EP0658640A1 - Monofile Kunstfaser - Google Patents
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Classifications
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Definitions
- the invention relates to monofilament synthetic fibers based on polyamide.
- Monofilament synthetic fibers made from polyamide in particular from polyamide 6 and polyamide 66, are known (e.g. Hansjürgen Saechtling: Plastics Pocket Book, 22nd edition 1983, page 286 ff., Carl Hanser-Verlag, Kunststoff). These monofilaments are used, for example, for the production of brushes and for the production of fabrics and screens for paper machines. Since such monofilaments are subjected to particularly high mechanical and chemical stresses in use, there is an effort to improve such synthetic fibers based on polyamide with regard to their mechanical and chemical properties.
- the object of the invention is therefore to provide a synthetic fiber based on polyamide, which has better mechanical and chemical properties than synthetic fibers made of pure polyamide.
- Polypropylene synthetic fibers made of polyamide can be significantly improved in many properties.
- water absorption is reduced and chemical resistance is increased.
- mechanical stiffness is increased, both dry and wet, and a longer brush life is achieved under high loads.
- a composition of 1 to 60% polypropylene and ad 100% polyamide has proven to be particularly advantageous, polyamide 6 and / or polyamide 66 preferably being used.
- the properties of the monofilament synthetic fiber according to the invention can be significantly improved by adding an adhesion promoter (compatibilizer), for example maleic acid-grafted polypropylene, acrylated polypropylene, maleic acid-grafted SEBS, ionomers or ethylene-acrylic acid copolymers.
- an adhesion promoter for example maleic acid-grafted polypropylene, acrylated polypropylene, maleic acid-grafted SEBS, ionomers or ethylene-acrylic acid copolymers.
- a composition of 20 to 40% polypropylene, 5 to 10% adhesion promoter and ad 100% polyamide has proven to be particularly advantageous, with 20-30% polypropylene and 5 to 10% adhesion promoter being particularly advantageous.
- Synthetic fiber is particularly suitable as an artificial bristle or bundle of synthetic bristles, since much better mechanical and chemical properties can be achieved than synthetic bristles made of polyamide.
- a synthetic fiber according to the invention can advantageously also be used in fabrics or sieves (e.g. paper machine sieves), the water absorption, which is significantly lower than that of pure polyamide fibers, and thus increased dimensional stability of the sieves and fabrics being particularly important.
- fabrics or sieves e.g. paper machine sieves
- the water absorption which is significantly lower than that of pure polyamide fibers, and thus increased dimensional stability of the sieves and fabrics being particularly important.
- synthetic fiber I A state-of-the-art synthetic fiber made of pure polyamide 6 was first examined. This synthetic fiber is referred to below as synthetic fiber I.
- synthetic fiber III 70% polyamide 6, 20% polypropylene and 10% maleic acid-grafted polypropylene (Exxelor PO 1015) as an adhesion promoter.
- This synthetic fiber is referred to below as synthetic fiber III.
- the synthetic fibers II and III according to the invention have significantly better chemical properties than the conventional synthetic fibers I, the residual strengths of the synthetic fibers after storage in formic acid are significantly better.
- the synthetic fibers according to the invention have a significantly longer service life than the known synthetic fiber made of pure polyamide. This is essential improved behavior against heat aging of the monofilaments according to the invention compared to known polyamide monofilaments.
- a synthetic fiber based on polyamide 66 with a polypropylene additive is particularly suitable, and moreover a combination of polyamide and polypropylene, possibly with the addition of an adhesion promoter.
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Abstract
Eine monofile Kunstfaser auf Polyamidbasis soll hinsichtlich ihrer mechanischen und chemischen Eigenschaft verbessert werden. Zu diesem Zweck wird eine monofile Kunstfaser aus Polyamid und Polypropylen vorgeschlagen.
Description
- Die Erfindung betrifft monofile Kunstfasern auf Polyamidbasis.
- Monofile Kunstfasern aus Polyamid, insbesondere aus Polyamid 6 und Polyamid 66 sind bekannt (z.B. Hansjürgen Saechtling: Kunststofftaschenbuch, 22. Ausgabe 1983, Seite 286 ff., Carl Hanser-Verlag, München). Diese Monofile werden beispielsweise zur Herstellung von Bürsten und zur Produktion von Geweben sowie Sieben für Papiermaschinen eingesetzt. Da derartige Monofile im Einsatz insbesondere stark mechanisch und chemisch beansprucht werden, besteht das Bestreben, derartige Kunstfasern auf Polyamidbasis im Hinblick auf ihre mechanischen und chemischen Eigenschaften zu verbessern.
- Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Kunstfaser auf Polyamidbasis anzugeben, welche bessere mechanische und chemische Eigenschaften aufweist als Kunstfasern aus reinem Polyamid.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer monofilen Kunstfaser der eingangs bezeichneten Art durch eine Mischung aus Polyamid und Polypropylen gelöst.
- Es wurde überraschend gefunden, daß durch die Beimischung von Polypropylen Kunstfasern aus Polyamid in vielen Eigenschaften deutlich verbessert werden können. So wird insbesondere die Wasseraufnahme verringert und die chemische Beständigkeit erhöht. Darüber hinaus wird vor allem die mechanische Steifheit sowohl trocken als auch naß vergrößert und eine höhere Bürstenstandzeit bei hoher Beanspruchung erreicht.
- Als besonders vorteilhaft hat sich eine Zusammensetzung von 1 bis 60 % Polypropylen und ad 100 % Polyamid herausgestellt, wobei vorzugsweise Polyamid 6 und/oder Polyamid 66 eingesetzt wird.
- Die Eigenschaften der erfindungsgemäßen monofilen Kunstfaser lassen sich noch wesentlich durch die Zugabe eines Haftvermittlers (Verträglichkeitsvermittlers) beispielsweise maleinsäuregepfropftes Polypropylen, acryliertes Polypropylen, maleinsäuregepfropftes SEBS, Ionomere oder Ethylenacrylsäure-Copolymere, verbessern.
- Als besonders vorteilhaft hat sich eine Zusammensetzung von 20 bis 40 % Polypropylen, 5 bis 10 % Haftvermittler und ad 100 % Polyamid herausgestellt, wobei insbesondere 20 - 30 % Polypropylen und 5 bis 10 % Haftvermittler besonders vorteilhaft sind.
- Es hat sich herausgestellt, daß eine derartige monofile Kunstfaser ganz besonders als Kunstborste oder Kunstborstenbündel geeignet ist, da gegenüber Kunstborsten aus Polyamid wesentlich bessere mechanische und chemische Eigenschaften erreichbar sind.
- Vorteilhaft läßt sich eine erfindungsgemäße Kunstfaser auch in Geweben oder Sieben (z.B. Papiermaschinensieben) verwenden, wobei insbesondere die gegenüber reinem Polyamidfasern wesentlich geringere Wasseraufnahme und damit erhöhte Dimensionsstabilität der Siebe und Gewebe wesentlich ist.
- Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen beispielsweise näher erläutert:
- Es wurde zunächst eine dem Stand der Technik entsprechende Kunstfaser aus reinem Polyamid 6 untersucht. Diese Kunstfaser wird nachfolgend als Kunstfaser I bezeichnet.
- Demgegenüber wurde eine erfindungsgemäße monofile Kunstfaser mit folgender Zusammensetzung untersucht:
80 % Polyamid 6, 20 % Polypropylen,
diese Faser wird nachfolgend als Kunstfaser II bezeichnet. - Darüber hinaus wurde eine erfindungsgemäße monofile Kunstfaser mit folgender Zusammensetzung untersucht:
- 70 % Polyamid 6, 20 % Polypropylen und 10 % maleinsäuregepfropftes Polypropylen (Exxelor PO 1015) als Haftvermittler. Diese Kunstfaser wird nachfolgend als Kunstfaser III bezeichnet.
- Diese Kunstfasern wurden zunächst im Hinblick auf ihre Wasseraufnahme untersucht, die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt:
Tabelle 1 Wasseraufnahme Kunstfaser Lagerungszeit in Wasser 24 h Kunstfaser I 6,63 % Kunstfaser II 4,77 % Kunstfaser III 4,64 %. - Darüber hinaus wurde die chemische Beständigkeit der vorgenannten Kunstfasern in 20 %-iger bzw. 50 %-iger Ameisensäure in Zeitabhängigkeit untersucht, die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 2 dargestellt:
Tabelle 2 Restfestigkeiten der Kunstfasern Faser Lagerungszeit in Ameisensäure (30 %) (h) Lagerungszeit in Ameisensäure (50%) (h) 1 2 3 3 Kunstfaser I 87,0 % 85,0 % 82,0 % 58,0 % Kunstfaser II 100,0 % 92,0 % 88,0 % 66,0 % Kunstfaser III 99,0 % 92,0 % 92,0 % 72,0 % - Wie den in der Tabelle 2 aufgeführten Ergebnissen zu entnehmen ist, weisen die erfindungsgemäßen Kunstfasern II und III gegenüber den herkömmlichen Kunstfasern I wesentlich bessere chemische Eigenschaften auf, die Restfestigkeiten der Kunstfasern nach Lagerung in Ameisensäure sind deutlich besser.
- Schließlich wurden auch die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Kunstfasern, insbesondere in Hinblick auf ihre Standzeit in einer Rundbürste untersucht, und zwar anhand eines Bürstversuches, die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 3 dargestellt:
Tabelle 3 Bürste aus Kunstfaser Bürstendrehzahl (min⁻¹) Anpreßdruck (g) Laufzeit (h) Gewichtsverlust Bürste (g) Bemerkungen Eintauchtiefe (mm) Kunstfaser I 2000 2000 24 4,4 ET = 3,0 vereinzelt Borsten abgebrochen Kunstfaser II 2000 2000 24 4,15 ET = 2,5 Kunstfaser III 2000 2000 24 4,15 ET = 2,5 Kunstfaser I 2600 4000 8 47,0 Bürste zerstört Kunstfaser II 2600 4000 24 37,7 ET = 6,5 Borsten abgebrochen Kunstfaser III 2600 4000 24 25,5 ET = 6,0 Borsten abgebrochen - Wie den in der Tabelle 3 dargestellten Versuchsergebnissen deutlich zu entnehmen ist, weisen die erfindungsgemäßen Kunstfasern eine deutlich höhere Standzeit als die bekannte Kunstfaser aus reinem Polyamid auf. Dies ist auf ein wesentlich verbessertes Verhalten gegen Wärmealterung der erfindungsgemäßen Monofile im Vergleich zu bekannten Polyamid-Monofilen zurückzuführen.
- Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So ist insbesondere auch eine Kunstfaser auf Polyamid 66 Basis mit Polypropylen-Zusatz geeignet und darüber hinaus generell eine Kombination von Polyamid und Polypropylen, ggf. mit Zusatz eines Haftvermittlers.
Claims (9)
- Monofile Kunstfaser auf Polyamidbasis, bestehend aus einer Mischung aus Polyamid und Polypropylen.
- Kunstfaser nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
1 bis 60 % Polypropylen und ad 100 % Polyamid. - Kunstfaser nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
einen Einsatz von Polyamid 6 und/oder Polyamid 66. - Kunstfaser nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
gekennzeichnet durch
eine Zugabe eines Haftvermittlers (Verträglichkeitsvermittlers). - Kunstfaser nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch
1 bis 20 % Haftvermittler (Verträglichkeitsvermittler). - Kunstfaser nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Verträglichkeitsvermittler maleinsäuregepfropftes Polypropylen, acryliertes Polypropylen, maleinsäuregepfropftes SEBS, Ionomere oder Ethylacrylsäure-Copolymere eingesetzt werden. - Kunstfaser nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch
20 - 40 % Polypropylen,
5 - 10 % Haftvermittler und
ad 100 % Polyamid. - Verwendung einer monofilen Kunstfaser nach Anspruch 1 oder einem der folgenden als Kunstborste in einer Bürste.
- Verwendung einer monofilen Kunstfaser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 in Geweben oder Sieben.
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