Formbare thermoplastische NEschung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine thermoplastische, einen Celluloseester einer aliphatischen Saure enthaltende Mischlung, aus welcher sich Formartikel mit ausgezeichneten physikalischen und mechanischen Eigenschaften herstellen lassen. Im besonderen betrifft die Erfindung eine thermoplastische Masse, die einen Celluloseester einer aliphatischen Saure und mindestens ein Homo-oder Copolymer von 0. lefinen enthält. Gewünschtenfalls kann auch ein Weichmacher, ein Lö- sungsmittel, ein Füllstoff, ein Farbstoff, ein Gleitmittel usw. vorhanden sein.
Bis jetzt war es bekannt, bei der Herstellung eines Formartikels aus einem Cefluloseester einer aliphatischen Saure eine Masse zu verwenden, die einen Celluloseester einer aliphatischen Saure und einem Weichmacher für denselben enthielt.
Indessen waren bis jetzt die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von aus einer derartigen Masse hergestellten Formartikeln beschränkt, und es ist bis jetzt nicht möglich gewesen, einem aus einer solchen Masse hergestellten Formartikel, der unter unerwünscht strengen Arbeitsbedingungen verwendet wird, z. B. einem Formartikel mit eingelegtem Stahl, Eigenschaften, die genügend befriedigen, zu verleihen.
Die Erfinder haben nun bei ihren Untersuchungen mit thermoplastischen Formmassen von Celluloseestern von aliphatischen Säuren, die sie in der Absicht angestellt haben, eine Masse zu schaffen, aus der sich Formartikel mit verbesserten Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Dehnung, Schlagzähigkeit, Widerstand gegen Versprödung bei tiefen Temperaturen, Härte, Formbeständigkeit in der Wärme, Wasserabsorptionseigenschaften, Widerstand gegen Rissbildung, ohne Verlust des den Celluloseestern von aliph, atischen Säuren innewohnenden guten Glanzes und guten Griffes herstellen lassen, gefunden, dass ein Celluloseester einer aliphatischen Säure gleichmässig mit einem Homo-oder Copolymer von Olefinen vermischt werden kann unter Bildung einer verträglich erscheinenden Mischung,
aus der Formartikel mit in gewünschter Weise verbesserten physikalischen und mechanischen Eingenschaften ohne Einbusse vorteilhafter Eingenschaften des Celluloseesters hergestellt werden können.
Die Erfinder haben ausserdem festgestellt, dass es zweckmässig ist, das genannte Polymer in einer Menge von etwa 0, 1 bis 20 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0, 1 bis 10 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des Celluloseesters der aliphatischen Säure zuzugeben, und dass es sich in Abhängigkeit von der Art des herzustellenden Formartikels empfiehlt, zusätzlich einen Weichmacher in die Mischung einzuarbeiten.
Das Vermischen eines genannten Polymers mit einer thermoplastischen Formasse eines Celluloseesters einer aliphatischen Säure wurde wegen mangel an Verträglichkeit zwischen den beiden Polymeren als praktisch nutzlos betrachtet, und es wurde erwartet, dass sich aus der Mischung Formartikel mit gleichmässigen Eigenschaften nicht herstellen lassen. tÇberraschenderweise kann aber ein Polymer vom O'lefiwtyp bequem und gleïchmässig mit einem Celluloseester einer aliphatischen Saure vermischt werden unter Bildung einer Mischung, die aussieht wie eine verträgliche Mischung, und aus der Formartikel mit verbesserten physikalischen und mechanischen Eigenschaften unter Beibehaltung der giinstigen Eigenschaften des Cellulossessters hergestellt werden können.
Daher ist es ein Zweck der Erfindung, eine thermoplastische formbare Masse zu beschaffen, mit der die physikalischen und mechanischen Eigenschaften eines daraus hergestellten Formkörpers wesentlich verbessert werden, ohne dass die vorteilhaften Eigenschaften eines Celluloseesters einer aliphatischen Säure eingebüsst werden.
Als Celluloseester einer aliphatischen Säure, der als eine erste Komponente in der erfindungsgemässen Masse enthaIten ist, sei beispielsweise Celluloseacetat, Cellu losepropionat und Celluloseacetatbutyrat genannt. Insbesondere kommen Celluloseacetat mit einem Essigsäuregehalt von 51-62, 5 % (2, 14-3 Acetatgruppen pro Glukoseeinheit), Cellulosepropionat mit einem Propionsäuregehalt von 56, 7-63, 2 % (2, 2-2, 7 Propionatgruppen pro Glukoseeinheit) und Celluloseacetatbutyrat mit einem Essigsäuregehalt von 18-41, 5 % und einem Buttersäuregehalt von 22-46 % in Betracht.
Die genanaten Homo-oder Copolymere von Olefinen, welche eine zweite Komponente der erfindungsgemässen Masse bilden, bestehen aus einem Copolymer, das vorwiegend aus Olefin und zum Rest aus anderen mit OlefinencopolymerisierbarenManomeren aufgebaut ist, oder aus einem Interpolymer, vorwiegend aus Ole- fin, und ein Gemisch dieser Polymeren. Als derartige Homo-oder Copolymere von Olefinen seien beispielsweise erwähnt : ein Olefinhomopolymer wie Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen und Polyisobutylen, Äthylen Propylen-Copyolymere und Interpolymer aus Äthylen, Propylen und nicht konjugiertem Dien.
In der erfindungsgemässen Masse ist mindestens eine Komponente der erstgenannten Art sowie mindestens eine Komponente der zweitgenannten Art enthalten. In vielen Fällen ist es zweckmässig, als dritte Komponente einen Weichmacher zuzumischen. Für die Herstellung von Garn und Fäden ist ein Weichmacher entbehrlich, für die Herstellung von andern geformten Gebilden dagegen ist es zweckmässig, wenn die Mischung einen Weichmacher enthält.
Als Weichmacher für den Celluloseester einer aliphatischen Säure kann ein einziger Weichmacher oder ein Gemisch von Weischmachern verwendet werden, z.B.
Dimethylphthalat, Diäthylphthalat,
Triphenylphosphat, Methylphlthalyläthylglykolat,
Di-n-butylsebacat, Äthylphthalyläthylglykolat, Butylpihthalylbutylglykolat, Dibutylphthalat,
Dioctyladipat, Dioctylphthalat, Butylbenzylphthalat und Triacetin.
Wird Celluloseacetat als erste Komponente verwendet, so ist die Verwendung einer Kombination von Dimethylphthalat und Diäthylph'thalat von Vorteil.
Für die Herstellung von geformten Gebilden wie Folien kann die Masse auch ein Lösungsmittel enthEalten, z. B. Aceton, Methylacetat, methylenchlorid oder eine Mischung von Methylenchlorid und niedrigem aliphatischem Alkohol.
Natürlich kann die Cellulosesstermasse ausser Weichmacher und Lösungsmittel noch witere übliche Zusätze wie Füllstoffe, Stabilisaoren, Farbstoffe und Gleitmittel enthalten.
Vorzugsweise wird das als zweite Komponente ge- nannte Polymer vom Olefintyp in einer Menge von etwa 0, I bis 20 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 0, 1 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile, des als erste Komponente genannten Celluloseesters einer aliphatischen Säure verwendet. Zum Formen eines mit Einlage versehenen Artikels, der besonders hohe Zugfestigkeit und Dehnung besitzen soll, wird eine Menge von 1 bis 5 Gewichtsteilen Bevorzzugt. Die Menge eines Weichmachers hängt von der Art und Menge des verwendeten celluloseesters einer aliphatischen Säure ab, doch genügt gewöhnlie eine Mange von etwa 5 bis 60 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtstile des Celluloseesters, um den Zweck zu erfüllen.
Das Mengenwerhältnis zwischen Polymer vom Olefintyp, Weichmacher, Lösungsmittel, Fü31stoff, Stabilisator, Fars'off und Gleitmittel kann nach Bedarf variiert werden, ohne vom Zweck der Erfindung abzuweichen.
Bei der Herstellung der erfindungsgemässen Mischung werden diese Komponenten vermischt, wobei Mischbedingungen eingehalten werden sollten, unter denen eine genugend'e meahanische Scnerun, g ausgeubt wird.
Als derartige Mischmethoden seien beispielsweise er wänt ; Kneten, Schneckenpressen, Bumbury-Mischen, Mastizieren und schnelles Rühren. Diese Methoden kaon- nen auch in geeigneter Weise kombiniert werden. Auf alle Faille wird die Mischung einer geügenden mechanischen Seherung unterworfen, um die Komponenten gleichmässig zu vermischen, bis die Mischung äusserlich Verträglichkeit zeigt. Wenn z. B. eine Schneckenpresse verwendet wird, zeigen die Komponenten ein verträg- liches Aussehen, während sie sich in einem Zylinder fortbewegen, und es ist kein zusätzliches besonderes Mischen erforderlich.
Wenn flüssige Weichmacher und andere Zusätze und ferner ein Lösungsmittel zugemischt werden, kann auch durci Kneten eine genügende Soherkraft susgeübt werden. Die Mischoperation kann bei Raumtemperatur ausgeführt werden, wenn ein Lösungsmittel anwesend ist, doch ist das Mischen unter Erwärmen gewöhnlich vor- zuziehen.
Die erfindungsgemässe Mischung kann kontinuierlich zu einem Formartikel geformt werden, wie z. B. bei Verwendung einer Schneckenpresse für das Mischen, dooh wird sie normalerweise nach genügend gleichmässi- gem Vermisschen in Tablettenform gebracht und in dieser Form zum Formen angeboten.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sollen nun durci Beispiele erläutert werden, wobei Eigenschaften von aus erfindungsgemässen Mischungen hergestellten Formartikeln mit jenen von Formartikeln, die aus bisher bekannten Massen aus Celluloseestern aliphatischer Säuren hergestellt wurden, verglichen werden. Die Erfindung wird jedoch selbstverständlich durch diese Beispiele nicht eingeschränkt. In den Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile.
Beispiel 1
Aus 100 Teilen Celluloseacetat, 12 Teilen Dimethylphthalat und 38 Teilen Diäthylphthalat wurde eine Stan- dard-Mischvng(Vergleichsmisch.ungNr.1)hexgestellt.
Diese Standard-Mischung für sich allein und ferner die gleiche Mischung mit einem Zusatz von 3, 5 Teilen Poly athyl'en (HI-ZEX H 5000, ein Erzeugnis Mitsui Petrochemical Industry Co., Ltd.)-diese beiden Mischungen waren mit Hilfe eines Bandmischers hergestellt wordenwurden bei 185 C mit einem Extruder extrudiert und in Tablettenform gebracht. Aus den Tabletten hergestellte Spreizugussproben hatten die in der folgenden Tabelle 1 angeführten Eigenschaften.
Tabelle 1
Mischung des Standardmischung
Beispiels 1 (Vergleichsmischung Nr. 1)
Zugfestigkeit (kg/cm9) 285, 2 251, 6
Dehnung 20 C (%) 57, 7 36, 6
Dehnung bis Streckgrenze (S) 7, 0 6, 5 Schlagzähigkeit (kg cm/cm2) 28, 9 25, 5
Härte (R-Skala) 91, 0 80, 2
Formbeständigkeit in der Wärme ( C) 54, 0 53, 0 (4, 62 kglcm2)
Wasseraufnahme (S) 1, 50 2, 16 Es wurden folgende Prüfmethoden angewendet: Ey = X 100 1.
Zugfestigkeit
Ein hantelförmiges Prüfstück mit einer Langue von 120 mm, einer maximalen Breite von 25 mm, einer minimale Breite von 10 mm und einer Dicke von 5 mm wurde in einen Raum bei 20 ¯ 1 C und einer relativen Feuchtigkeit von 65 2% 48 Std. lang stehengelassen.
Dann wurde das Prüfstück in eine Zugfestigkeitsprüfvorrichtung gebracht und einer Zugspannung bei einer Zuggeschwindigkeit von ungefüähr 10 mm/min unterworfen.
Die maximale Belastung, bis das Prüfstück gerissen war, wurde gemessen. Die Zugfestigkeit wurde nach der fol genden Formel berechnet, wobei die gleiche Operation sechsmalwiederhalt und der Durchschnittswert genommen wurde.
L T = L S T = Zugfestigkeit (kg/cm2), L = maximale Belastung, bis das prüfstück gebrochen war (kg), S = Querschnittsfläche des Prüfstückes (cm2).
2. Dehnung
Auf jenen Teil des genannten hantelförmigen Prüfstockes, wo die Breite 10 mm betrug, wurde eine Distanz von 40 mm durch zwei Punkte markiert. Die Dehnug wurde nach folgender Formel aus der Distanz zwischen den beiden markierten Punkten, als das Prüfstück unter der Zugbelastung riss, und der ursprünglichen Distanz zwischen den beiden markierten Punkten errechnet 1e-1
E= X 100
1 E- Dehnung (%), 1e = Distanz zwischen den beiden markierten Punkten beim Reissen des Prüfstückes (mm), 1 = ursprüngliche Distanz zwischen den beiden mar- kierten Punkten (mm).
3. Dehnung bis Streckgrenze
Die auf jenem Teil des genannten hantelförmigen prüfstückes, wo die Breite 10 mm betrug, wurde eine Distanz von 40 mm durch zwei Punkte markiert. Die Dehnung wurde nach folgender Formel aus der Distanz zwischen den beiden markierten Punkten, als das Prof- stück infolge der Zugbelastung eine Streckgrenze erreichte, und der ursprünglichen Distanz zwischen den beiden markierten Punkten errechnet.
Ey = Dehnung bis Streckgrenze, ly = Distanz zwischen den beiden markierten Punkten, als die Streckgrenze erreicht wurde (mm), 1 = ursprungliche Distanz zwischen den beiden mar kierten Punkten des prüfstückes (mm).
4. Schlagzähigkeit
Ein Einschnitt von einer Tiefe von 2 mm und einem Radius von 1 mm wurde im Zentrum einer Flache eines rechteckigen Parallelepipeds mit den Abmessungen 15 X 15 X 90 mm angebracht. Die Distanz zwischen zwei stüt nden Punkten betrug 60 mm. Entsprechend dem Charpy-Sclzlagversuch, bei dem ein Hammer in der Mitte einer Flache des Prüfstückes, die der genannten mit einem Einschnitt versehenen Fläche gegenüberleigt, aufprallt, wurde der Schlaghammer vom Prühstückweg bis zu einem bestimmten Winkel gehoben und gegen die genannte Mitte anstossen gelasse. Die verbrauchte Schlagarbeit pro Einheit der Querschniittsfläche des Einschnittes wurde mittels einer Umrechnungstabelle als Sclhlagzähigkeitswert ermittelt.
Die gleiche Operation wurde sechsmal wiederhalt, und es wurde der Durch schnittswert genommen.
5. Härte Rockwell-Härte, ASTM-Methode D 785-51 6. Formbeständigkeit in der Wärme (Heat dilection temperature)
Methode ASTM D 648-56 7. Wasseraufnahme
Eine Prüfscheibe mit einem Durchmesser von 50, 8 mm und einer Dicke von 3, 18 mm wurde 48 Std. lang bei 50 C vorgetrocknet, dan fur 24 Std. in einen auf konstanter Temperatur von 20 1 C gehaltenen Wasserbehälter getaucht. Das Wasser wurde dann abgewischt und das Gewicht (W) der Prüfscheibe in diesem Zeitpunkt in g gemessen. Dann wurde die Scheibe erneut 48 Std. lang bei 50 C getracknet und dann in einem Exsikkator abkühlen gelasse. Hierauf wurde das Ge wicht W2 (in g) der Scheibe ermittelt.
Die durch das Eintauchen in Wasser aufgenommene Wassermenge wurde in % des Scheibengewichtes W1 ausgedrückt.
A =WlW2 X 100 WU
A = Wasseraufnahme (%)
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, sind Dehnung, Zugfestigkeit, Schlagzähigkeit, Wasseraufnahme, Härte und auch andere Eigenschaften eines aus der erfindungs gemässen Mischung geformten Artikels besser. Der Ein flués des heterogenen Mischens wurde beim Formartikel des Beispiels 1 überhaupt nicht bemerkt.
Beispiel 2
Aus 100 Teilen Celluloseacetat, 9 Teilen Dimethylphatalat und 39 Teilen Diathylphat wurde eine Statu- dardmischung (Vergleichsmischung Nr. 2) hergestellt.
Diese Standardmischung wurde einerseits für sich allein und anderseits mit einem Zusatz von 2 Teilen Polyäthylen (das glciche wie in Beispiel 1) mit einem Extruder bei 190 C extrudiert. Dann wurde das Vorgehen von Beispiel 1 wiederholt, und es wurden die in Tabelle 2 angefiihrten Resultate erhalten.
Tabelle 2
Mischung des Stazndardamischung
Beispiels 2 (Vergleichsmischung Nr. 2) Zugfestigkeit (kg/cm2) 284 288 Dehnung (I'o) 52, 2 38 Schlagzähigkeit (kg-cm/cm2) 28, 7 25, 7 Härte (R-Skala) 85, 2 87, 6 Gewichtsverlust beim Erhitzen (%) 0, 89 1, 03 Wasseraufnahme (%) 1, 49 1, 79
Bemerkung : Der Gewichtsverlust beim Erhitzen wurde wie folgt ermittelt : Ein Prüfstück mit den Abmessungen 76, 2 X 25, 4 X 3, 13 mm wurde bei einer Temperatur von 50--3 C 24 Std. lang getrocknet und dann in einem Exsikkator abkühlen gelasse. Dann wurde das Gewicht in g gemessen. Es wird als Anfangsgewicht Wo bezeichnet.
Das Prüfstück wurde dann für 48 Std. in einen Trockner gestellt, dessen Luft eine konstante Temperatur von 80 1 C hatte. Dann wurde das Gewicht (Wi) in g ermittelt. Der Gewichtsverlust wurde in % aus gedruckt.
H = ###### X 100 Wo
H = Gewichtsverlust beim Erhitzen (%).
Beispiel 3
Aus 100 Teilen Celluloseacetat, 9 Teilen Dimethylphthalat und 40 Teilen Diäthylphthalat wurde eine Standardmischung (Vergleichsmischung Nr. 3) her- gestellt. Aus dieser Mischung four sikh allein und nach Zusatz von 3, 5 Teilen Polypropylen (Moplen AS-30, ein Produkt der Monteeatini Soe. Gen. per Plndustria Mineraria e Chimica) wurden wie in Beispiel 1 Prüfstücke hergestellt. Deren Eigenschaften sind in Tabelle 3 angegeben :
Tabelle 3
Mischung des Standardmischung
Beispiels 3 (Vergleichsmischung Nr. 3) Zugfestigkeit (kg/cm2) 276, 4 264, 0 Dehnung (5'o') 56, 0 35, 2 Schlagzähigkeit (kg-cm/cm2) 28, 7 24, 3 Harte (R-.
Skala) 90, 4 86, 8 Formbeständigkeit in der Warme ( C) (4, 62 kg/cm2) 61, 0 54, 5 Gewichtsverlust beim Erhitzen (0 86 1 18 Ausmass des Ausschwitzens (ils) 0, 50 0, 92
Das Ausmass des Ausschwitzens wurde wie folgt bestimmt. Ein prüfstück, Wie es zur Bestimmung der Wasseraufnahme verwendet wurde, wurde bei 50 C während 48 Std. vorgetrocknet. Dann wurde das Gewicht des Prüfstäckes (als Anfangsgewicht Wo) in g bestimmt, worauf das Prüfstück für 24 Std. in einen Wasserbehälter mit einer konstanten Temperatur von 20 ¯ 1 C ge- taucht wurde.
Das Wasser wurde dann abgewischt und das Prüfstück wiederum für 48 Std. bei 50 C getrocknet und dann in einem Exsikkator abkühlen gelasse. Nun wurde wiederum das Gewicht (W2) in g bestimmt und das Ausmass des Ausschwitzens nach folgender Formel berechnet :
B = Wo-W2 x zoo Wo
B = Ausmass des Ausschwitzens (%).
Beispiel 4
Aus 100 Teilen Celluloseacetat, 15 Teilen Dime thylph'thalat und 35 Teilen Diathylphtlialat wurde eine Standardmischung (Vergleichsmischung Nr. 4) berge- steil. t. Diese Mischung allein und die gleiche Mischung mit einem Zusatz von 3, 5 Teilen Polyolefin, bestehend aus Polyäthylen (das gleiche wie in Beispiel 1) und Poly propylen (das gleiche wie in Beispiel 3) (Polyäthy- len : Polypropylen = 1 : 1), wurden extrudiert und wie in Beispiel 1 zu Prüfstücken geformt, deren Eigenschaften in Tabelle 4 angegeben sind.
Tabelle 4
Mischung des Standardmischung
Beispiels 4 (Vergleichsmischung Nr. 4) Zugfestigkeit (kg/cm2) 310 249, 3 Dehnung (S) 66, 2 42, 6 Schlagzähigkeit (kg-cm/cm2) 34, 2 24, 8 Härte (RmSkala) 90, 4 86, 4 Formbeständigkeit in der Warme ( C) (4, 62 kg/cm2) 56, 5 52, 0 Wasseraufnahme (SO) 1, 49 2, 14
Wie aus der Tabelle 4 ersichtlich ist, weist ein Formartikel aus einer Mischung, die ein (Remisch von Poly äthylen und Polypropylen entliält, eine kautschukähnliche Elstizität auf. Er besitzt ausserden ein ausgezeichnetes Widerstandsvermögen gegen Rissbildung.
Beispiele 5-8
Eine Mischung von 100 Teilen Celluloseacetat, 10 Teilen Dimethylphthalat und 40 Teilen Diäthylphthalat mit verschiedenen Mengen, nämlich 1, 0, 3, 5, 5, 0 bzw.
8, 0 Teilen Polyäthylen (das gleiche wie in Beispiel 1), wurde wie in Beispiel 1 verarbeitet. Die Eigenschaften der erhaltenen Formäörper wurden mit denen von Formkörpern aus der gleichen Mischung, aber ohne Zusatz von polyäthylen (Vergleichsmischung Nr. 5) verglichen.
Sie sind in Tabelle 5 zusammengestellt.
Der in Tabelle 5 angeführte Rissbildungstest wurde wie folgt durchgefüErt. Ein Prüfstück wurde 16 Std. lang bei 70 C 8 Std. lang bei 40 C und 100 % relativer Feuchtigkeit und 8 Std. lang bei-40 C stehengelassen.
Diese Schritte wurden wiederholt, bis Rissbildung und Verzerrung eintrat, und die bis dadin verstichene Gesamtzeit in Stunden festgestellt.
Tabelle 5 Erfindungsgemässe Mischungen Vergleichsmischung
Zugesetzte Polyäthylenmenge 1, 0 Teil 3, 5 Teile 5, 0 Teile 8, 0 Teile Nr. 5
Beispiel 5 Beispiel 6 Beispiel 7 Beispiel 8 0 Teile Zugfestigkeit (kg/cm2) 268, 4 263, 6 274, 8 285, 2 244, 0 Dehnung 20 C (%) 50,0 59, 6 48, 6 43, 6 37, 8 -20 C 23, 7 29, 3 23, 0 20, 7 13, 2 Schlagzähigkeit (kg-cm/cm2) 27, 6 27, 8 30, 0 27, 5 26, 3 Harte (R-Skala) 87, 2 85, 4 87, 2 87, 0 85, 0 Formbeständigkeit in der Warme ( C) (Heat deflection temp.) (4, 62 kg/cm2) 54, 7 57, 3 60, 0 58, 4 53, 0 Wasseraufnahme (S) 1, 25 1, 60 1, 41 1, 38 1, 98 Rissbildungstest (Stunden)
216 256 208 194 144
Beispiel 9
Aus 100 Teilen Celluloseacetat und 50 Teilen Di äthylphthalat wurde eine Standardmischung (Vergleichsmischung Nr. 6) hergestellt. Diese Mischung allein und die gleiche Mischung mit einem Zusatz von 3, 5 Teilen Polyäthylen (das gleiche wie in Beispiel 1) wurden je für sich mechanisch mit einem Extrucker (L/C = 20 bei 185 C) honmogenisiert und dann tablettiert. Daraus her gestell, te Prüfkörper wiesen die in Tabelle 6 angeführten Eigenschaften auf.
Tabelle 6
Mischung des Standardmischung
Beispiels 6 (Vergleichsmischung Nr. 6) Zugfestigkeit (kg/cm2) 295, 3 276, 3 Dehnung 20 C (S) 59, 7 38, 7 Dehnung bis Streckgrenze (S) 7, 0 6, 5 Schlagzähigkeit (kg-cm/cm2) 28, 8 27, 5 Härte (R-Skala) 92, 0 87, 6 Formbeständigkeit in der Wärme ( C) (Heat deflection temp.) (4, 62 kg/cm2) 56, 3 54, 0 Wasseraufnahme (%) 1, 78 2, 05 Rissbildungstest (Stunden) 258 148, 0
Wie aus dieser Tabelle 6 hervargeht, ist ein aus der erfindungsgemässen Mischung hergestellter Formkörper hinsichtlich Bruchdehnung, Zugfestigkeit, Schlagzähig- keit,
Rissbildung und anderer Eigenschaften überlegen.
Die Mischung mit dem Polyäthylenzusate zeigte keinen Einfluss des heterogenen Miscnens.
Beispiel 10
Aus 100 Teilen Celluloseacetat und 48 Teilen Di äthylpththalat wurde eine Standardmischung (Vergleichsmischung Nr. 7) hergestellt. Diese Mischung finir sich allein und die gleiche Mischung mit einem Zusatz von 2, 0 Teilen Polyäthylen (das gleiche wie in Beispiel 1) wurden je für sich mechanisch mit einem Extruder bei 190 C homogenisiert. Dann wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen. Die Resultate sind in Tabelle 7 angegeben.
Tabelle 7
Mischung des Standardmischung
Beispiels 10 (Vergleichsmischung Nr. 7) Zugfestigkeit (kg/cm2) 301 291 Dehaung 20 C (%) 57 36 Schlagzähigkeit (kg-cm/cm2) 27, 9 26, 8 Harte (RSkala) 90, 2 86, 7 Gewichtsverlust beim Erhitzen (%) 0, 97 1, 04 Wasseraufnahme (%) 1, 98 2, 17 Rissbildungstest (Stunden) 316, 0 98, 0
Beispiel 11
Aus 100 Teilen Celluloseacetat und 49 Teilen Di äthDylphthalat wurde eine Standardmischung (Vergleichs- mischung Nr. 8) hergestellt.
Diese Mischung für sich allein und die gleiche Mischung mit einem Zusatz von 3, 5 Teilen Polypropylen (das gleiche wie in Beispiel 3) wurden wie in Beispiel 1 verarbeitet. Die erhaltenen Resultate sind in Tabelle 8 wiedergegeben.
Tabelle 8
Mischung des Standardmischung
Beispiels 11 (Vergleichsmischung Nr. 8) Zufestigkeit (kg/cm2) 302, 3 294, 6 Dehnung 20 C (%) 71, 0 38, 5 Schlagzähigkeit (kg-cm/cm2) 30, 0 28, 2 Härte (R-Skala) 90, 3 89, 3 Formbeständigkeit in der Warme ( C) (Heat deflection temp.) (4, 62 kg/cm2) 61, 2 56, 9 Ausmass des Ausschwitzens (%) 0, 60 1, 12
Beispiel 12
Aus 100 Teilen Celluloseacetat und 48 Teilen Dîme- thylphthalat wurde eine Standardmischung (Vergeichsmischung Nr. 9) hergestellt.
Diese Mischung finir sich allein und die gleiche Mischung mit einem Zusatz von 3, 5 Teilen Polyolefin, bestehend zur Halite aus Poly äthylen (das gleiche wie in Beispiel 1) und zur andern Halte aus Polypropylen (das seiche wie in Beispiel 3), wurden wie in Beispiel 1 verarbeitet. Die Resultate sind in Sabelle 9 angeführt.
Tabelle 9
Mischung des Standardmischung
Beispiels 12 (Vergleichsmischung Nr. 9) Zugfestigkeit (kg/cm2) 328, 4 278, 8 Dehnung (ils) 49, 5 22, 5 Schlagzähigkeit (kg cm/cm2) 28, 4 21, 3 Härte (R-Skala0 88, 4 85, 6 Formbeständigkeit in der Wärme ( C) (Heat deflection temp.) (4, 62 kg/cm2) 57, 2 54, 8 Wasseraufnahme (% 1, 75 2, 13
Wie aus Tabelle 8 in Beispiel 11 und Tabelle 9 in Beispiel 12 ersichtilich ist, zeigten Forskörper aus Mischungen, die Polypropylen bzw. ein Gemisch von Polyäthylen und Polypropylen enthielten, kautschukähn- liche Elastizität. Zudem hatten sie ein ausgezeichnetes Wiederstandsvermögen gegen Rissbildung.
Beispiel 13
Aus 100 Teilen Celluloseacetat und 48 Teilen Di äthylphthalat wurde eine Standardmischung (Vergleichs- mischung Nr. 10) hergestellt. Diese Standardmischung allein und die gleiche Mischung mit einem Zusatz von 2, 0 Teilen Polyisobutylen (Vistanex MM-L-80, ein Produkt der Enjay Chemical Co.) wurden wie in Beispiel 1 verarbeitet. Es wurden die in Tabelle 10 angeführten Resultate erhalten.
Tabelle 10
Mischung des Standardmischung
Beispiels 13 (Vergleichsmischung Nr. 10) Zugfestigkeit (kg/cm2) 287, 5 299, 0 Dehnung 20 C (%) 72, 1 39, 5 Schlagzähigkeit (kg-cm/cm2) 34, 9 27, 8 Härte (R-Skala) 92, 0 91, 0 Wasseraufnahme (%) 1, 18 2, 06 Formbreständigkeit in der Wärme ( C) (Heat deflection temp.) (4, 62 kg/cm2) 60, 0 58, 5 Beispiel 14
Aus 100 Teilen Cellulosepropionat und 15 Teilen Dibutylphthalat wurde eine Standardmischung (Ver- gleichsmischung Nr. 11) hergestellt. Diese Mischung für sich allein und die gleiche Mischung mit einem Zusatz von 3, 0 Teilen Polyäthylen (Sholex 6000-9, ein Produkt der Showa Petrochemical Co. Ltd.) wurden wie in Beispiel 1 verarbeitet.
Es wurden die in Tabelle 11 angegebenen Resultate erhalten.
Tabelle 11
Mischung des Standardmischung
Beispiels 14 (Vergleichsmischung Nr. 11) Zugfestigkeit (kg/cm2) 337, 0 314, 4 Dehnung 20 C (%) 69, 3 54, 6 Schlagzähigkeit (kg-cm/cm2) 34, 7 30, 0 Harte (R-, Skala) 92, 9 92, 0 Formbeständigkeit in der Warme ( C) (Heat deflection temp.) (4, 62 kg/cm2) 63, 0 60, 0 Beispiel 15
Aus 100 Teilen Celluloseacetatbutyrat, 3 Teilen Di methylphthalat, 5 Teilen Di-n-butyl-sebacat und 2 Teilen Athylphthalyläthylglykolat wurde eine Standardmischung (Vergleichsmischung Nr. 12) hergestellt.
Diese Mischung allein und die gleiche Mischung mit einem Zusatz von 2 Teilen Polyät'hylen (das gleiche wie in Beispiel 1) wurden wie in Beispiel 1 verarbeitet. Die Resultate sind in Tabelle 12 angeführt.
Tabelle 12
Mischung des Standardmischung
Beispiels 15 (Vergleichsmischung Nr. 12) Zugfestigkeit (kg/cm2) 370, 8 327, 0 Dehnung (%) 70, 0 58, 0 Schlagzähigkeit (kg cm/cm2) 37, 6 31, 3 Härte (R-Skala) 99, 3 96, 4 Formbeständigkeit in der Wärme ( C) (Heat deflection temp.) (4, 62 kg/cm2) 68, 0 65, 0 Wasseraufnahme (%) 1, 02 1, 20 Rissbildungstest (Stunden) 355, 5 286, 5
Beispiel 16
Aus 1U0 l'eilen C : elluloseacetat und 48 Teilen Di äthylphthalat wurde eine Standardmischung (Vergleichsmischung Nr. 13) hergestellt.
Diese Mischung allein und die gleiche Mischung mit einem Zusatz von 3 Teilen eines Athylen-Propylen-Copolymers (ein Produkt der Union Carbide Corporation) wurden wie in Beispiel 1 verarbeitet. Es wurden die in Tabelle 13 angegebenen Resultate erhalten.
Tabelle 13
Mischung des Standardmischung
Beispiels 16 (Vergleichsmischung Nr. 13) Zugfestigkeit (kg/cm2) 314, 7 299, 0 Dehnung (%) 58, 0 39, 5 Schlagzähigkeit (kg#cm/cm2) 30, 0 27, 8 Härte (R-Skala) 93, 2 91, 0 Wasseraufnahme (%) 1, 72 2, 06 Formbeständigkeit in der Warme ( C) (Heat deflection temp.) (4, 62 kg/cm2) 61, 0 58, 5
Beispiel 17
100 Teile zerkleinertes Celluloseacetat und 1 Teil eines Polypropylens (das gleiche wie in Beispiel 3), das zu Teilchen einer Grolle feiner als 200 Maschen zerkleinert war, wurden gleichmaf3ig vermisc'ht. Das Pulvergemisch, das 8 % Feuchtigkeit enthielt, wurde in einen Einfülltrichter gogeben und unter Stickstoffgas gehalten.
Dann wurde es in eine Schmelzvorrichtung mit Schnecke gepresst, in der die Luft durch N2-Gas ersetzt wurde, wobei die Luft im Pulver ausgetrieben wurde. Dann kam das Pulver in eine Schmelzzone und wurde dann als Faden durch eine Austrittsöffnung ausgestossen und aufgewunden (Schmelzspinnen).
Die Eigenschaften des Fadens wurden mit denen eines trocken gesponnenen Acetatfadens ohne Polypro- pylengehalt (Vergleichsmischung Nr. 14) verglichen. Die Resultate sind in Tabelle 14 angegeben.
Tabelle 14
Mischung des Standardmischung
Beispiels 17 (Vergleichsmischung Nr. 14) Zugfestigkeit trocken (g/d) 1, 28 1, 32 nass (g/d) 0, 76 0, 78 Dehnung trocken (%) 36, 6 28, 5 nass (%) 44, 3 32, 8
Die Trockenzugfestigkeit und-dehnung wurden an einem 50 cm langen Faden mit einem Pendel-Zug/Dehnung-Prüfgerät vom Typ Schopper bei einer Klammer- fallgeschwindigkeit von 100 mm/min ermittelt. Die Nass- zugfestigkeit und-dehnung wurden in einem Wasserbehälter gemessen, nachdem die Probe langer als 2 min in Ionenaustauscherwasser von 20 C, das ein Durch dringungsmittel enthielt, getaucht worden war.
1. Zugfestigkeit
Zwei 450 m lnge Fäden wurden hergestellt und ihre Deniers bestimmt. Die Zugfestigkeit wurde als Gramm/ Denier ausgedrückt, wobei die Zugkraft W in g wie oben angegeben gemessen wurde. Die gleiche Operation wurde fünfmal wiederholt, und der Durchschnittswert wurde als Messwert gewonnen.
T = W/D
T = Zugfestigkeit des Fadens (g/d),
W = Festigkeit des Prüffadens,
D = Denier.
2. Dehnung
Sie wurde aus der absoluten Verlängerung bis zum Eintreten des Bruches beim Zug/Dehnungs-Versuch ermittelt : E=#1/1 X 100.
E = Dehnung (%), A 1 = absolut Velängerung beim Brunch (cm),
1 = ursprüngliche Länge des prüffandens (cm).
Beispiel 18
Eine Acetatfolie aus einer Standardmischung von 100 Teilen Celluloseacetat, 2 Teilen Dünethylphthalat und 8 Teilen Triphenylphosphat (Vergleichsmisschung Nr. 15) und eine andere Acetatfolie, die durch mechanisches Mischen der Vergleichsmischung Nr. 15 mit 1, 5 Teilen Polypropylen (das gleiche wie in Beispiel 3) und Formen der so erhaltenen Mischung zu einer Folie durch Extrudieren hergestellt wurde, wiesen die in Tabelle 15 angefühtten Eigenschaften auf.
Tabelle 15
Mschung des Standardmischung
Beispiels 8 (VergleichsmischungNr. 15) Zugfestigkeit (kg/cm2) 563 398 Dehnung (%) 56 38 Biegefestigkeit (kg/cm2) 637 465 Wasseraufnahme 24 Stunden (5'o') 3, 9 4, 8 Messmethoden für die Folien : 1. Zugfestigkeit und Dehnung
Ein hantelförmiges Priifstück der gleichen Grolle wie ein geformtes Kunststoffprüfstück und einer Foliendicke von 0, 65 mm wurde 48 Std. lang bei 20 1 C in Luft mit einer auf 65 2 % eingestellten relativen Feuchtigkeit stehengelassen und dann in ein zugprüfgerät gebracht.
Eine Zugkraft wurde mit einer Zuggeschwind'ig- keit von 10 mm/mi-n ausgeübt. Die maximale Kraft bis zum Reissen des Prüfstückes und die Dicke zwischen zwei bestimmten Punkten an mehr als 3 Stellen wurden gemessen. Die Zugfestigkeit wurde nach Bestimmung der Quersc'hnittsfläche ermittelt. Gleich wie im Fall eines geformten Kunststoffprüfkörpers wurde die Dehnung beim Zerreissen berechnet.
2. Biegefestigkeit
Nach der Methode ASTM-D790-59 T bestimmt.
3. Wasseraufnahme
Ein quadratisches 30 X 30-mm-prüfstück mit einer Dicke von 0, 65 mm wurde 24 Std. lang bei 50 C getrocknet und in einem Exsikkator abkühlen gelasse.
Dann wurde es 24 Stunden in einen Wasserbehälter mit einer konstanten Temperatur von 20 1 C eingetaucht, hierauf wurde das Wasser abgewischt und das Gewicht des Prüfstüches in g ermittelt (W1). Das Stück wurde hierauf wieder 24 Std. bei 50 C getracknet und dann in einem Exsikkator abkühlen gelassen, worauf das Ge- wich-t (W2) in g des Prüfstückes gemessen wurde. Das aufgenommene Wasser wurde in % nach der Formel A-Wl-W2 X 100 wi errechnet.
A = Wasseraufnahme (S).
Wie den beschriebenen Beispielen zu entnehmen ist, waren die erfindungsgemässen Gemische sehr leicht herstellbar und formbar. Zudem hatten die daraus geformten Formlinge ausgezeichnete physikalische und mechanische Eigenschaften. Ausserdem war der Glanz und der Griff der Formlinge hervorragend.