DE19823142C2 - Elastische Fäden, Folien, textile Flächengebilde und Hybridstrukturen mit hohem Schrumpfvermögen bei niedrigen Temperaturen und hoher Temperaturstabilität und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Elastische Fäden, Folien, textile Flächengebilde und Hybridstrukturen mit hohem Schrumpfvermögen bei niedrigen Temperaturen und hoher Temperaturstabilität und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Chemie und der Textiltechnik sowie
auf den Verpackungssektor und betrifft elastische Fäden, Folien, textile Flächenge
bilde und Hybridstrukturen, wie sie für die Verpackung von Gütern und bei der Erzie
lung von speziellen textiltechnischen Effekten, wie z. B. bei hybriden Bauschfaden
strukturen, verwendet werden. Eingeschlossen in die Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung solcher Produkte sowie deren Verwendung.
Bei der technischen Formgebung werden polymere Materialien durch die einwirken
den Kräfte im entropieelastischen Zustand gedehnt. Die Makromoleküle werden da
bei partiell entknäuelt und deformiert und erhalten eine mehr oder weniger große, von
der Verformungsspannung abhängige Vorzugsorientierung, die mit einer Anisotropie
der physikalischen Eigenschaften verbunden ist.
Aus dem Streben der partiell entknäuelten und deformierten Makromoleküle nach dem
energetisch günstigsten Zustand, nämlich dem thermodynamischen Zustand größt
möglicher Entropie (d. h maximaler Unordnung), folgt, daß bei Erreichen höherer
Temperaturen im entropieelastischen Bereich in den elastischen Fäden, Folien, tex
tilen Flächengebilden und daraus hergestellten Hybridstrukturen die latente Rück
stellneigung aktiviert wird: Es tritt ein Schrumpf ein, welcher z. B. in der Verpac
kungsindustrie gezielt genutzt wird. Ebenso werden bei der Chemiefaserherstellung
unterschiedliche Schrumpfneigungen von zwei verschieden strukturierten polymeren
Materialien in bilateralen Fadenstrukturen genutzt, um eine Selbstkräuselung oder
eine Splittung der Fasern zu erzielen.
In DE 196 09 419 A1 werden schmelzgesponnene, vernetzte elastische Fäden aus
einem Polyethylentyp und ein Verfahren zu deren Herstellung und Anwendung be
schrieben. Nachteilig ist die Beschränkung auf Polyethylene mit definierter Seiten
kettenstruktur und einer engen Molekulargewichtsverteilung von Mw/Mn < 2,2, die
eine Steuerung der Stoffparameter in breiteren Bereichen nicht zuläßt. Des weiteren
wird zur Absenkung der Viskosität empfohlen, Weichmacheröl einzuarbeiten. Die
damit einhergehende signifikante Absenkung der Gelgehalte und des Vernetzungs
grades sind mit einer Verschlechterung der mechanischen, elastischen und thermi
schen Kennwerte verbunden.
In JP 58-214550 A2 werden synthetische Gewebe beschrieben, deren Schrumpf
schon bei niedrigen Temperaturen ausgelöst wird. Die synthetischen Fasern, die aus
einem Propylen-alpha-Olefin-Copolymer oder aus einer Mischung des Copolymers
mit Polypropylen separat schmelzgesponnen wurden, entwickeln ihren hohen
Schrumpf durch eine Wärmebehandlung bei erst ca. 100°C und können als Aus
gangsmaterial für die Herstellung von schrumpfenden Geweben für Verpackungen
dienen. Ein weiterer Nachteil dieses Gemisches liegt in der geringen Temperaturbe
ständigkeit (< 100°C) nach dem für die Auslösung des Schrumpfes notwendigen
zweiten Erwärmen.
In EP 707957 A1 wird ein Mehrschichtfolienverbund auf der Basis eines Ethylen-
alpha-Olefin-Copolymers beschrieben. Das Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer besitzt
in der DSC-Analyse seinen Hauptschmelz-Peak unterhalb einer Temperatur von 105°C
und zeigt bei 85°C mindestens einen freien Schrumpf von 80%. Die anderen
Schichten des Multischichtfolienverbundes sind schrumpfkompatibel und bestehen
wahlweise aus anderen Polymeren, z. B., dem vernetzten Affinity PF 1140 oder be
strahltem EVA. Auch hier liegt der Nachteil in der hohen Schrumpftemperatur.
In der EP 229 715 A2 wird ebenfalls ein Mehrschichtfolienverbund vorgestellt, der bei
einem hohen Schrumpf allerdings nur geringe Schrumpfkräfte erwarten läßt. Die Fo
lie besteht aus ein oder zwei äußeren Schichten aus Polyethylen, Polypropylen
und/oder einem Ethylen-Propylen-Copolymer und einer Kernschicht aus Polyethylen,
welches einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Randschicht besitzt. Eine in dieser
Weise aufgebaute Folie zeigt infolge vorher aufgeprägter Orientierungen bei 60°C
einen Schrumpf von 2,5%, bei 80°C von 16,5%, bei 100°C von 29,5% und bei 120°C
von 45%. Nachteilig ist auch hier die relativ hohe Schrumpftemperatur, die auf
wendige Verarbeitungstechnologie (Coextrusion), die geringe Temperaturbeständig
keit (< 100°C) nach dem zweiten Erwärmen und der geringe maximale Schrumpf
von 45%.
In WO 96107699 wird von einer biaxial-orientierten Copolymerfolie, bestehend aus
einem Polyolefincopolymer, einem Polyolefinterpolymer und den möglichen Blend
kombinationen, u. a. auch mit den homopolymeren Polyolefinen, berichtet. Die Folie
besitzt ein hohes Schrumpfvermögen, wobei das Schrumpfverhältnis in Maschinen-
und in Transversalrichtung kontrolliert einstellbar ist. Nachteilig sind auch hier die
hohen Schrumpftemperaturen von 100-140°C.
Ebenfalls sind Stretchfolien aus metallocenkatalysiertem Polyethylen bekannt. Sie
besitzen gegenüber üblichen PE-Produkten Vorteile in Herstellung und Qualität. "Sie
lassen sich bei Erhalt höherer mechanischer Festigkeit stärker vorrecken, was zu
dünneren Folien führt" (nach N. Rose, P. Bailey und S. Ohlsen in: Kunststoffe 87
(1997), Seiten 1374-1378).
Eine weitere Möglichkeit, das Schrumpfvermögen gezielt zu nutzen, liegt in der Her
stellung von Hybridfadenstrukturen für die Textilindustrie. Es werden zwei unter
schiedliche Polymere durch eine simultane Verarbeitung (Coextrusion, Bikompo
nentenspinnen, Elementarfadenmischung) in einen Fadenverbund gebracht. Durch
eine Temperaturzufuhr wird das unterschiedliche Schrumpfvermögen ausgelöst, was
zum Bauschen, Kräuseln oder Splitten der Faden- oder textilen Flächenstruktur führt.
Dieser Effekt kann beispielsweise zur Erzeugung von hohen spezifischen Oberflä
chen in Mikrofasern dienen, wie sie in einer Vielzahl von technischen Filtern und
Vliesen Anwendung finden.
Bikomponentenfasern und -vliese, bei denen eine gewünschte Splittung oder Kräu
selung aufgrund des unterschiedlich hohen Schrumpfes schon bei niedrigen Tempe
raturen (T < 80°C) stattfindet, sind bisher nicht bekannt.
Ebenso sind elastische Fäden, Folien, textile Flächengebilde und Hybridstrukturen,
bei denen ein hoher Schrumpf (S < 30%) schon bei niedrigen Temperaturen (T < 80°C)
ausgelöst werden kann, nicht bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, schon bei niedrigen Temperaturen (T < 80°C)
bei elastischen Fäden, Folien, textilen Flächengebilden und Hybridstrukturen ei
nen hohen Schrumpf (S < 30%) zu erreichen und die Formstabilität und Elastizität
bei Weiter- bzw. Wiedererwärmung bis weit über die Schrumpftemperatur hinaus (T< 140°C)
zu erhalten.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Weite
re Ausgestaltungen dazu sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird zunächst ein Blend, bestehend aus mindestens zwei Poly
ethylen/Octen-Copolymeren mit Molekulargewichten Mw im Bereich von 40000 bis
180000 g/mol, hergestellt und geschmolzen. Dieses Blend wird durch eine peroxidi
nitiierte Organosilanpropfung an die Polyethylenhaupt- und/oder an die -seitenketten
vernetzungsfähig gemacht. Dieser Schritt erfolgt unter thermischem Zerfall des Per-o
xids und unter anschließender Einwirkung der gebildeten Radikale auf die Polyethy
lenhaupt- und/oder auf die -seitenketten, wobei eine Wasserstoffabstraktion stattfin
det. Anschließend erfolgt das Aufbrechen der Vinylgruppe im Organosilan und die
kovalente Ankopplung der Organosilane an die Polyetkylenhaupt- und/oder an die
-seitenketten. Durch eine thermoplastische Verarbeitung wird die Schmelze zu elasti
schen Fäden bzw. Folien, textilen Flächengebilden und Hybridstrukturen geformt. Bei
der thermoplastischen Formgebung werden dem funktionalisierten Blend beim
Schmelzspinnen durch eine uniaxiale Dehndeformation bzw. bei der Folienherstel
lung durch eine uni- oder biaxiale Dehndeformation Orientierungen eingeprägt, die
im wesentlichen irreversibel sind. Die Orientierung kann auch ganz oder teilweise in
einer nachgeschalteten Prozeßstufe durch Strecken eingeprägt werden. Die im
Formgebungsprozeß zur Verfügung stehende Abkühlungszeit bis zur Verfestigung
der Schmelze ist dabei kürzer als die Relaxationszeit des Blends. Der Aufbau des
kovalenten Netzwerkes erfolgt im Festzustand unter Formfixierung durch eine Hy
drolyse- und Kondensationsreaktion der aufgepfropften Organosilane über Si-O-Si-
Brücken. Die Vernetzungsreaktionen, durch welche das Material seine Temperatur
stabilität erhält, können durch einen Katalysator beschleunigt werden. Das sich nach
der Vernetzung einstellende elastische Verhalten ist im Vergleich zum unvernetzten
Zustand durch höhere Rückstellkräfte und geringere bleibende Deformationen ge
kennzeichnet. Das Material bleibt auch im vernetzten Zustand weiterhin schrumpffä
hig.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß trotz größerer Polydispersität durch das
Blenden ein stabiler, weitgehend fadenbruchfreier Schmelzspinnprozeß mit üblichen
Schnellspinngeschwindigkeiten (2000-4000 m/min) möglich ist. Außerdem wurde
gefunden, daß die Viskosität der funktionalisierten Blends in einer großen Variations
breite durch den Einsatz entsprechender Grundpolymertypen eingestellt werden
kann. Durch die Organosilanpfropfcopolymerisation erhöht sich die Schmelzevisko
sität. Damit normalerweise einhergehende spinntechnische Instabilitäten können
präventiv durch eine Erhöhung des Polymeranteils mit niedrigem Molekulargewicht
im Blend reduziert werden. Das Blenden der mindestens zwei Ausgangspolymere
erzeugt außerdem überraschenderweise Synergieeffekte bei den mechanischen Ei
genschaften der Blends. So wurde überraschend gefunden, daß sich die Zugfestig
keit (auf die Ausgangsfeinheit bezogene Höchstzugkraft der Kraft-Dehnungs-Kurve)
und die Dehnung bei Höchstzugkraft eines Blends trotz geringeren Molekularge
wichts gegenüber dem ungeblendeten Ausgangspolymer mit dem höchsten Moleku
largewicht erhöht, was sich auch positiv auf die Stabilität des Formgebungsprozes
ses selbst auswirkt.
Besondere Beachtung ist der Bemessung des Peroxids wegen der Wirkung seines
Aktivsauerstoffs zu schenken. Eine zu hohe Peroxidzugabe kann der Grund für eine
peroxidische An- bzw. Vorvernetzung sein, die eine störungsfreie thermoplastische
Formgebung unmöglich macht. Wird hingegen das Peroxid unterdosiert, so kann dies
zu einem Abfall des Gelgehaltes und der Vernetzungsdichte führen. Ein größer wer
dender Peroxidanteil führt vor allem zu einer signifikanten Erhöhung der Viskosität
der Schmelze, was ihre thermoplastische Verarbeitbarkeit verschlechtert.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn während oder nach der Funktionalisierung der
Blends eine Menge von 0,01 bis 2 phr, vorzugsweise von 0,05 bis 1,2 phr, eines
Vinylmonomeren zugegeben wird. Besonders vorteilhaft ist die Dotierung mit mono
merem Styrol. So wurde überraschend gefunden, daß sich nicht nur die rheologi
schen Eigenschaften der gepfropften Ethylen-Octen-Copolymer-Blends durch die
Vinylmonomerzugabe vorteilhaft verändern, sondern daß auch die mechanischen
Eigenschaften, sowohl der gepfropften als auch der vernetzten Blends deutlich ver
bessert werden, wobei sich gleichzeitig die Stabilität des Formgebungsprozesses
erhöht. Die thermische Stabilität der vernetzten Blends kann durch eine Dosierung
der Vinylmonomerzugabe, die den Gelgehalt und die Vernetzungsdichte mehr oder
weniger reduziert, gezielt eingestellt werden.
Als besonders vorteilhaft für die Erzielung hoher mechanischer und thermischer Ei
genschaften des geformten Produktes hat es sich herausgestellt, wenn der Gesamt
prozeß des Blendens der Ausgangspolymere, ihre anschließende Funktionalisierung
mit Organosilanen, die Peroxidzugabe sowie die Formgebung in einem einstufigen
Extrusionsprozeß, vorteilhafterweise mit Hilfe eines Doppelschneckenextruders,
durchgeführt werden.
Es ist auch vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäßen elastischen Fäden, Folien oder
textilen Flächengebilde mit Fäden, Folien oder textilen Flächengebilden aus anderen
für eine Faden- oder Flächenherstellung benutzten Materialien zu Hybridstrukturen
verarbeitet werden.
Bei der Formgebung der funktionalisierten Blends zu elastischen Fäden, Folien, tex
tilen Flächengebilden und Hybridstrukturen wird durch einen uni- oder biaxialen Ver
zug eine Orientierung eingeprägt, bevor sie formfixiert aufgewickelt werden. Dies
führt bekanntermaßen zu einem hohen Anteil an irreversiblen Orientierungen. Diese
irreversiblen Orientierungen können auch in einem zusätzlichen Streckprozeß einge
prägt werden, der entweder an den Formgebungsprozeß direkt on line (z. B. in Form
eines Spinn-Streck-Prozesses bei der Fadenherstellung) oder in einer weiteren Fa
denverarbeitungsstufe off line (z. B. Streckzwirnen, Strecktexturieren oder Streck
schären) angeschlossen ist.
Beim Schmelzspinnen kann durch die nach der Fadenbildung aufgetragene Spinn
präparation auf Wasserbasis, die u. a. eine signifikante Absenkung des Reibungs
koeffizienten zwischen Faden und Fadenleitelementen bei der Weiterverarbeitung
der Fäden bewirken soll, die anschließende Vernetzung über Si-O-Si-Brücken durch
Hydrolyse- und Kondensationsreaktionen eingeleitet werden.
Um die Hydrolyse- und Kondensationsreaktion zu beschleunigen, ist es vorteilhaft,
der Schmelze einen Katalysator, z. B. Dibutylzinndilaurat (DBTL), in einer Menge von
≦ 0,04 phr zuzumischen. Es ist auch möglich, einen Katalysator, z. B. Dibutylzinndi
laurat (DBTL), in einer Menge von ≦ 3 Ma.-% der wäßrigen Spinnpräparation zuzu
geben.
Weiterhin können durch die erfindungsgemäße Lösung folgende Vorteile erreicht
werden:
Die dem elastomeren Polyethylen-Octen-Copolymer normalerweise anhaftende hohe
Klebrigkeit wird beseitigt. Außerdem kann durch die Vielzahl der rezeptur- und ver
fahrensabhängigen Parameter (z. B. Silangehalt, Silantyp, Blendverhältnis, Vinylmo
nomertyp und -konzentration, Abzugsgeschwindigkeit, Streckverhältnis, Tempera
turführung) ein Faden, eine Folie, ein textiles Flächengebilde und eine Hybridstruktur
so "konstruiert" werden, daß ein gewünschtes Eigenschaftsprofil in bezug auf Tem
peraturstabilität, definiert einstellbaren Schrumpf, hohen elastischen Anteil im Kraft-
Dehnungs-Verhalten, Schweiß- und Siegelbarkeit sowie Recyclingfähigkeit einge
stellt werden kann.
Weiterhin kann durch die erfindungsgemäße Lösung die Steuerung der Viskosität der
Schmelze erfolgen. Dies kann durch das Mischungsverhältnis von Ausgangspolyme
ren mit unterschiedlichen Molekulargewichten erreicht werden. Je höher der Anteil
eines Ethylen-Octen-Copolymers mit niedrigem Molekulargewicht ist, desto kleiner
stellt sich die resultierende Viskosität sowohl des gepfropften als auch des unge
pfropften Blends ein.
Auch ist mit der erfindungsgemäßen Lösung eine Steuerung der irreversiblen Orien
tierungen, die für die Höhe des Schrumpfgrades verantwortlich sind, möglich. Beim
Schmelzspinnen wird die Höhe der irreversiblen Orientierung der Polymermoleküle
entlang der Fadenlängsachse im wesentlichen durch die Spinngeschwindigkeit ge
prägt.
Beim Folieblasen sind bis zur Verfestigung der Schmelze zwei voneinander unab
hängige Dehngeschwindigkeiten in radialer und axialer Folieschlauchrichtung vor
handen. In diesem Bereich erfährt die thermoplastische Schmelze somit eine inho
mogene, ungleichförmige, biaxiale Verstreckung, welche in erster Linie für die einge
prägten Orientierungen verantwortlich ist. In allen Fällen werden die Relaxationszei
ten der gepfropften Blends die für den Prozeß zur Verfügung stehende Kühlzeit nicht
überschritten.
Für die notwendige Fixierung unter Formzwang werden die beim Schmelzspinnen
und Folieblasen ohnehin vorhandenen Aufwickelkörper (Spinnspule, Foliewickelkern)
für die hergestellten Produkte genutzt.
Im weiteren wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
- 1. 100 phr einer Mischung aus 50 Masse-% Polyethylen/Octen-Copolymer Engage 8200 und 50 Masse-% Polyethylen/Octen-Copolymer Engage 8400,
- 2. 1,5 phr Vinyltrimethoxysilan (VTMOS),
- 3. 0,043 phr 2,5 Dimethylhexan 2,5 Dibutylperoxid (DHBP).
Die Engagetypen liegen in Granulatform vor und werden mit den anderen Ausgangs
stoffen im Extruder gemischt und aufgeschmolzen. Dabei findet die peroxidisch initi
ierte Organosilanpfropfung statt. Die funktionalisierte Schmelze wird dann der Anlage
zum Schmelzspinnen zugeführt.
Die Parameter der reaktiven Extrusion und des Schmelzspinnens sind folgende:
Temperaturen der Extruderheizzonen 1-7 = 235°C,
Schneckendrehzahl Extruder = 160 min-1,
Temperatur Schmelze = 239°C,
Temperatur Spinnkopf = 245°C,
Extrusionsdruck = 3,5 MPa,
Spinndüse: 12-Loch, Lochdurchmesser 0,45 mm, Lochlänge: 0,9 mm,
Gesamtdurchsatz Spinndüse (12 Filamente) = 17,9 g/min,
Temperatur Blasluft = 15,7°C,
Geschwindigkeit Blasluft = 0,35 m/s,
relative Feuchtigkeit Blasluft = 60%.
Schneckendrehzahl Extruder = 160 min-1,
Temperatur Schmelze = 239°C,
Temperatur Spinnkopf = 245°C,
Extrusionsdruck = 3,5 MPa,
Spinndüse: 12-Loch, Lochdurchmesser 0,45 mm, Lochlänge: 0,9 mm,
Gesamtdurchsatz Spinndüse (12 Filamente) = 17,9 g/min,
Temperatur Blasluft = 15,7°C,
Geschwindigkeit Blasluft = 0,35 m/s,
relative Feuchtigkeit Blasluft = 60%.
Die Schmelze wird mit einem über eine nach dem Extruder angeordnete Spinnpum
pe realisierten konstanten Durchsatz durch die Spinndüse extrudiert, mit der über ein
Galettensystem realisierten Spinngeschwindigkeit von der Düse abgezogen und mit
einer von der Spinngeschwindigkeit nur wenig verschiedenen Aufwindegeschwindig
keit auf eine Spule aufgewunden. Auf die Filamente wird nach ihrer Verfestigung und
vor dem die Spinngeschwindigkeit aufprägenden Galettensystem über ein Präparier
system eine hoch wasserhaltige Spinnpräparation aufgetragen, die die strukturver
netzende Hydrolyse- und Kondensationsreaktion einleitet. Die Aufwindegeschwindig
keit beträgt 500 m/min.
Nach dem Aufwinden der Fäden erfolgt die Vernetzung der formfixierten Fäden auf
der Spule in einem mit einem Gewichtsprozent DBTL versetztem Isopropanol-Was
sergemisch, das auf die bewickelte Spule aufgetragen wird.
Die Bestimmung des Gelgehaltes erfolgt nach 16-stündigem Kochen in Xylen. Der
Festphasenschrumpf wurde an den Fadenbündeln bestimmt, nachdem sie nach der
Abnahme von den Spulen 96 Stunden im Normklima (20°C, 65% rel. Lufteuchtig
keit) spannungsfrei gelagert waren.
Folgende Fadeneigenschaften wurden erhalten:
Zugfestigkeit RH = 0,205 cN/dtex,
Dehnung bei Höchstzugkraft εH = 272,33%,
Festphasenschrumpf = 5,5%,
Schrumpf nach TMA-Prüfung < 40%,
Gelgehalt = 73%.
Dehnung bei Höchstzugkraft εH = 272,33%,
Festphasenschrumpf = 5,5%,
Schrumpf nach TMA-Prüfung < 40%,
Gelgehalt = 73%.
Dabei zeigt Fig. 1 das Verhalten von Faden A und B bei thermisch-mechanischer
Belastung (TMA).
(TMA-Prüfparameter: Heizrate 10 K/min, Vorspannung 0,025 cN/tex.)
Faden A: ersponnener Faden aus ungepfropftem Polyethylen/Octen-Copolymer,
Faden B: erfindungsgemäßer Faden.
Faden B: erfindungsgemäßer Faden.
Die Ausgangsstoffe und die Herstellung von elastischen Fäden daraus erfolgt ent
sprechend Beispiel 1, wobei die Spinn- bzw. Aufwindegeschwindigkeit 2000 m/min
beträgt.
Nach der Vernetzung wurden die Eigenschaften der Fäden analog Beispiel 1 mit fol
genden Ergebnissen bestimmt:
Zugfestigkeit RH = 0,356 cN/dtex,
Dehnung bei Höchstzugkraft εH = 127,55%,
Festphasenschrumpf = 14,3%,
Schrumpf nach TMA-Prüfung < 66%,
Gelgehalt = 69,5%.
Dehnung bei Höchstzugkraft εH = 127,55%,
Festphasenschrumpf = 14,3%,
Schrumpf nach TMA-Prüfung < 66%,
Gelgehalt = 69,5%.
Die thermische Stabilität liegt analog Bild 1 beim vernetzten Faden bei ca. 160°C
- 1. 100 phr einer Mischung aus 50 Masse-% Polyethylen/Octen-Copolymer Engage, 8200 und 50 Masse-% Polyethylen/Octen-Copolymer Engage 8400,
- 2. 3 phr Vinyltrimethoxysilan (VTMOS),
- 3. 0,086 phr 2,5 Dimethylhexan 2,5 Dibutylperoxid (DHBP),
- 4. 0,12 phr monomeres Styrol.
Die Herstellung der elastischen Fäden aus den Ausgangsstoffen erfolgt entspre
chend Beispiel 1, wobei die Spinn- bzw. Aufwindegeschwindigkeit 500 m/min beträgt.
Vor und nach der Vernetzung wurden die Eigenschaften der Fäden analog Beispiel 1
mit folgenden Ergebnissen bestimmt:
im gepfropften, unvernetzten Zustand:
Zugfestigkeit RH = 0,219 cN/dtex, Dehnung bei Höchstzugkraft εH = 613%,
Zugfestigkeit RH = 0,219 cN/dtex, Dehnung bei Höchstzugkraft εH = 613%,
im vernetzten Zustand:
Zugfestigkeit RH = 0,309 cN/dtex,
Dehnung bei Höchstzugkraft εH = 601%,
Festphasenschrumpf = 5,5%,
Schrumpf nach TMA-Prüfung < 56%,
Gelgehalt = 56%.
Zugfestigkeit RH = 0,309 cN/dtex,
Dehnung bei Höchstzugkraft εH = 601%,
Festphasenschrumpf = 5,5%,
Schrumpf nach TMA-Prüfung < 56%,
Gelgehalt = 56%.
An dieser Stelle ist nochmals auf die Festigkeitssteigerung der Fäden vom gepfropf
ten Blend zum vernetzten Zustand durch die Styrolzugabe hinzuweisen. Der Eigen
schaftsgewinn zeigt sich in einer Steigerung der Zugfestigkeit um 29% (RH = 0,219 cN/dtex → RH = 0,309 cN/dtex),
während die Dehnung bei Höchstzugkraft kaum va
riiert (εH = 613% → εH = 601%). Es ergibt sich ein Schrumpfverlauf ähnlich Fig. 1,
wobei die thermische Stabilität bei mindestens 140°C liegt
Claims (17)
1. Elastische Fäden, Folien, textile Flächengebilde und Hybridstrukturen mit ho
hem Schrumpfvermögen bei niedrigen Temperaturen und hoher Temperaturstabi
lität aus mit Organosilanen pfropfcopolymerisierten, mindestens zwei Polyethy
len/Octen-Copolymeren mit Molekulargewichten Mw im Bereich von 40000 bis
180000 g/mol mit einer eingeprägten Orientierung und die durch Hydrolyse- und
Kondensationsreaktionen über Si-O-Si-Brücken vernetzt sind.
2. Elastische Fäden, Folien, textile Flächengebilde und Hybridstrukturen nach An
spruch 1, bei denen die Molekulargewichte Mw im Bereich von 50000 bis 170000 g/mol
sind.
3. Verfahren zur Herstellung von elastischen Fäden, Folien, textilen Flächengebilden
und Hybridstrukturen mit hohem Schrumpfvermögen bei niedrigen Temperaturen und
hoher Temperaturstabilität entsprechend Anspruch 1, bei dem aus mindestens zwei
Polyethylen/Octen-Copolymeren eine Mischung hergestellt wird, der vor und/oder
während der Mischung Pfropfungs- und Vernetzungsagenzien zugegeben werden,
die dadurch funktionalisierte Mischung thermoplastisch verarbeitet wird, dann die
Formgebung durchgeführt wird, bei der Molekülorientierungen in die elastischen
Fäden, Folien, textilen Flächengebilde und Hybridstrukturen eingeprägt werden und
anschließend eine formfixierte Lagerung realisiert wird, bei der im wesentlichen die
Vernetzung stattfindet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem vier verschiedene Polyethylen/Octen-
Copolymere eingesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem ein Polyethylen/Octen-Copolymer mit einem
Molekulargewicht Mw = 90000 g/mol (Engage 8200) und/oder ein Polyethy
len/Octen-Copolymer mit einem Molekulargewicht Mw = 72900 g/mol (Engage 8411)
und/oder ein Polyethylen/Octen-Copolymer mit einem Molekulargewicht Mw = 48
000 g/mol (Engage 8400) und/oder ein Polyethylen/Octen-Copolymer mit einem Mo
lekulargewicht Mw = 46000 g/mol (Engage 8401) eingesetzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem zwei Polyethylen/Octen-Copolymere im Be
reich von 35-65 Masse-% bis 65-35 Masse-% eingesetzt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem 0,01-2 phr eines Vinylmonomeren zugege
ben werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem 0,01-2 phr monomeres Styrol zugegeben
werden.
9. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Steuerung der Höhe der Viskosität über
das Mischungsverhältnis der Ausgangsstoffe bezüglich ihrer Molekulargewichte
durchgeführt wird, wobei mit niedrigeren Molekulargewichten die Viskosität sinkt.
10. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Steuerung der Einprägung der Mole
külorientierungen durch die Variation des Streckverhältnisses durchgeführt wird, wo
bei ein höheres Streckverhältnis zu einer höheren molekularen Orientierung des
Materials führt.
11. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Schmelze eine Menge von ≦ 0,04 phr
eines Katalysators zugegeben wird.
12. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Vernetzung der funktionalisierten Mate
rialien durch eine wasserhaltige Spinnpräparation initiiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem zur Beschleunigung der Vernetzung der
wasserhaltigen Spinnpräparation ein Katalysator in einer Menge von ≦ 3 Masse-% zu
gegeben wird.
14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 13, bei dem als Katalysator Dibutylzinndilaurat
zugegeben wird.
15. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Mischung der Ausgangsstoffe mit oder
ohne Zugabe weiterer Stoffe und ihre thermoplastische Verarbeitung in einem Ver
fahrensschritt durchgeführt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei der das einstufige Verfahren in einem Doppel
schneckenextruder durchgeführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die erfindungsgemäßen elastischen Fäden,
Folien oder textilen Flächengebilde mit Fäden, Folien oder textilen Flächengebilden
aus anderen, für eine Faden- oder Flächenherstellung benutzten Materialien zu Hy
bridstrukturen verarbeitet werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998123142 DE19823142C2 (de) | 1998-05-23 | 1998-05-23 | Elastische Fäden, Folien, textile Flächengebilde und Hybridstrukturen mit hohem Schrumpfvermögen bei niedrigen Temperaturen und hoher Temperaturstabilität und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Citations (6)
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JPS5814550A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
EP0229715A2 (de) * | 1986-01-17 | 1987-07-22 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Mehrschichtiger schrumpfbarer Polyolefinfilm mit hoher Schrumpfung und niedriger Schrumpfkraft |
WO1996007699A1 (en) * | 1994-09-07 | 1996-03-14 | Applied Extrusion Technologies, Inc. | High shrinkage copolymer film |
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-
1998
- 1998-05-23 DE DE1998123142 patent/DE19823142C2/de not_active Expired - Fee Related
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Title |
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N. Rose, P. Bailey und S. Ohlsen in Kunststoffe 87(1997) S. 1374-1378 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE19823142A1 (de) | 1999-11-25 |
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