Schmelzdispergierte Zusammensetzung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung umfassend zumindest ein Polymer, wobei das Polymer in Form von Polymerpartikeln vorliegt, und wobei die Zusammensetzung zumindest ein wasserlösliches Mittel enthält, wobei das wasserlösliche Mittel einen Anteil von höchstens 1 Gew.-% an der Zusammensetzung aufweist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung sowie deren Verwendung. Die Bereitstellung von Prototypen und die industrielle Fertigung von Bauteilen gewinnen stetig an Bedeutung. Besonders geeignet sind additive Fertigungsverfahren, die auf der Basis von pulverförmigen Werkstoffen arbeiten, und bei denen schichtweise durch selektives Aufschmelzen und Verfestigen bzw. durch Aufbringen eines Binders und/oder Klebers die gewünschten Strukturen hergestellt werden.

Additive Fertigungsverfahren ermöglichen die Herstellung von plastischen Gegenständen. Der Prozess wird auch als „Additive Manufacturing“, „Digital Fabrication“ oder „Dreidimensionaler (3D)-Druck“ bezeichnet. Schon seit Jahrzehnten wird dieses Verfahren in industriellen Entwicklungsprozessen zur Herstellung von Prototypen verwendet (Rapid Prototyping). Vor einigen Jahren wurde durch den technologischen Fortschritt der Systeme jedoch auch mit der Fertigung von Teilen begonnen, welche den Qualitätsansprüchen eines Endprodukts gerecht werden (Rapid Manufacturing).

In der Praxis wird der Begriff „additive Fertigung“ auch oft durch„generative Fertigung“ oder „Rapid Technology“ ersetzt. Additive Fertigungsverfahren, welche einen pulverförmigen Werkstoff verwenden, sind beispielsweise Sintern, Schmelzen oder Verkleben durch Binder.

Als pulverförmige Werkstoffe zur Herstellung von Formkörpern werden in der Regel Polymersysteme, Metallsysteme und Keramiksysteme eingesetzt. Industrielle Anwender solcher Systeme verlangen eine gute Verarbeitbarkeit, hohe Formtreue und gute mechanische Eigenschaften daraus hergestellter Formkörper.

Das Pulverausgangsmaterial wird in seinen Eigenschaften abhängig von den angestrebten Eigenschaften des herzustellenden Formkörpers gewählt. Von Bedeutung sind dabei eine entsprechende Korngröße bzw. Korngrößenverteilung, eine geeignete Schüttdichte sowie eine ausreichende Rieselfähigkeit des Pulvermaterials.

Der Begriff Korngröße beschreibt die Größe einzelner Partikel bzw. Körner in einem Gesamtgemenge. Die Korn- oder Partikelgrößenverteilung hat dabei einen wesentlichen Einfluss auf die Stoffeigenschaften eines Schüttguts, also des körnigen Gesamtgemenges, welches in einer schüttfähigen Form, beispielsweise in einer pulverförmigen Zusammensetzung, vorliegt. Die Schüttdichte, also die Dichte eines körnigen Feststoffs, welcher nicht durch beispielsweise Stampfen oder Rütteln verdichtet wurde, sondern durch Schütten, kann dabei durch dessen Partikelgröße bzw. Partikeldurchmesser und Partikeleigenschaften beeinflusst werden. Für die oben erläuterten additiven Fertigungsverfahren werden Pulver mit relativ runder Kornform benötigt. Jedoch ist die Auswahl der zur Verfügung stehenden Materialien eingeschränkt. So ist es beispielsweise von Nachteil, ein durch Vermahlung erhaltenes Material zu verwenden, da die scharfen Kanten der Partikel schlechte

Rieseleigenschaften verursachen. Ein automatischer Bauprozess ist erschwert, da immer wieder Riefen beim Aufträgen der Pulverschichten entstehen, die im schlimmsten Fall zum Abbruch des Bauprozesses führen, in jedem Fall aber die Qualität der so entstehenden Bauteile verschlechtern, insbesondere die Dichte und die

Oberflächenbeschaffenheit. Auch besteht häufig die Problematik, amorphe und/oder schwer lösbare Polymere bzw. Copolymere, (schlag)zähe Polymere, Polymerblends und fasergefüllte Komposite in Form eines Pulvers mit runden Partikeln zu erhalten.

Zur Verringerung der Porosität der resultierenden Bauteile weisen üblicherweise eingesetzte Polymersysteme geringe Partikelgrößen bzw. Partikeldurchmesser auf. Auch können die Polymersysteme bei deren Herstellung modifiziert werden, was jedoch häufig dazu führt, dass die Partikel agglomerieren. Schüttet man solche Polymersysteme etwa in ein Pulverbett eines Lasersintersystems, können sich Verklumpungen, also inhomogene Partikelverteilungen, bilden, welche nicht kontinuierlich aufschmelzen und wodurch ein Formkörper aus inhomogenem Material erhalten wird, dessen mechanische Stabilität verringert sein kann. Schließlich können beim Schütten auftretende Verklumpungen die Rieselfähigkeit verschlechtern und damit die Dosierbarkeit einschränken. Daher werden solchen Polymersystemen häufig Antiagglomerationsmittel (syn. Rieselhilfsmittel) zugesetzt, welche sich an die Partikel des Polymersystems anlagern und Verklumpungen, die beispielsweise bei Schüttvorgängen und/oder beim Auftrag im Pulverbett entstehen können, entgegenwirken. Bei vielen Polymersystemen aus dem Stand der Technik ist daher das Einbringen, insbesondere das Dosieren und Beschichten des Pulvers und dessen Aufschmelzverhalten nicht optimal. So können sich beispielsweise beim Aufschmelzen unregelmäßig aufgebrachter Schichten keine homogenen Schmelzefilme ausbilden. Dies führt zu Unregelmäßigkeiten in den darauffolgenden Schichten, wodurch die Genauigkeit bei der Herstellung der Formkörper sowie deren mechanische Eigenschaften beeinträchtigt werden.

Schließlich zeigen Polymersysteme nach dem Sinterprozess häufig eine Neigung zum Verzug, so dass bei Formkörpern, die aus solchen Polymersystemen hergestellt werden, die gewünschten Maße oft nicht eingehalten werden können.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zusammensetzung vorzusehen, die insbesondere in additiven Fertigungsprozessen als Werkstoff für die Herstellung von Formkörpern mit einer prozesssicheren mechanischen Stabilität und hoher Formtreue geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 gelöst, welche zumindest ein Polymer und zumindest ein wasserlösliches Mittel umfasst. Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung gemäß Anspruch 25, durch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteil gemäß Anspruch 28 sowie durch eine Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung gemäß Anspruch 31 gelöst.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher eine Zusammensetzung umfassend

(a) zumindest ein Polymer,

wobei das Polymer in Form von Polymerpartikeln vorliegt und wobei das Polymer ausgewählt ist aus zumindest einem thermoplastischen Polymer, und

(b) zumindest ein wasserlösliches Mittel,

wobei das wasserlösliche Mittel einen Anteil von mindestens 0,005 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 0,01 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 0,05 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,075 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von mindestens 0,1 Gew.-%, an der Zusammensetzung aufweist, und/oder wobei das wasserlösliche Mittel einen Anteil von höchstens 1 Gew.-%, bevorzugt von höchstens 0,7 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 0,5 Gew.-%, insbesondere von höchstens 0,3 Gew.-%, an der Zusammensetzung aufweist, und

wobei die Zusammensetzung durch Schmelzdispergieren erhältlich ist bzw. erhalten wird.

In ihrer einfachsten Ausführungsform umfasst eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ein Polymer bzw. ein Polymersystem, welches ausgewählt ist aus einem thermoplastischen Polymer und einem wasserlöslichen Mittel, insbesondere einem Dispergiermittel. Unter einem wasserlöslichen Mittel wird dabei ein Mittel verstanden, welches, vorzugsweise bei Raumtemperatur, in Wasser löslich ist, also eine Löslichkeit von mindestens etwa 30 g/l Wasser aufweist.

Als Dispergiermittel wird ein Mittel bezeichnet, welches das Polymer bzw. die Polymerpartikel durchmischt und so eine Mischung aus zumindest zwei, im Wesentlichen nicht mischbaren Phasen ermöglicht.

Vorzugsweise liegt die erfindungsgemäße Zusammensetzung in Form eines Pulvers vor. Erfindungsgemäß weist die Zusammensetzung einen Gehalt des wasserlöslichen Mittels von 0,005 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 0,01 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 0,05 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,075 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von mindestens 0,1 Gew.-%, und/oder einen Gehalt von höchstens 1 Gew.-%, bevorzugt von höchstens 0,7 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 0,5 Gew.-%, insbesondere von höchstens 0,3 Gew.-%, an der Zusammensetzung auf. Methoden zur Bestimmung des Gehalts des wasserlöslichen Mittels in der Zusammensetzung bzw. dem Polymer sind dem Fachmann bekannt und können beispielsweise mittels DSC (Differential Scanning Calorimetry, DIN EN ISO 1 1357) erfolgen. Das wasserlösliche Mittel ist dabei vorzugsweise an das Polymer bzw. die Polymerpartikel gebunden, zum Beispiel auf deren Oberfläche aufgelagert.

Ein solcher erfindungsgemäßer Anteil des wasserlöslichen Mittels an der

Zusammensetzung bzw. dem Polymer kann eine Verbackung und so eine Zusammenlagerung von Partikeln des Polymersystems in der Zusammensetzung wirkungsvoll verhindern und wirkt der Bildung von Hohlräumen beim Schütten entgegen, wodurch auch die Schüttdichte der Zusammensetzung vorteilhaft erhöht wird.

Ein zu hoher Gehalt des wasserlöslichen Mittels führt dabei zu nachteiligen Verklebungs- und/oder Verbackungseffekten der Polymerpartikel, wodurch die Rieselfähigkeit und die Prozessfähigkeit der Partikel stark beeinträchtigt werden.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass ein Gehalt von höchstens 1 Gew.-% des wasserlöslichen Mittels in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung Verklebungs- und oder Verbackungseffekten wirkungsvoll vorbeugt und dabei gleichzeitig die Schütteigenschaften vorteilhaft verbessert werden.

Des Weiteren gewährleistet die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine homogene Pulverstruktur, sodass hierdurch eine verbesserte Fließfähigkeit bzw. Rieselfähigkeit und damit im Zuge von additiven Fertigungsprozessen ein gleichmäßiger Pulvereintrag ermöglicht wird. Eine gute Fließfähigkeit eines Schüttguts ist dann gegeben, wenn das Schüttgut leicht zum Fließen gebracht werden kann. Die Partikel eines pulverförmigen Schüttguts bleiben dabei im Wesentlichen erhalten oder verändern ihre Form auf dem Transportweg nicht. Die wichtigste Kenngröße hierfür ist die Rieselfähigkeit.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird dabei vorteilhaft durch Schmelzdispergierung erhalten. Unter der Bezeichnung„Schmelzdispergierung“ ist ein Verfahren zu verstehen, welches zumindest eine erste Komponente, vorzugsweise das Polymer, auf deren Schmelztemperatur erwärmt und in diesem Schritt oder nachfolgend mit zumindest einer zweiten Komponente, vorzugsweise mit einem wasserlöslichen Mittel, insbesondere mit einem Dispergiermittel, versieht bzw. gemischt bzw. beigemischt wird. Im Folgenden werden die Bezeichnungen Mischen, Beimischen, Blenden und Compoundieren als synonym verstanden. Ein Vorgang des Mischens, Beimischens, Biendens bzw. des Compoundierens kann dabei im Zuge der Schmelzextrusion im Extruder oder im Kneter erfolgen und umfasst gegebenenfalls Verfahrensoperationen wie beispielsweise Aufschmelzen, Dispergieren usw.

Unter einem Polymer bzw. einem Polymersystem wird in der vorliegenden Patentanmeldung zumindest ein Homo- und/oder ein Heteropolymer verstanden, welches aus mehreren Monomeren aufgebaut ist. Während Homopolymere eine kovalente Verkettung gleicher Monomere aufweisen, sind Heteropolymere (auch Copolymere genannt) aus kovalenten Verkettungen unterschiedlicher Monomere aufgebaut. Dabei kann ein Polymersystem gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl ein Gemisch aus den oben genannten Homo- und/oder Heteropolymeren bzw. auch mehr als ein Polymersystem umfassen. Ein solches Gemisch wird in der vorliegenden Patentanmeldung auch als Polymerblend bezeichnet.

Heteropolymere im Sinne der vorliegenden Erfindung können dabei ausgewählt sein aus statistischen Copolymeren, in denen die Verteilung der beiden Monomeren in der Kette zufällig ist, aus Gradientcopolymeren, die prinzipiell den statistischen Copolymeren ähnlich sind, in denen jedoch der Anteil des einen Monomers im Verlauf der Kette zu- und des anderen abnimmt, aus alternierenden Copolymeren, in denen sich die Monomere alternierend abwechseln, aus Blockcopolymeren bzw. Segmentcopolymeren, die aus längeren Sequenzen oder Blöcken jedes Monomers bestehen, und aus Propfcopolymeren, bei denen Blöcke eines Monomers auf das Gerüst (Rückgrat) eines anderen Monomers aufgepfropft sind.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann vorteilhaft für additive Fertigungsprozesse eingesetzt werden. Zu additiven Fertigungsprozessen zählen insbesondere Verfahren, die zur Herstellung von Prototypen (Rapid Prototyping) und Bauteilen (Rapid Manufacturing) geeignet sind, bevorzugt aus der Gruppe von Pulverbett-basierten Verfahren umfassend Laser-Sintern, Highspeed-Sintern, Multi-Jet Fusion, Binder Jetting, selektives Masken-Sintern oder selektives Laser-Schmelzen. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung jedoch zur Verwendung für Laser-Sintern vorgesehen. Der Begriff „Laser-Sintern“ ist dabei gleichbedeutend zu dem Begriff „selektives Laser-Sintern“ zu verstehen; der Letztere ist lediglich die ältere Bezeichnung. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

(i) Bereitstellen zumindest eines Polymers, wobei das Polymer ausgewählt ist aus zumindest einem thermoplastischen Polymer,

(ii) Dispergieren, vorzugsweise Schmelzdispergieren, des Polymers mit einem wasserlöslichen Mittel, vorzugsweise einem Dispergiermittel, zum Erhalt einer Dispersion,

(iii) Abkühlen der Dispersion.

Unter„Bereitstellen“ wird dabei sowohl eine Herstellung vor Ort als auch ein Zuliefern eines Polymers bzw. eines Polymersystems verstanden.

Insofern die erfindungsgemäße Zusammensetzung verpackt wird, erfolgt ein Verpackungsvorgang vorteilhaft unter Ausschluss von Feuchtigkeit.

Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Zusammensetzung wird dabei vorteilhaft als verfestigbares Pulvermaterial in einem Verfahren zur schichtweisen Herstellung eines dreidimensionalen Objekts aus pulverförmigem Material verwendet, bei dem aufeinander folgende Schichten des zu bildenden Objekts aus diesem verfestigbaren Pulvermaterial nacheinander an entsprechenden bzw. vorgegebenen Stellen durch den Eintrag von Energie, bevorzugt von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere durch den Eintrag von Laserlicht, verfestigt werden. Auch umfasst die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung, insbesondere für Lasersinterverfahren, welche nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhältlich ist bzw. erhalten wird.

Schließlich wird eine erfindungsgemäße Zusammensetzung zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines dreidimensionalen Objekts, durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials, vorzugsweise eines Pulvers, verwendet. Unter der Bezeichnung„Verfestigen“ ist dabei ein zumindest teilweises An- oder Aufschmelzen mit anschließendem Erstarren bzw. Wiederverfestigen des Aufbaumaterials zu verstehen. Dabei weist ein vorteilhaftes Verfahren zumindest folgende Schritte auf:

(i) Aufbringen einer Schicht einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung und/oder einer Zusammensetzung hergestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, vorzugsweise eines Pulvers, auf ein Baufeld,

(ii) selektives Verfestigen der aufgebrachten Schicht der Zusammensetzung an Stellen, die einem Querschnitt des herzustellenden Objekts entsprechen, bevorzugt mittels einer Bestrahlungseinheit, und

(iii) Absenken des Trägers und Wiederholen der Schritte des Aufbringens und des Verfestigens, bis das Bauteil, insbesondere das dreidimensionale Objekt, fertiggestellt ist.

Unter„Aufbaumaterial“ wird in der vorliegenden Patentanmeldung ein Pulver bzw. ein verfestigbares Pulvermaterial verstanden, welches mittels additiver Fertigungsverfahren, insbesondere mittels Laser-Sintern bzw. Laserschmelzen, zu Formkörpern bzw. 3D- Objekten verfestigt werden kann. Als derartiges Aufbaumaterial eignet sich insbesondere die erfindungsgemäße Zusammensetzung.

Als Baufeld dient dabei eine Ebene, welche sich auf einem Träger innerhalb einer Maschine zur additiven Fertigung in einem bestimmten Abstand zu einer darüber angebrachten Bestrahlungseinheit, die zum Verfestigen des Aufbaumaterials geeignet ist, befindet. Auf dem Träger wird das Aufbaumaterial so positioniert, dass dessen oberste Schicht mit der Ebene übereinstimmt, welche verfestigt werden soll. Der Träger kann dabei im Laufe des Fertigungsverfahrens, insbesondere des Laser-Sinterns, so eingestellt werden, dass jede neu aufgebrachte Schicht des Aufbaumaterials dieselbe Entfernung zur Bestrahlungseinheit, vorzugsweise eines Lasers, aufweist und auf diese Weise durch Einwirkung der Bestrahlungseinheit verfestigt werden kann.

Ein Bauteil, insbesondere ein 3D-Objekt, welches aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellt wurde, weist eine vorteilhafte Zugfestigkeit und Bruchdehnung auf. Die Zugfestigkeit kennzeichnet dabei die maximale mechanische Zugspannung, die im Werkstoff auftreten kann; die Bruchdehnung kennzeichnet die Verformungsfähigkeit eines Werkstoffs im plastischen Bereich (auch Duktilität genannt) bis zum Bruch. Auch umfasst die vorliegende Erfindung ein Bauteil, welches nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhältlich ist bzw. erhalten wird. Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann sowohl im Rapid Prototyping als auch im Rapid Manufacturing erfolgen. Hierbei werden beispielsweise additive Fertigungsverfahren, bevorzugt aus der Gruppe von pulverbett-basierten Verfahren umfassend Laser-Sintern, Highspeed-Sintern, Binder Jetting, selektives Masken-Sintern, selektives Laser-Schmelzen, insbesondere zur Verwendung für Laser- Sintern, eingesetzt, bei welchen vorzugsweise dreidimensionale Objekte schichtweise durch selektives Projizieren eines Laserstrahls mit einer gewünschten Energie auf ein Pulverbett aus pulverförmigen Werkstoffen gebildet werden. Prototypen oder Fertigungsteile können durch diesen Prozess zeit- und kosteneffizient hergestellt werden.

Mit„Rapid Manufacturing“ sind insbesondere Verfahren zur Herstellung von Bauteilen gemeint, also die Herstellung von mehr als einem gleichen Teil, bei dem aber die Produktion z. B. mittels eines Spritzgießwerkzeugs nicht wirtschaftlich oder aufgrund der Geometrie des Bauteils nicht möglich ist, vor allem, wenn die Teile eine sehr komplexe Gestaltung aufweisen. Beispiele hierfür sind Teile für hochwertige PKW, Renn- oder Rallyefahrzeuge, die nur in kleinen Stückzahlen hergestellt werden, oder Ersatzteile für den Motorsport, bei denen neben den kleinen Stückzahlen auch der Zeitpunkt der Verfügbarkeit eine Rolle spielt. Branchen, in welchen die erfindungsgemäßen Teile eingesetzt werden, können z. B. die Luft- und Raumfahrtindustrie sein, die

Medizintechnik, der Maschinenbau, der Automobilbau, die Sportindustrie, die Haushaltswarenindustrie, Elektroindustrie bzw. Lifestyle. Ebenfalls von Bedeutung ist die Herstellung einer Vielzahl ähnlicher Bauteile, beispielsweise von personalisierten Bauteilen, wie Prothesen, (Innenohr)Hörgeräte und dergleichen, deren Geometrie individuell an den Träger angepasst werden kann.

Schließlich umfasst die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung als verfestigbares Pulvermaterial in einem Verfahren zur schichtweisen Herstellung eines dreidimensionalen Objekts aus pulverförmigem Material, bei dem aufeinander folgende Schichten des zu bildenden Objekts aus diesem verfestigbaren Pulvermaterial nacheinander an entsprechenden Stellen durch den Eintrag von Energie verfestigt werden, bevorzugt durch den Eintrag von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere durch den Eintrag von Laserlicht. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die Patentansprüche einer bestimmten Kategorie auch gemäß den abhängigen Ansprüchen einer anderen Kategorie weitergebildet sein können und Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst eine vorteilhafte Zusammensetzung ein thermoplastisches Polymer, welches ausgewählt ist aus zumindest einem Polyetherimid, Polycarbonat, Polysulfon, Polyphenylensulfon, Polyphenylenoxid, Polyethersulfon, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS), Acrylnitril-Styrol-Acrylat- Copolymerisat (ASA), Polyvinylchlorid, Polyacrylat, Polyester, Polyamid, Polypropylen, Polyethylen, Polyaryletherketon, Polyether, Polyurethan, Polyimid, Polyamidimid, Polyolefin, Polyarylensulfid sowie deren Copolymere. Besonders bevorzugt umfasst das Polymer ein Polyamid und/oder ein Polypropylen. Das zumindest eine Polymer ist dabei ausgewählt aus zumindest einem Homo- und/oder Heteropolymeren und/oder aus einem Polymerblend, wobei das zumindest eine Homo- und/oder Heteropolymere und/oder Polymerblend besonders bevorzugt ein teilkristallines Homo- und/oder Heteropolymer und/oder amorphes Homo- und/oder Heteropolymer umfasst. Unter dem Begriff „teilkristallin“ ist im vorliegenden Fall ein Stoff zu verstehen, welcher sowohl kristalline als auch amorphe Bereiche enthält. Insbesondere weist das Heteropolymer bzw. Copolymer mindestens zwei verschiedene Wiederholungseinheiten und/oder mindestens ein Polymerblend auf der Basis der vorgenannten Polymere und Copolymere auf. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst bevorzugt ein Polymer und/oder ein Copolymer und/oder ein Polymerblend mit einer Schmelztemperatur von mindestens etwa 50 °C, bevorzugt von mindestens etwa 100 °C. Höchstens liegt dabei die Schmelztemperatur des Polymers und/oder des Copolymers und/oder des Polymerblends bei höchstens etwa 400 °C, bevorzugt von höchstens etwa 350 °C. Unter dem Begriff „Schmelztemperatur“ ist dabei die Temperatur bzw. der Temperaturbereich zu verstehen, bei welcher ein Stoff, vorzugsweise ein Polymer bzw. Copolymer bzw. Polymerblend vom festen in den flüssigen Aggregatszustand übergeht. Für amorphe Polymere, welche einen sehr breiten Schmelztemperaturbereich über der Glasübergangstemperatur aufweisen, ist die„Schmelztemperatur“ im Allgemeinen mit der bevorzugten Verarbeitungstemperatur z. B. im Extruder oder im Kneter gleichzusetzen. Insofern in der vorliegenden Schrift der Begriff „mindestens etwa“ oder„höchstens etwa“ bzw.„bis zu etwa“ (etc.) verwendet wird, bedeutet dies, dass der genannte Zahlenwert eine mögliche Abweichung von 10 bis 15 % aufweisen kann. Gemäß einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung ein Polymer bzw. ein Polymersystem, welches bevorzugt ausgewählt ist aus zumindest einem Polypropylen und/oder einem Polyamid.

Polypropylen (PP, syn. Polypropen, Poly(l-methylethylen)) ist ein durch Kettenpolymerisation von Propen hergestelltes thermoplastisches Polymer. Es gehört zur Gruppe der Polyolefine und ist im Allgemeinen teilkristallin und unpolar.

Dabei kann das zumindest eine Polypropylen prinzipiell in ataktischer, syndiotaktischer und/oder isotaktischer Form vorliegen. Bei ataktischem Polypropylen ist die Methylgruppe zufällig ausgerichtet, bei syndiotaktischem Polypropylen abwechselnd (alternierend) und bei isotaktischem Polypropylen gleichmäßig. Das kann Einfluss auf die Kristallinität (amorph oder teilkristallin) und die thermischen Eigenschaften (wie beispielsweise die Glasübergangstemperatur und die Schmelztemperatur) haben. Die Taktizität wird meist mit Hilfe des Isotaxie-Index (nach DIN 16774) in Prozent angegeben. Besonders bevorzugt ist das Polypropylen aus einem isotaktisch Polypropylen ausgewählt.

Ferner kann das zumindest ein bevorzugtes Polypropylen ausgewählt sein aus einem isotaktischem Polypropylen und/oder dessen Copolymeren mit Polyethylen oder mit Maleinsäureanhydrid. Besonders bevorzugt liegt dabei der der Copolymeranteil des Polyethylens bei bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt bei bis zu 30 Gew.-%.

Weiter bevorzugt kann auch zumindest ein Polymerblend von Polypropylen mit zumindest einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer verwendet werden. Ein solcher Polymerblend weist vorteilhaft eine höhere Schlagzähigkeit auf, also die Fähigkeit, Stoßenergie und Schlagenergie zu absorbieren, ohne dabei zu brechen.

Insofern eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ein Polymer umfasst, welches aus einem Polypropylen ausgewählt ist, insbesondere einem isotaktischen Polypropylen, liegt der Gehalt des wasserlöslichen Mittels in dieser Zusammensetzung bevorzugt bei mindestens 0,005 Gew.-%, besonders bevorzugt bei mindestens 0,01 Gew.-% und/oder bei höchstens 0,7 Gew.-%. Polyamide (PA) sind lineare Polymere mit sich regelmäßig wiederholenden Amidbindungen entlang der Hauptkette. Die Amidgruppe kann als Kondensationsprodukt einer Carbonsäure und eines Amins aufgefasst werden. Die dabei entstehende Bindung ist eine Amidbindung, die hydrolytisch wieder spaltbar ist. Die Bezeichnung„Polyamide“ wird üblicherweise als Bezeichnung für synthetische, technisch verwendbare thermoplastische Polymere eingesetzt.

Bevorzugt ist das zumindest eine Polyamid ausgewählt aus Polyamid 6, Polyamid 1 1 , Polyamid 12, Polyamid 46, Polyamid 66, Polyamid 1010, Polyamid 1012, Polyamid 1 112, Polyamid 1212, Polyamide PA6T/6I, Poly-m-Xylylenadipamid (PA MXD6), Polyamide 6/6T, Polyamide PA6T/66, PA4T/46 und/oder Platamid M1757.

Gemäß einer weiter bevorzugten Zusammensetzung ist das thermoplastische Polymer aus zumindest einem Polyaryletherketon aus der Gruppe von Polyetherketonketon (PEKK) und/oder aus der Gruppe von Polyetheretherketon-Polyetherdiphenyletherketon (PEEK-PEDEK) ausgewählt.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform umfasst dabei ein Polyetheretherketon- Polyetherdiphenyletherketon (PEEK-PEDEK) mit folgenden Wiederholungseinheiten: Wiederholungseinheit A

und/oder Wiederholungseinheit B

Das genannte Polyetheretherketon-Polyetherdiphenyletherketon Polymer kann dabei einen Stoffmengenanteil von zumindest 68 Mol-%, bevorzugt von zumindest 71 Mol-%, der Wiederholungseinheit A. Besonders bevorzugte Polyetheretherketon- Polyetherdiphenyletherketon Polymere weisen einen Stoffmengenanteil von zumindest 71 Mol-%, oder, weiter bevorzugt von zumindest 74 Mol-%, der Wiederholungseinheit A auf. Das genannte Polyetheretherketon-Polyetherdiphenyletherketon Polymer weist bevorzugt einen Stoffmengenanteil von weniger als 90 Mol-%, weiter bevorzugt von 82 Mol-% oder weniger der Wiederholungseinheit A auf. Das genannte Polymer umfasst weiter einen bevorzugten Stoffmengenanteil von mindestens 68 Mol-%, besonders bevorzugt von mindestens 70 Mol-%, insbesondere von mindestens 72 Mol-%, der Wiederholungseinheit A auf. Höchstens weist das Polyetheretherketon- Polyetherdiphenyletherketon Polymer einen bevorzugten Stoffmengenanteil von 82 Mol-%, besonders bevorzugt von höchstens 80 Mol-%, insbesondere von höchstens 77 Mol-%, der Wiederholungseinheit A auf.

Dabei liegt das Verhältnis der Wiederholungseinheit A zur Wiederholungseinheit B vorzugsweise bei mindestens 65 zu 35 und/oder bei höchstens 95 zu 5.

Die Anzahl der Wiederholungseinheiten A und B kann dabei bevorzugt bei mindestens 10 und/oder bei höchstens 2 000 liegen. Bevorzugt liegt das Molekulargewicht (MW) eines solchen Polyetheretherketon-Polyetherdiphenyletherketons bei mindestens 10 000 D (Dalton, syn. Da), besonders bevorzugt bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 200 000 D, insbesondere bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 100 000 D. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts eines solchen bevorzugten Polymers beträgt vorzugsweise mindestens 20 000 D, besonders bevorzugt mindestens 30 000 D und/oder höchstens 500 000 D, insbesondere mindestens 30 000 D und/oder höchstens 200 000 D.

Insofern in der vorliegenden Erfindung Bezug auf das Molekulargewicht genommen wird, so handelt es sich dabei um das Zahlenmittel des Molekulargewichts. Insofern auf das Gewichtsmittel des Molekulargewichts Bezug genommen wird, wird dies explizit erwähnt.

Eine weiter bevorzugte Zusammensetzung umfasst dabei ein Polyetheretherketon mit folgenden Wiederholungseinheiten: Wiederholungseinheit A:

Bevorzugt liegt dabei das Verhältnis von 1 ,4-Phenyleneinheiten in der

Wiederholungseinheit A zu 1 ,3 Phenyleneinheiten in der Wiederholungseinheit B bei 90 zu 10 bis 10 zu 90, besonders bevorzugt bei 70 zu 30 bis 10 zu 90, insbesondere bei

60 zu 40 bis 10 zu 90, insbesondere bevorzugt von etwa 60 zu etwa 40. Die Anzahl n-i bzw. n ₂ der Wiederholungseinheit A bzw. Wiederholungseinheit B kann dabei bevorzugt bei mindestens 10 und/oder bei bis zu höchstens 2 000 liegen. Bevorzugt liegt das Molekulargewicht eines solchen Polyetheretherketons bei mindestens 10 000 D, besonders bevorzugt bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 200 000 D, insbesondere bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 100 000 D. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts eines solchen bevorzugten Polymers beträgt vorzugsweise mindestens 20 000 D, besonders bevorzugt mindestens 30 000 D und/oder höchstens 500 000 D, insbesondere mindestens 30 000 D und/oder höchstens 200 000 D.

Ein bevorzugtes Polyetheretherketon-Polymer kann beispielsweise unter dem Handelsnamen Kepstan der Serie 6000 (z. B. Kepstan 6001 , 6002, 6003 oder 6004, Arkema, Frankreich) bezogen werden. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform liegt die Schmelztemperatur des zumindest einen Polyaryletherketons bei bis zu 330 °C, vorzugsweise bei bis zu 320 °C, insbesondere bei bis zu 310 °C. Mindestens liegt die Schmelztemperatur des zumindest einen Polyaryletherketons bei 250 °C.

Die Glasübergangstemperatur des zumindest einen Polyaryletherketons liegt bevorzugt bei mindestens 120 °C, vorzugsweise bei mindestens 140 °C, insbesondere bei mindestens 160 °C. Unter dem Begriff „Glasübergangstemperatur“ ist dabei die Temperatur zu verstehen, bei welcher ein Polymer in einen gummiartigen bis zähflüssigen Zustand übergeht.

Die niedrige Schmelztemperatur bzw. Glasübergangstemperatur des zumindest einen Polyaryletherketons ermöglicht vorteilhaft eine geringe Verarbeitungstemperatur, insbesondere beim Laser-Sintern, sowie eine geringere Alterung bzw. einen verbesserten Auffrischfaktor der Zusammensetzung.

Unter dem Begriff„Auffrischfaktor“ ist dabei das Verhältnis von Neupulver zu Altpulver zu verstehen. Bei Verwendung der genannten Zusammensetzung ist vorteilhaft der Auffrischfaktor verbessert bzw. die Alterung wesentlich herabgesetzt und daher ein Verlust an ungenutztem Pulver deutlich reduziert, wodurch schließlich auch die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung eines Formkörpers aus der vorteilhaften Zusammensetzung deutlich verbessert wird.

Gemäß einer weiter bevorzugten Zusammensetzung ist das thermoplastische Polymer ausgewählt aus zumindest einem Polyetherimid. Besonders bevorzugt weist dabei das Polyetherimid Wiederholungseinheiten gemäß der

Formel I

und/oder Wiederholungseinheiten gemäß der

Formel II

und/oder mit Wiederholungseinheiten gemäß der

Formel III

auf. Die Anzahl n der Wiederholungseinheiten gemäß der Formel I, II und III liegt dabei bevorzugt bei mindestens 10 und/oder bei bis zu höchstens 1 000.

Bevorzugt liegt das Molekulargewicht eines solchen Polyetherimids bei mindestens 10 000 D, besonders bevorzugt bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 200 000 D, insbesondere bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 100 000 D.

Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts eines solchen bevorzugten Polymers beträgt vorzugsweise mindestens 20 000 D, besonders bevorzugt mindestens 30 000 D und/oder höchstens 500 000 D, insbesondere mindestens 30 000 D und/oder höchstens 200 000 D. Ein bevorzugtes Polyetherimid gemäß Formel I ist beispielsweise unter dem Handelsnamen Ultem ^® 1000, Ultem ^® 1010 und Ultem ^® 1040 (Sabic, Deutschland) erhältlich. Ein bevorzugtes Polyetherimid gemäß Formel II beispielsweise unter dem Handelsnamen Ultem ^® 5001 und Ultem ^® 501 1 (Sabic, Deutschland) erhältlich.

Eine weiter bevorzugte Zusammensetzung umfasst ein thermoplastisches Polymer, welches ausgewählt ist aus zumindest einem Polycarbonat. Besonders bevorzugt weist dabei das Polycarbonat Wiederholungseinheiten gemäß der

Formel IV

auf. Die Anzahl n der Wiederholungseinheiten gemäß der Formel IV liegt dabei bevorzugt bei mindestens 20 und/oder bei bis zu höchstens 2 000.

Bevorzugt liegt das Molekulargewicht eines solchen Polycarbonats bei mindestens 10 000 D, besonders bevorzugt bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 200 000 D, insbesondere bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 100 000 D. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts eines solchen bevorzugten Polymers beträgt vorzugsweise mindestens 20 000 D, besonders bevorzugt mindestens 30 000 D und/oder höchstens 500 000 D, insbesondere mindestens 30 000 D und/oder höchstens 200 000 D.

Ein zur Verwendung als Ausgangsmaterial geeignetes Polycarbonat wird beispielsweise von der Firma Sabic unter dem Handelsnamen Lexan ^® (z. B. "Lexan ^® 143R") oder von Firma Covestro unter dem Handelsnamen Makroion ^® vertrieben.

Gemäß einer weiter bevorzugten Zusammensetzung ist das thermoplastische Polymer ausgewählt aus Polyarylensulfid. Bevorzugt weist dabei Polyarylensulfid ein Polyphenylensulfid mit Wiederholungseinheiten gemäß der Formel V

auf. Die Anzahl n der Wiederholungseinheiten gemäß der Formel V liegt dabei bevorzugt bei mindestens 50 und/oder bei bis zu höchstens 5 000.

Bevorzugt liegt das Molekulargewicht eines solchen Polyphenylensulfids bei mindestens 10 000 D, besonders bevorzugt bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens

200 000 D, insbesondere bei mindestens 15 000 D und/oder bei höchstens 100 000 D. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts eines solchen bevorzugten Polymers beträgt vorzugsweise mindestens 20 000 D, besonders bevorzugt mindestens 30 000 D und/oder höchstens 500 000 D, insbesondere mindestens 30 000 D und/oder höchstens 200 000 D.

Ein bevorzugtes Polyphenylensulfid ist beispielsweise von der Firma Celanese (Deutschland) unter dem Handelsnamen Fortran ^® erhältlich. Insbesondere kann eine vorteilhafte Zusammensetzung ein Polymerblend umfassend ein Polyaryletherketon-Polyetherimid, ein Polyaryletherketon-Polyetherimid-Polycarbonat, ein Polyphenylensulfid-Polyetherimid und/oder ein Polyetherimid-Polycarbonat enthalten. Ein solches Polymerblend kann beispielsweise von der Firma Sabic (Deutschland) unter der Bezeichnung Ultem ^® 9085 bezogen werden.

Eine weiter bevorzugte Zusammensetzung umfasst dabei ein Polyaryletherketon, vorzugsweise ein Polyetherketonketon mit einem Verhältnis von Wiederholungseinheit A zu Wiederholungseinheit B von 60 zu 40. Ferner kann eine bevorzugte Zusammensetzung ein Polyetherimid, welches insbesondere die Wiederholungseinheiten der Formel I, II und/oder III enthält, aufweisen. Schließlich kann eine bevorzugte Zusammensetzung ein Polycarbonat, insbesondere mit der Wiederholungseinheit der Formel IV, und/oder ein Polyphenylensulfid, insbesondere mit der Wiederholungseinheit der Formel V, aufweisen. Wie eingangs erläutert, umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung ein wasserlösliches Mittel. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das wasserlösliche Mittel ausgewählt aus zumindest einem Polyol, bevorzugt aus zumindest einem Polyethylenglykol und/oder aus zumindest einem Polyethylenoxid und/oder aus zumindest einem Polyvinylalkohol, besonders bevorzugt aus zumindest einem Polyethylenglykol. Insbesondere umfasst dabei ein Polyethylenglykol eine Mischung aus zumindest zwei Polyethylenglykolen, welche vorzugsweise ein unterschiedliches Molekulargewicht aufweisen. Die Verwendung von Polyethylenglykolen mit unterschiedlichen

Molekulargewichten ermöglicht dabei vorteilhaft die Einstellung einer geeigneten Viskosität.

Bevorzugt weist das zumindest eine Polyethylenglykol ein Molekulargewicht von mindestens 10 000 D, bevorzugt von mindestens 15 000 D, besonders bevorzugt von mindestens 20 000 D und/oder von höchstens 100 000 D, bevorzugt von höchstens 75 000 D, besonders bevorzugt von höchstens 60 000 D, insbesondere von höchstens 40 000 D, insbesondere bevorzugt von höchstens 35 000 D, auf.

Eine bevorzugte Mischung aus zumindest zwei Polyethylenglykolen ist dabei eine Mischung aus einem Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 20 000 D und einem Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 100 000 D oder auch eine Mischung aus einem Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 35 000 D und einem Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 100 000 D oder auch eine Mischung aus einem Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 20 000 D und einem Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 35 000 D. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform weisen die Partikel einer vorteilhaften Zusammensetzung eine Korngrößenverteilung

- d 10 = von mindestens 10 pm, bevorzugt von mindestens 20 pm und/oder von höchstens 50 pm, bevorzugt von höchstens 40 pm

- d50 = von mindestens 25 pm und/oder von höchstens 100 pm, bevorzugt von mindestens 30 pm und/oder von höchstens 80 pm, besonders bevorzugt von mindestens 30 pm und/oder von höchstens 60 pm - d90 = von mindestens 50 pm und/oder von höchstens 150 pm, vorzugsweise von höchstens 120pm,

auf.

Der Begriff „Korngröße“ beschreibt dabei die Größe der einzelnen Partikel, die Korngrößenverteilung beschreibt die Verteilung der einzelnen Korngrößen in dem Gesamtgemenge. Methoden zur Bestimmung der Korngröße bzw. der Korngrößenverteilung sind dem Fachmann bekannt und können beispielsweise mit einem Messgerät des Typs Camsizer XT (Retsch Technology, Deutschland) erfolgen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist eine vorteilhafte Zusammensetzung eine Verteilungsbreite (d90-d10)/d50 von kleiner 3, bevorzugt von kleiner 2, besonders bevorzugt von kleiner 1 ,5, insbesondere von kleiner 1 , auf.

Eine weiter bevorzugte Zusammensetzung weist einen Feinanteil, also einen Anteil von Partikeln mit einer Partikelgröße von kleiner 10 pm, von unter 10 Gew.-%, bevorzugt von unter 5 Gew.-%, insbesondere von unter 4 Gew.-%, auf.

Die Polymerpartikel der erfindungsgemäßen Zusammensetzung weisen bevorzugt eine im Wesentlichen sphärische bis linsenförmige Ausgestaltung bzw. Form auf. Besonders bevorzugt weisen die Polymerpartikel einer besonders vorteilhaften Zusammensetzung eine Sphärizität von mindestens etwa 0,8, bevorzugt von mindestens etwa 0,9, insbesondere von mindestens etwa 0,95, auf. Die Bestimmung der Sphärizität kann beispielweise mit Hilfe der Mikroskopie (gemäß DIN ISO 133322-1 ) und/oder eines Messgeräts vom Typ Camsizer XT (Retsch Technology, Deutschland) erfolgen.

Polymersysteme besitzen häufig eine positive und/oder negative Partialladung. Insbesondere wenn Partikel des Polymersystems an unterschiedlichen Stellen der Oberfläche unterschiedliche Ladungen aufweisen, kann es zu Wechselwirkungen, beispielsweise durch elektrostatische, magnetische und/oder Van-der-Waals-Kräfte zwischen benachbarten Partikeln kommen, die eine unerwünschte Agglomeration der Polymersystem-Partikel zur Folge haben.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst eine vorteilhafte Zusammensetzung zumindest ein Antiagglomerationsmittel. Der Begriff „Antiagglomerationsmittel“ ist dabei ein Synonym zur Bezeichnung „Rieselhilfsmittel“. Unter einem Antiagglomerationsmittel wird in der vorliegenden Patentanmeldung ein Stoff in Form von Partikeln verstanden, welcher sich unter anderem an die Oberfläche der Polymerpartikel anlagern kann. Unter „Anlagern“ wird dabei verstanden, dass Partikel des Antiagglomerationsmittels beispielsweise durch elektrostatische Kräfte, chemische Bindungen (beispielsweise ionische und kovalente Bindungen) und Wasserstoffbrückenbindungen eingehen und/oder magnetische Kräfte und/oder Van-der-Waals-Kräfte mit Partikeln des Polymers bzw. des Polymersystems wechselwirken und so zueinander in relative räumliche Nähe treten, dass Partikel des Polymersystems vorteilhaft nicht direkt miteinander in Kontakt treten, sondern durch Partikel des Antiagglomerationsmittels voneinander getrennt sind. Die auf diese Weise räumlich getrennten Polymersystempartikel bauen im Allgemeinen schwache bis gar keine Wechselwirkungen zueinander auf, sodass durch die Zugabe von Antiagglomerationsmitteln vorteilhaft einer Verklumpung der Zusammensetzung entgegengewirkt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst eine vorteilhafte Zusammensetzung daher zumindest ein Antiagglomerationsmittel. Ein solches Antiagglomerationsmittel kann ausgewählt sein aus der Gruppe von Metallseifen, bevorzugt aus einem Siliziumdioxid, Stearat, Tricalciumphosphat, Calciumsilicat, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid,

Magnesiumcarbonat, Zinkoxid oder Mischungen dergleichen.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst ein erstes

Antiagglomerationsmittel Siliziumdioxid. Dabei kann es sich um durch einen nasschemischen Fällungsprozess hergestelltes oder um pyrogenes Siliziumdioxid handeln. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Siliziumdioxid jedoch um pyrogenes Siliziumdioxid.

Unter einem pyrogenen Siliziumdioxid wird in der vorliegenden Patentanmeldung Siliziumdioxid verstanden, welches gemäß bekannter Verfahren, beispielsweise durch

Flammenhydrolyse mittels Zugabe von flüssigem Tetrachlorsilan in die Wasserstoffflamme hergestellt wurde. Im Folgenden wird Siliziumdioxid auch als Kieselsäure bezeichnet. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist eine erfindungsgemäße

Zusammensetzung ein zweites Antiagglomerationsmittel auf und ermöglicht so vorteilhaft eine verbesserte Abstimmung der physikalischen Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich der elektrostatischen, der magnetischen und/oder der Van-der-Waals-Kräfte der Antiagglomerationsmittel, auf das bzw. die Polymer/e und damit eine verbesserte Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung, insbesondere in Lasersinterprozessen.

Gemäß einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform handelt es sich auch bei dem zweiten Antiagglomerationsmittel um ein Siliziumdioxid, insbesondere um pyrogenes Siliziumdioxid. Selbstverständlich kann eine erfindungsgemäße Zusammensetzung auch mehr als zwei Antiagglomerationsmittel aufweisen.

In einer vorteilhaften Zusammensetzung liegt dabei ein bevorzugter Anteil des zumindest einen Antiagglomerationsmittels bei höchstens etwa 1 Gew,-%, weiter bevorzugt bei höchstens etwa 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt bei höchstens etwa 0,2 Gew.-%, insbesondere bei höchstens etwa 0,15 Gew.-%, insbesondere bevorzugt bei höchstens etwa 0,1 Gew.-%. Der Anteil bezieht sich dabei auf den Anteil aller in der vorteilhaften Zusammensetzung enthaltenen Antiagglomerationsmittel. Prinzipiell kann/können das/die zumindest eine bzw. die zwei oder mehr Antiagglomerationsmittel mit einem oder auch mit mehreren unterschiedlichen Hydrophobierungsmitteln behandelt sein. Gemäß einer weiter bevorzugten

Ausführungsform weist das Antiagglomerationsmittel eine hydrophobe Oberfläche auf. Eine solche Hydrophobierung kann beispielsweise mit einer Substanz auf Basis von Organosilanen erfolgen.

Wie bereits eingangs erläutert, kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Zusammensetzung eine Verbackung verhindert werden und so eine Zusammenlagerung von Partikeln der Zusammensetzung wirkungsvoll verhindern und der Bildung von Hohlräumen beim Schütten entgegen wirken, wodurch auch die Schüttdichte der Zusammensetzung vorteilhaft erhöht wird. Unter„Schüttdichte“ wird dabei das Verhältnis der Masse eines körnigen Feststoffs, welcher durch Schütten und nicht durch beispielsweise Stampfen oder Rütteln verdichtet wurde, zum eingenommenen Schüttvolumen bezeichnet. Die Bestimmung der Schüttdichte ist dem Fachmann bekannt und kann beispielsweise nach der DIN EN ISO 60:2000-01 erfolgen. Eine besonders vorteilhafte Zusammensetzung weist eine Schüttdichte von mindestens etwa 350 kg/m ³ und/oder von höchstens etwa 650 kg/m ³ auf. Die Schüttdichte bezieht sich hierbei auf die erfindungsgemäße Zusammensetzung, welche bevorzugt zumindest ein Antiagglomerationsmittel enthält.

Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, dass die Partikel einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung eine möglichst große Oberfläche aufweisen. Die Oberfläche kann dabei beispielsweise durch Gasadsorption nach dem Prinzip von Brunauer, Emmet und Teller (BET) ermittelt werden; die herangezogene Norm ist DIN EN ISO 9277. Die nach dieser Methode bestimmte Partikeloberfläche wird auch als BET-Oberfläche bezeichnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die BET-Oberfläche einer vorteilhaften Zusammensetzung bei mindestens etwa 0,1 m ² /g und/oder von höchstens etwa 6 m ² /g. Besonders bevorzugt umfasst eine vorteilhafte Zusammensetzung dabei zumindest ein Polymer, welches ausgewählt ist aus Polypropylen. Eine bevorzugte BET-Oberfläche liegt in diesem Fall bei mindestens etwa 0,5 m ² /g und/oder bei bis zu etwa 2 m ² /g.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung wurde eingangs bereits erläutert. Gemäß einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung wird das Polymer, welches vorzugsweise ausgewählt ist aus einem Polypropylen und/oder einem Polyamid, in Form eines Granulats bereitgestellt. Bevorzugt weist ein Polypropylen-Granulat ein Schmelze-Volumen-Flussverhältnis (MVR: Melt Volume-flow Rate) von mindestens etwa 5 cm ³ /10 min und/oder von höchstens etwa 60 cm ³ /10 min auf; ein Polyamid-Granulat weist bevorzugt ein MVR von mindestens etwa 10 cm ³ /10 min und/oder von höchstens etwa 40 cm ³ /10 min auf. Das Schmelze-Volumen-Flussverhältnis dient dabei zur

Charakterisierung des Fließverhaltens des thermoplastischen Polymers bei einer bestimmten Temperatur und Prüflast. Die Bestimmung des MVR ist dem Fachmann bekannt und kann beispielsweise gemäß DIN ISO EN 1 133:2011 (Trocknungsdauer 30 Minuten bei 105 °C) erfolgen. Die Messung für ein Polypropylen-Granulat erfolgt bei einer Temperatur von 230 °C mit einer Prüflast von 2,16 kg; die Messung eines Polyamid- Granulats erfolgt bei einer Temperatur von 235 °C mit einer Prüflast von 2,16 kg.

Gemäß einem weiter bevorzugten Verfahren zur Herstellung erfolgt das Dispergieren mittels einer Schmelzdispergierung, wobei die Schmelzdispersion in Form eines fließfähigen Mehrphasensystems, umfassend das zumindest eine Polymer und das vorzugsweise wasserlösliche Dispergiermittel, vorliegt. Vorteilhaft wird hierbei die Schmelztemperatur so eingestellt, dass eine temperaturbedingte Schädigung des wasserlöslichen Mittels bzw. Dispersionsmittels, vorzugsweise des Polyols, so niedrig wie möglich gehalten wird, so dass das eingesetzte Polyol nach dessen Abtrennung für weitere Dispersionsschritte zur Verfügung stehen kann. Jedoch sollte die Schmelztemperatur so hoch wie nötig eingestellt werden, um eine gute Dispergierung des Polymers im Dispersionsmittel, vorzugsweise des Polyols, zu erhalten, wodurch die Ausbeute der Polymerpartikel, vorzugsweise des Polymerpulvers, vorteilhaft beeinflusst werden kann. Im Zuge der Entwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich herausgestellt, dass die Ausbeute der Zusammensetzung durch einen vorteilhaften Anteil des Polymers in dem wasserlöslichen Mittel, vorzugsweise dem wasserlöslichen Dispersionsmittel, günstig beeinflusst werden kann. Daher liegt ein bevorzugter Anteil des Polymers, vorzugsweise von Polypropylen und/oder Polyamid, in dem Dispersionsmittel bei mindestens etwa 25 Gew.-% und/oder bei höchstens etwa 55 Gew.-%.

Insofern das Polymer aus zumindest einem Polypropylen ausgewählt ist, liegt ein besonders bevorzugter Anteil bei mindestens etwa 30 Gew.-% und/oder bei höchstens etwa 40 Gew.-%. Im Falle von Polyamid, vorzugsweise von PA12, liegt ein besonders bevorzugter Anteil des Polymers bei mindestens etwa 40 Gew.-% und/oder bei höchstens etwa 55 Gew.-%.

Der Schritt des Dispergierens erfolgt vorzugsweise mittels Schmelzdispersion in einer Dispergiervorrichtung, bevorzugt in einem Extruder, welcher/welche vorzugsweise in einer Vorschubrichtung mehrere aufeinanderfolgende Zonen bzw. Abschnitte aufweist. Alternativ kann eine Schmelzdispersion in einem Kneter bzw. einer Kneteranordnung erfolgen, welche eine oder mehrere Zonen bzw. einzelne oder mehrere„Kneterkette/n“ umfasst. Unter einer „Kneterkette“ ist dabei eine gegebenenfalls bewegliche Aneinanderreihung von zumindest zwei Knetern zu verstehen, wobei die Kneter eine direkte oder indirekte Verbindung miteinander aufweisen können.

In Abhängigkeit des bzw. der Polymere können die oben erläuterten Zonen unterschiedliche Temperatur- und/oder Druckszenarien aufweisen. Bevorzugt weisen zumindest einige der Zonen unterschiedliche Temperatur- und/oder Druckszenarien auf. Unter einem Temperatur- und/oder Druckszenario ist dabei die strategische Planung und Durchführung von Temperatur- bzw. Drucksituationen im Zuge der Extrusion, vorzugsweise der Schmelzextrusion, zu verstehen. Die Einstellung eines Druckszenarios kann beispielsweise über die Schneckenkonfiguration des Extruders erfolgen.

Vorzugsweise erfolgt eine Schmelzdispersion bzw. eine Schmelzextrusion bei einer Temperatur von mindestens etwa 170 °C, besonders bevorzugt von mindestens etwa 180 °C, insbesondere von mindestens etwa 200 °C. Höchstens liegt eine bevorzugte Schmelztemperatur bei bis zu etwa 360 °C, besonders bevorzugt bei bis zu etwa 300 °C, insbesondere bei bis zu etwa 260 °C. Die Zugabe der Komponentenanteile, insbesondere des wasserlöslichen Mittels, kann dabei in unterschiedlichen Zonen erfolgen bzw. erfolgt bevorzugt in unterschiedlichen Zonen. Die Zugabe des vorzugsweise wasserlöslichen Dispersionsmittels zu dem zumindest einen Polymer erfolgt bevorzugt in einem Extruder, wobei der Extruder, wie oben erläutert, verschiedene Zonen bzw. Abschnitte umfassen kann. In Abhängigkeit des verwendeten Polymers erfolgt eine Zugabe des Dispersionsmittels vorzugsweise über verschiedene Zonen.

Im Anschluss an die Schmelzextrusion umfasst ein weiter bevorzugtes Verfahren ein Abkühlen der Dispersion. Ein Abkühlen kann dabei mittels eines Förderbands oder eines Kalanders (System aus mehreren aufeinander angeordneten temperierten Walzen) erfolgen. Beispielsweise kann sich hierbei die Dispersion in einer Wasserwanne befinden und/oder über eine Wasser/Luft-Abkühlstrecke abgekühlt werden, welche sich beispielsweise über einige Meter erstrecken kann. Im Zuge der Entwicklung des vorteilhaften Verfahrens hat sich dabei insbesondere gezeigt, dass die Abkühlrate einen Einfluss auf die Partikelgröße sowie auch auf den Gehalt des wasserlöslichen Mittels in der getrockneten Zusammensetzung, vorzugsweise des getrockneten Pulvers, haben kann. Daher umfasst ein bevorzugtes Verfahren eine bevorzugte Abkühlrate der Dispersion von höchstens etwa 100 °C/s, besonders bevorzugt von höchstens etwa 50 °C/s, insbesondere bevorzugt von höchstens etwa 20 °C/s. Im Falle von Polypropylen erfolgt eine Abkühlung der Dispersion vorzugsweise auf einem Förderband, wobei die Abkühlung bevorzugt bei höchstens 20 °C/s und/oder bei mindestens 1 °C/s, besonders bevorzugt bei höchstens 20 °C/s und/oder bei mindestens 2°C/s, liegt. Ein besonders bevorzugtes Verfahren umfasst dabei ferner die Schritte

(iv) Auflösen des Extrudats, vorzugsweise mit Wasser,

(v) Trennen der Komponenten aus der Dispersion,

(vi) Waschen der abgetrennten Partikel, insbesondere der Polymerpartikel,

(vii) Trocknen der Festkomponente zum Erhalt der getrockneten Zusammensetzung, (viii) optional Zugabe zumindest eines Additivs, insbesondere zumindest eines Antiagglomerationsmittels,

(ix) optional Sieben der Zusammensetzung,

(x) optional Verpacken der optional gesiebten Zusammensetzung mit dem optionalen

Antiagglomerationsmittel.

Das Lösen bzw. Auflösen des Extrudats erfolgt bevorzugt in Wasser. Besonders bevorzugt liegt dabei der Fasergehalt, d. h. der Gehalt von linearen bzw. faserförmigen Gebilden aus einem Polymer und/oder Copolymer und/oder Polymerblend, im Extrudat bei höchstens etwa 10 Gew.-%, insbesondere bei höchstens etwa 5 Gew.-%, bezogen auf den Anteil der Polymerpartikel.

Im weiteren Verlauf erfolgen die Abtrennung des Polymers bzw. der Polymerpartikel aus der Dispersion und das Waschen und Trocknen des abgetrennten Polymers bzw. der Polymerpartikel.

Ein Trennen der Komponenten der Dispersion erfolgt vorzugsweise durch Zentrifugieren und/oder Filtrieren. Ein Trocknen der Festkomponente zum Erhalt der getrockneten Zusammensetzung kann dabei in einem Ofen, beispielsweise in einem Vakuumtrockner, erfolgen.

Eine nach diesem Verfahren erhaltene erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält vorteilhaft einen bevorzugten Anteil des wasserlöslichen Mittels, insbesondere des Dispergiermittels, von mindestens 0,005 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 0,01 Gew.- %, besonders bevorzugt von mindestens 0,05 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,075 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von mindestens 0,1 Gew.-%. Höchstens liegt ein bevorzugter Anteil des wasserlöslichen Mittels bei 1 Gew.-%, besonders bevorzugt bei höchstens 0,7 Gew.-%, insbesondere bei höchstens 0,5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt bei höchstens 0,3 Gew.-%. In einem nächsten Schritt kann die Zugabe eines Additivs zu der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erfolgen. Insbesondere ist ein solches Additiv ausgewählt aus einem Antiagglomerationsmittel. Vorzugsweise erfolgt dabei eine Zugabe des Additivs, insbesondere eines Antiagglomerationsmittels, in einem Mischer.

Im Zuge der Entfernung von unerwünschten Bestandteilen, insbesondere von unerwünschten Faser-Bestandteilen, kann in einem weiteren Schritt des Herstellverfahrens ein Sieben der Zusammensetzung vorgesehen werden. Insbesondere erfolgt ein solcher Schritt mit Hilfe einer Schutzsiebung.

Schließlich kann ein vorteilhaftes Herstellverfahren eine Verpackung der Zusammensetzung vorsehen. Ein Verpacken einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Zusammensetzung, insbesondere von gesiebten

Polymerpartikeln, welche bevorzugt in Form eines Pulvers vorliegen, erfolgt dabei bevorzugt unter Ausschluss von Luftfeuchtigkeit, so dass eine anschließende Lagerung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung unter reduzierter Feuchtigkeit zur Vermeidung von beispielsweise Verbackungseffekten erfolgen kann, wodurch die Lagerstabilität der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verbessert wird. Auch verhindert ein vorteilhaftes Verpackungsmaterial einen Zutritt von Feuchtigkeit, insbesondere von Luftfeuchtigkeit, zur erfindungsgemäßen Zusammensetzung.

Wie oben erwähnt, sind erfindungsgemäße Zusammensetzungen für additive Fertigungsprozesse, insbesondere für Lasersinterverfahren, geeignet. Üblicherweise wird die Zielumgebung, beispielsweise das Pulverbett der Bestrahlungseinheit, insbesondere des Laserstrahls, bereits vor deren Einsatz aufgeheizt, sodass die Temperatur des Pulverausgangsmaterials nahe seiner Schmelztemperatur liegt und bereits ein nur geringer Energieeintrag ausreicht, um den Gesamt-Energieeintrag so weit zu erhöhen, dass die Partikel miteinander koalieren bzw. sich verfestigen. Dabei können ferner auch energieabsorbierende und/oder energiereflektierende Stoffe auf die Zielumgebung der Bestrahlungseinheit aufgetragen werden, wie beispielsweise aus den Prozessen des Highspeed-Sinterns bzw. der Multi-Jet Fusion bekannt ist.

Unter„Aufschmelzen“ wird dabei der Prozess verstanden, bei dem das Pulver während eines additiven Fertigungsprozesses, beispielsweise im Pulverbett, durch Eintrag von Energie, bevorzugt mittels elektromagnetischer Wellen, insbesondere durch Laserstrahlen, zumindest teilweise geschmolzen wird. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung gewährleistet dabei ein zumindest teilweises Aufschmelzen und Fertigung von prozesssicheren Formkörpern mit hoher mechanischer Stabilität und Formtreue. Es hat sich weiter gezeigt, dass die Zugfestigkeit und Bruchdehnung als Werkstoffeigenschaften bzw. als Maß für die Prozessierbarkeit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung von Nutzen sein kann. Die„Zugfestigkeit“ kennzeichnet dabei die maximale mechanische Zugspannung, die im Werkstoff auftreten kann; die „Bruchdehnung“ kennzeichnet die Verformungsfähigkeit eines Werkstoffs im plastischen Bereich (auch Duktilität genannt) bis zum Bruch. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist die Zusammensetzung eine Zugfestigkeit von mindestens etwa 5 MPa, bevorzugt von mindestens etwa 25 MPa, insbesondere von mindestens etwa 50 MPa, auf. Höchstens weist die bevorzugte Zusammensetzung eine Zugfestigkeit von etwa 500 MPa, bevorzugt von höchstens etwa 350 MPa, insbesondere von höchstens etwa 250 MPa, auf. Die Werte für die Bruchdehnung der bevorzugten Zusammensetzung liegen dabei bei mindestens etwa 1 %, besonders bevorzugt bei mindestens etwa 5 %, insbesondere bei mindestens etwa 50 %. Höchstens weist eine bevorzugte Zusammensetzung eine Bruchdehnung von etwa 1 000 %, weiter bevorzugt von höchstens etwa 800 %, besonders bevorzugt von höchstens etwa 500 %, insbesondere von höchstens etwa 250 %, insbesondere bevorzugt von höchstens etwa 100 %, auf. Die Bestimmung der Zugfestigkeit und Bruchdehnung kann mit Hilfe des sogenannten Zugversuchs nach DIN EN ISO 527 ermittelt werden und ist dem Fachmann bekannt.

Ferner kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung auf deren Dosierbarkeit im kalten und warmen Zustand in der Lasersinteranlage, deren Schichtauftrag und Pulverbettzustand im kalten und warmen Zustand, deren Schichtauftrag im laufenden Lasersinterprozess, insbesondere deren Beschichtung auf belichteten Flächen, der Maßhaltigkeit der erhaltenen Probekörper und deren mechanischen Eigenschaften bewertet werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Zusammensetzung zumindest ein Additiv umfasst, welches eine Anpassung der mechanischen, elektrischen, magnetischen und/oder ästhetischen Pulver- bzw. Produkteigenschaften erlaubt. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung zumindest ein organisches und/oder anorganisches Additiv wie beispielsweise Glas-, Metall-, zum Beispiel Aluminium- und/oder Kupfer- oder Eisen-, Keramikpartikel oder Pigmente zur Variation der Farbe, bevorzugt Titandioxid oder Ruß. Alternativ oder zusätzlich kann das Additiv auch aus einer Faser, wie beispielsweise einer Carbon- oder Glasfaser, ausgewählt sein. Dadurch kann auch das Absorptionsverhalten des Pulvers beeinflusst werden. Neben einer Funktionalisierung durch den Zusatz von beispielsweise Pigmenten können prinzipiell auch Verbindungen mit bestimmten funktionellen Eigenschaften in einer oder mehreren der Schichten oder im gesamten Formkörper vorliegen. Eine Funktionalisierung könnte z. B. darin bestehen, dass der ganze Formkörper, eine oder mehrere Schichten des Formkörpers oder auch nur Teile einer oder mehrerer Schichten des Formkörpers elektrisch leitend ausgerüstet werden. Diese Funktionalisierung kann durch leitfähige Pigmente, wie z. B. Metallpulver, oder durch Verwendung von leitfähigen Polymeren, wie z. B. durch den Zusatz von Polyanilin, erreicht werden. Auf diese Weise sind Formkörper, die Leiterbahnen aufweisen, erhältlich, wobei diese sowohl oberflächlich als auch innerhalb des Formkörpers vorhanden sein können.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen der beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern durch den Umfang der beiliegenden Patentansprüche bestimmt ist. Insbesondere können die einzelnen Merkmale bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen in anderer Kombination als bei den untenstehend angeführten Beispielen verwirklicht sein.

Beispiele

Beispiel 1

Polypropylen (PP) (Polypropylen-Polyethylen Copolymer, Borealis, Österreich) mit einem MVR-Wert von 30 cm3/10min wurde mit Polyethylenglykol (PEG; Molekulargewicht (MW) 20 000 D und 35 000 D; Clariant, Schweiz) in einem Verhältnis von 30 Gew.-% PP- Copolymer zu 70 Gew.-% Polyethylenglykol zusammen in einem Extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg, Deutschland) im Schmelzzustand gemischt (Zonentemperatur: von 220 bis 360 °C). Für die Probe„PP 01“ betrug das Verhältnis aus Polyethylenglykol MW 20 000 D und MW 35 000 D 50 Gew.-% zu 50 Gew.-%. Die Mischung wurde nach der Extrusion auf einem Förderband unter Zufuhr von Raumluft auf Raumtemperatur abgekühlt und verpackt. Um das Polyethylenglykol aufzulösen, wurde die Mischung im Anschluss in Wasser unter Rühren aufgelöst (1 kg der Mischung in 9 kg Wasser) und zentrifugiert (Zentrifuge TZ3, Carl Padberg Zentrifugenbau GmbH, Lahr, Deutschland). Der Pulverkuchen aus dem PP-Copolymer wurde zwei Mal mit 10 Liter Wasser in der Zentrifuge gewaschen, um den Überschuss von Polyethylenglykol zu entfernen. Der Pulverkuchen wurde anschließend bei 60 °C bei 300 mbar für 10 Stunden in einem Vakuumtrockner (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Deutschland) getrocknet. Danach wurde das Pulver mit Hilfe einer Taumelsiebmaschine (Maschenweite Sieb: 245 pm, Siebtechnik GmbH, Mühlheim, Deutschland) gesiebt. In einem Containermischer (Mixaco Labor Containermischer, 12 Liter, Mixaco Maschinenbau Dr. Herfeld GmbH & Co KG, Neuenrade, Deutschland) wurde das Pulver unter Rühren mit 1000 U/min für 1 Min. mit 0,1 Gew.-% eines Antiagglomerationsmittels (Aerosil R974, Evonik Resource Efficiency, Hanau, Deutschland) versetzt. Die Bestimmung der Korngrößenverteilung und Sphärizität (SPHT3) erfolgte mit Camsizer XT (Firma Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Deutschland) gemäß DIN ISO 13322-2. mit dem Modul X-Flow in einer

Lösung aus Triton X in destilliertem Wasser (3 Massenprozent). Auswertung nach Xarea. Es wurde ein Pulver mit folgender Korngröße erhalten:

Probe„PP-01“: d 50 = 45 pm

Der Gehalt von Polyethylenglykol an der getrockneten Zusammensetzung („PP-01“) wurde mittels DSC (DIN EN ISO 1 1357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte anhand der Software STARe 15.0. Die Methode bzw. Daten zur Auswertung sind in Tabelle 1 dargestellt. Der Gehalt des Polyethylenglykols an der getrockneten Zusammensetzung ist in Tabelle 2 (unten) benannt. Auf die gleiche Weise kann auch der Gehalt an Polyethylenoxid (PEO) bestimmt werden, wenn dieses bei der Herstellung als Additiv verwendet wird.

Tabelle 1 : Detaillierte Beschreibung der DSC-Methode für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowie die Integrationsgrenze und AH _{m PEG} von PEG/PEO zur Bestimmung des PEG/PEO-Gehalts in der Probe.

n.b. = nicht bestimmt

Methode zur Berechnung des Gehalts an Additiv an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung:

1 ) Methode 1 : Für PEG/PEO in Polypropylen:

Tabelle 1 stellt die DSC-Methode sowie die Integrationsgrenzen und Schmelzenthalpie einer PEG-Probe (AH _{m PEG} ) dar. Auf dieselbe Weise kann auch der Gehalt an Polyethylenoxid (PEO) bestimmt werden, wenn dieses bei der Herstellung als Additiv verwendet wird.

Die PEG/PEO-Schmelzenthalpie wird im 2. Heizlauf (Segment 6 der DSC-Methode) bestimmt. Auf Basis dieser Werte und mit Hilfe der Formel 1 wird der PEG/PEO-Gehalt in der Probe wie folgt ermittelt

Formel 1

DH _PEG ist die PEG Schmelzenthalpie in der Probe ermittelt mit der Methode wie in Tabelle 1 dargestellt. AH _{m PEG} ist die PEG Schmelzenthalpie einer reinen PEG Probe (171 J/g) ermittelt mit Polyglykol 20000 S (Technische Qualität, Clariant, Schweiz).

2) Methode 2: Für PEG/PEO in teilkristallinen und amorphen Polymeren und Polymerblends:

Analog zur Bestimmung des Gehalts von PEG/PEO in Polypropylen (siehe Methode 1 ). Abweichend von Methode 1 wird anstelle 220 °C für die Starttemperatur (Segmente 3+4)- und Endtemperatur (Segmente 2+3+6) im DSC die Temperatur verwendet, welche für das teilkristalline Polymer gemäß DIN EN ISO 1 1357 verwendet wird. Die maximale Endtemperatur ist jedoch auf 360 °C begrenzt, um einen thermischen Abbau des PEG/PEO zu vermeiden.

3) Methode 3: Für teilkristalline Additive mittels DSC:

Analog zur Bestimmung des Gehalts von PEG/PEO in teilkristallinen Polymeren (siehe Methode 2). Abweichend wird für die Starttemperatur (Segmente 3+4) und Endtemperatur (Segmente 2+3+6) im DSC die Temperatur verwendet, welche für das teilkristalline Polymer oder das Additiv gemäß DIN EN ISO 1 1357 verwendet wird. Je nachdem welche Temperatur höher liegt, wird diese verwendet. Die Ermittlung des Additiv Gehalts erfolgt in Analogie zur Ermittlung des PEG/PEO- Gehalts. Abweichend hierzu wird jedoch DSC Methode 3 verwendet.

Formel 2

AH _Additiv ist die Schmelzenthalpie des Additivs in der Probe ermittelt mit der DSC Methode 3.

H _{m Additiv} ist die Schmelzenthalpie des reinen Additivs ermittelt mit der DSC Methode 3.

Die Kristallisations- und Schmelztemperaturen der Zusammensetzungen wurden mittels DSC (DIN EN ISO 1 1357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte mit Hilfe der Software STARe 15.0. Die Änderungen der Kristallisations- und Schmelztemperaturen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung mit Additiv („PP-01“) im Vergleich zu einer Zusammensetzung ohne Zusatz eines Additivs („PP ohne Additiv“) sind in Tabelle 2 dargestellt. Bei Zugabe von Additiv ist sowohl eine Änderung der Kristallisationstemperatur TK als auch der Schmelztemperatur TM zu beobachten. Die Vergleichsprobe„PP ohne Additiv“ zeigt eine Kristallisationstemperatur von etwa 115 °C (siehe Tabelle 2: Probe„PP ohne Additiv“, Spalte„TK 1. Heizrate (HR)“). Bei einem Gehalt an Additiv von 0,64 Gew.-% in 5 der erfindungsgemäßen getrockneten Zusammensetzung („PP-01“), im vorliegenden Fall von PEG mit einen Molekulargewicht (MW) von 35 000 D und 20 000 D im Verhältnis 50 : 50, ergibt sich eine Erniedrigung der Kristallisationstemperatur um etwa 8 °C, nämlich von etwa 115 °C auf etwa 107 °C (siehe Tabelle 2: Probe„PP-01“, Spalte„TK 1. HR“).

10 Eine Änderung der Schmelztemperatur TM der erfindungsgemäßen Zusammensetzung im Vergleich zu einer Probe ohne Additiv ist dahingehend zu beobachten, dass für die Probe ohne Additiv ein„Doppelpeak“ bei etwa 132 °C und 141 °C zu beobachten ist (siehe Tabelle 2:„Probe ohne Additiv“, Spalte„TM 2. HR“). Bei einem Gehalt des Additivs von 0,64 Gew.-% ist hingegen ein Schmelzpeak zu erkennen ist, welcher einen Peak bei 15 etwa 137,5 °C zeigt (siehe Tabelle 2: Probe„PP-01“, Spalte„TM 2. HR“).

Tabelle 2: Kristallisations- und Schmelztemperaturen von Polypropylen Copolymer Proben (PP) ohne Zusatz von Additiv („PP ohne Additiv“) und mit Zusatz von Additiv („PP- 01“). Das Additiv bestand aus einer Mischung von PEG mit einen Molekulargewicht (MW) 20 von 35 000 D und 20 000 D im Verhältnis wie dargestellt.

n.a.= nicht anwendbar TM = Schmelztemperatur

TK = Kristallisationstemperatur HR = Heizrate XC = Kristallinität

dH = Schmelzenthalpie

25 Beispiel 2:

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung des Beispiels 2 erfolgte gemäß Beispiel 1. Das eingesetzte Polypropylen-Polyethylen Copolymer (Typ QR674K) wurde in Beispiel 2 von der Firma Sabic Innovative Plastics (Bergen op Zoom, Niederlande) bezogen; als Additiv wurde Polyethylenglykol (Clariant, Schweiz) mit einer Molmasse von 35 000 D eingesetzt. Die Bestimmung der Korngrößenverteilung und Sphärizität (SPHT3) erfolgte mit Camsizer XT (Firma Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Deutschland) gemäß DIN ISO 13322-2. mit dem Modul X-Flow in einer Lösung aus Triton X in destilliertem Wasser (3 Massenprozent). Auswertung nach Xarea. Es wurde ein Pulver mit folgender Korngröße erhalten:

PP-03: d50 = 29 pm

Die Bestimmung des Gehalts von PEG erfolgte analog zu Beispiel 1.

Die Schmelztemperatur TM und Kristallisationstemperatur TK der erfindungsgemäßen Zusammensetzung„PP-03“ im Vergleich zu einer Probe„PP ohne Additiv“ ist in Tabelle 3 dargestellt. Bei Zugabe von Additiv ist wiederum eine Änderung der Kristallisationstemperatur TK als auch der Schmelztemperatur TM im Vergleich zur Probe ohne Additiv zu beobachten. Die Vergleichsprobe „PP ohne Additiv“ zeigt eine Kristallisationstemperatur von etwa 120 °C (siehe Tabelle 3: Probe„PP ohne Additiv“, Spalte„TK 1. Heizrate (HR)“). Bei einem Gehalt an Additiv von 0,08 Gew.-% in der erfindungsgemäßen getrockneten Zusammensetzung („PP-03“), im vorliegenden Fall von PEG mit einen Molekulargewicht (MW) von 35 000 D, ergibt sich eine Erniedrigung der Kristallisationstemperatur um etwa 12 °C, nämlich von etwa 120 °C auf etwa 108 °C (siehe Tabelle 3: Probe„PP-03“, Spalte„TK 1. HR“).

Tabelle 3: Kristallisations- und Schmelztemperatur der Polypropylen Copolymer Proben (PP) ohne Zusatz von Additiv („PP ohne Additiv“) und mit Zusatz von Additiv („PP-03“). Das Additiv bestand aus PEG mit einen Molekulargewicht (MW) von 35 000 D.

Beispiel 3:

Polyetherketonketon (PEKK) (Kepstan 6004, Arkema, Frankreich) wurde mit Polyethylenglykol (PEG; Molekulargewicht (MW) 20 000 D und 35 000 D; Clariant, Schweiz) bzw. Polyethylenoxid (PEO: Molekulargewicht (MW) 100 000 D; The Dow Chemical Company, Polyox WSR N10) in einem Verhältnis von 30-40 Gew.-% PEKK zu 60-70 Gew.-% PEG und/oder PEO zusammen in einem Extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg, Deutschland) im Schmelzzustand gemischt (Zonentemperatur: 340 °C). Die genauen Verhältnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt. Die

Mischung wurde nach der Extrusion auf einem Förderband mit einer

Abkühlgeschwindigkeit von 5 °C / Sekunde (s) auf Raumtemperatur abgekühlt und verpackt. Um das PEG bzw. PEO aufzulösen wurde ein Teil der Mischung im Anschluss bei 70 °C in Wasser unter Rühren aufgelöst (30 g in 150 ml Wasser), in einer Vibrationssiebmaschine (AS200, Maschenweite 300 pm, Fa. Retsch, Haan, Deutschland) gesiebt und das Filtrat < 300 pm mittels eines Büchnertrichters abfiltriert. Der Pulverkuchen wurde noch zweimal mit 150 ml Wasser in einem Erlenmeyerkolben gewaschen und jeweils im Büchnertrichter abfiltriert, um den Überschuss von PEG bzw. PEO zu entfernen. Der Pulverkuchen wurde anschließend bei 60 °C bei 300 mbar für 10 Stunden in einem Vakuumtrockner (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific,

Deutschland) getrocknet. Es wurden Pulverpoben mit den Eigenschaften gemäß Tabelle 5 erhalten. Die Bestimmung der Korngrößenverteilung und Sphärizität (SPHT3) erfolgte mit Camsizer XT (Firma Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Deutschland) gemäß DIN ISO 13322-2. mit dem Modul X-Flow in einer Lösung aus Triton X in destilliertem Wasser (3 Massenprozent). Auswertung nach Xarea. Tabelle 4: Anteil PEKK und PEG 20000 bzw. PEG 35000 und PEO der getesteten Zusammensetzungen.

Tabelle 5: Korngrößenverteilung und DSC Messungen der getesteten (getrockneten) Zusammensetzungen.

Der Gehalt von PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen wurde mittels DSC (DIN EN ISO 1 1357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte anhand der Software STARe 15.0. Die Methode bzw. Daten zur Auswertung sind in Tabelle 6 dargestellt. Da PEKK als quasi amorphes Polymer bei 10°C/min oder 20°C/min nicht kristallisiert, wurde zur Initiierung einer Kristallisation mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 2°C/min in Segment 5 abweichend von der Norm gemessen.

Tabelle 6: Detaillierte Beschreibung der DSC-Methode für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowie die Integrationsgrenze und AH _{m PEG} von PEG/PEO zur Bestimmung des PEG/PEO-Gehalts in den Proben von PEKK.

Die Methode zur Berechnung des Gehalts an Additiv an den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erfolgt gemäß Beschreibung in Beispiel 1. Abweichend dazu wird die PEG/PEO-Schmelzenthalpie in Segment 8 statt Segment 6 der DSC-Methode bestimmt.

Aus Tabelle 5 ist ersichtlich, dass sich die Korngröße in Abhängigkeit der Molmasse an PEG und PEO einstellen läßt. Mit zunehmender Molmasse (PEO-Anteil) lässt sich auch der Kristallisationspunkt des Materials verringern. Durch das Verfahren zeigt sich außerdem ein weiterer großer Vorteil für PEKK. Ungefülltes PEKK (60:40 T/I Copolymer) (PEKK ohne Additiv), welches ohne PEG/PEO extrudiert wird, liegt als quasi amorphes Granulat vor, weil die Abkühlung nach der Extrusion sehr schnell erfolgt (typischerweise > 100 °C/s). Im DSC zeigt sich eine kalte Nachkristallisation mit exothermen Peak bei ca. 256 °C mit anschließendem endothermen Schmelzpeak bei 306 °C, TM 1. HR. Eine gemeinsame Integration von Nachkristallisationspeak und anschließendem Schmelzpeak ergibt eine Schmelzenthalpie von 0 J/g und somit eine Kristallinität von 0 %, XC 1. HR, im Granulat. Amorphe Materialien sind jedoch beim Laser-Sintern eher ungünstig zu verarbeiten. Mittels der Schmelzemulgierung wird erreicht, dass das PEKK-Pulver teilkristallin mit einem Schmelzpunkt TM (1. HR) von ca. 284 °C und einer Kristallinität XM (1. HR) von 14,4-19,2 % vorliegt. Die Berechnung des Kristallinitätswertes mittels DSC erfolgte dabei mit 130 J/g für theoretisch 100 % kristallines PEKK (Quelle Cytec, Technichal data Sheet, PEKK Thermoplastic Polymer, Table 3). Es wurden für alle Pulver, mit Ausnahme von PEKK-03, Sphärizitäten von> 0,9 (Camsizer XT, SPHT3) erhalten.

Beispiel 4:

Ein Karbonfasergefülltes PEKK (PEKK-CF, HT23, Advanced Laser Materials, Temple TX, USA) wurde mit Polyethylenglykol (PEG; Molekulargewicht (MW) 20 000 D und 35 000 D; Clariant, Schweiz) bzw. Polyethylenoxid (PEO: Molekulargewicht (MW) 100 000 D; The Dow Chemical Company, Polyox WSR N 10) in einem Verhältnis von 30 Gew.-% PEKK zu 70 Gew.-% PEG und/oder PEO zusammen in einem Extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg, Deutschland) im Schmelzzustand gemischt (Zonentemperatur: 340 °C). Die genauen Verhältnisse sind in Tabelle 7 aufgeführt. Die Mischung wurde nach der Extrusion auf einem Förderband mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 5 °C / Sekunde (s) auf Raumtemperatur abgekühlt und verpackt. Um das PEG bzw. PEO aufzulösen wurde ein Teil der Mischung im Anschluss bei 70 °C in Wasser unter Rühren aufgelöst (30 g in 150 ml Wasser), in einer Vibrationssiebmaschine (AS200, Maschenweite 300 pm, Fa. Retsch, Haan, Deutschland) gesiebt und das Filtrat < 300 pm mittels eines Büchnertrichters abfiltriert. Danach wurde der Pulverkuchen zweimal mit 150 ml Wasser in einem Erlenmeyerkolben gewaschen und jeweils im Büchnertrichter abfiltriert, um den Überschuss von PEG bzw. PEO zu entfernen. Der Pulverkuchen wurde anschließend bei 60 °C bei 300 mbar für 10 Stunden in einem Vakuumtrockner (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Deutschland) getrocknet. Es wurden Pulver mit den Eigenschaften gemäß Tabelle 8 erhalten. Die Bestimmung der Korngrößenverteilung und Sphärizität (SPHT3) erfolgte mit Camsizer XT (Firma Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Deutschland) gemäß DIN ISO 13322-2. mit dem Modul X-Flow in einer Lösung aus Triton X in destilliertem Wasser (3 Massenprozent). Auswertung nach Xarea. Tabelle 7: Anteil PEKK-CF und PEG 20 000 bzw. PEG 35 000 und PEO der getesteten Zusammensetzungen.

Tabelle 8: Korngrößenverteilung und DSC Messungen der getesteten (getrockneten) Zusammensetzungen.

Der Gehalt von PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen wurde mittels DSC (DIN EN ISO 1 1357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte anhand der Software STARe 15.0. Die Methode bzw. Daten zur Auswertung sind in Tabelle 9 dargestellt. Der Gehalt des PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen ist in Tabelle 8 benannt.

Tabelle 9: Detaillierte Beschreibung der DSC-Methode für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowie die Integrationsgrenze und AH _{m PEG} von PEG/PEO zur Bestimmung des PEG/PEO-Gehalts in den Proben des karbonfasergefüllten PEKK (PEKK-CF).

Methode zur Berechnung des Gehalts an Additiv an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erfolgte gemäß Beschreibung in Beispiel 1. Abweichend dazu wird die PEG/PEO-Schmelzenthalpie in Segment 8 statt Segment 6 der DSC-Methode bestimmt. Aus Tabelle 8 ist ersichtlich, dass sich die Korngröße in Abhängigkeit der Molmasse an PEG und PEO einstellen lässt. Mit zunehmender Molmasse (PEO-Anteil), lässt sich auch der Kristallisationspunkt des Materials verringern. Durch das Verfahren zeigt sich außerdem ein weiterer großer Vorteil für gefülltes PEKK-CF, analog zum ungefüllten PEKK. Auch PEKK-CF ohne Additiv, welches ohne PEG/PEO extrudiert wird, liegt als quasi amorphes Granulat vor, weil die Abkühlung nach der Extrusion sehr schnell erfolgt (im DSC zeigt sich eine kalte Nachkristallisation mit exothermen Peak bei ca. 255 °C mit anschließendem endothermen Schmelzpeak bei 306 °C, TM 1. HR. Eine gemeinsame Integration von Nachkristallisationspeak und anschließendem Schmelzpeak ergibt eine Schmelzenthalpie von 0 J/g und somit eine Kristallinität von 0 %, XC 1. HR, im Granulat). Amorphe Materialien sind jedoch beim Laser-Sintern eher ungünstig zu verarbeiten. Mittels der Schmelzemulgierung wird erreicht, dass das PEKK-CF Pulver teilkristallin mit einem Schmelzpunkt TM (1. HR) von ca. 284 °C und einer Kristallinität XM (1. HR) von 14,4-19,2 % vorliegt. Die Berechnung des Kristallinitätswertes mittels DSC erfolgt dabei mit 130 J/g für theoretisch 100 % kristallines PEKK (Quelle Cytec, Technichal data Sheet, PEKK Thermoplastic Polymer, Table 3) unter Herausrechnen des Karbonfaseranteils von 23%.

Beispiel 5:

Polyetherimid (PEI) (Ultem 1010, Sabic Innovative Plastics, Bergen op Zoom, Niederlande) wurde mit Polyethylenglykol (PEG; Molekulargewicht (MW) 35 000 D; Clariant, Schweiz) bzw. Polyethylenoxid (PEO: Molekulargewicht (MW) 100 000 D; The Dow Chemical Company, Polyox WSR N10) in einem Verhältnis von 30 Gew.-% PEI zu 70 Gew.-% PEG und/oder PEO zusammen in einem Extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz

Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg, Deutschland) im Schmelzzustand gemischt (Zonentemperatur: 340 °C). Die genauen Verhältnisse sind in Tabelle 9 aufgeführt. Die Mischung wurde nach der Extrusion auf einem Förderband mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 5 °C / Sekunde (s) auf Raumtemperatur abgekühlt und verpackt. Um das PEG bzw. PEO aufzulösen wurde ein Teil der Mischung im Anschluss bei 70 °C in Wasser unter Rühren aufgelöst (10 g in 1500 ml Wasser), in einer Vibrationssiebmaschine (AS200, Maschenweite 300 pm, Fa. Retsch, Haan, Deutschland) gesiebt und das Filtrat < 300 pm mittels eines Büchnertrichters abfiltriert. Der Pulverkuchen wurde noch zweimal mit 1500 ml Wasser in einem Erlenmeyerkolben gewaschen und jeweils im Büchnertrichter abfiltriert um den Überschuss von PEG bzw. PEO zu entfernen. Der Pulverkuchen wurde anschließend bei 60 °C bei 300 mbar für 10 Stunden in einem Vakuumtrockner (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Deutschland) getrocknet. Es wurden Pulver mit Eigenschaften gemäß Tabelle 10 erhalten. Die Bestimmung der Korngrößenverteilung und Sphärizität (SPHT3) erfolgte mit Camsizer XT (Firma Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Deutschland) gemäß DIN ISO 13322-2. mit dem Modul X-Flow in einer Lösung aus Triton X in destilliertem Wasser (3 Massenprozent). Auswertung nach Xarea. Tabelle 10: Anteil PEI und PEG 20 000 bzw. PEG 35 000 und PEO der getesteten Zusammensetzungen sowie Daten zur Korngrößenverteilung und DSC der getrockneten Zusammensetzungen.

Der Gehalt von PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen wurde mittels DSC (DIN EN ISO 1 1357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte anhand der Software STARe 15.0. Die Methode bzw. Daten zur Auswertung sind in Tabelle 11 dargestellt. Der Gehalt des PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen ist in Tabelle 10 benannt.

Tabelle 11 : Detaillierte Beschreibung der DSC-Methode für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowie die Integrationsgrenze und AH _{m PEG} von PEG/PEO zur Bestimmung des PEG/PEO-Gehalts in den Proben von PEI.

Die Methode zur Berechnung des Gehalts an Additiv an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erfolgte gemäß Beschreibung in Beispiel 1 in Segment 6 der DSC- Methode.

Aus Tabelle 10 ist ersichtlich, dass sich die Korngröße in Abhängigkeit der Molmasse an PEG und PEO einstellen lässt. Da PEI schmelzamorph ist, kann kein Schmelzpunkt und kein Kristallisationspunkt ermittelt werden.

Beispiel 6

Lineares Polyphenylensulfid (PPS) (MVR (315 °C, 2,16kg) = 33 cm ³ /10 min) wurde mit Polyethylenglykol (PEG; Molekulargewicht (MW) 20 000 D und/oder 35 000 D; Clariant, Schweiz) bzw. Polyethylenoxid (PEO: Molekulargewicht (MW) 100 000 D; The Dow Chemical Company, Polyox WSR N10) in einem Verhältnis von 30-40 Gew.-% PPS zu 60-70 Gew.-% PEG und/oder PEO zusammen in einem Extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg, Deutschland) im Schmelzzustand gemischt (Zonentemperatur: 290 °C). Die genauen Verhältnisse sind in Tabelle 12 aufgeführt. Die Mischung wurde nach der Extrusion auf einem Förderband mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 4 °C / Sekunde (s) auf Raumtemperatur abgekühlt und verpackt. Um das PEG bzw. PEO aufzulösen wurde ein Teil der Mischung im Anschluss bei 70 °C in Wasser unter Rühren aufgelöst (30 g in 150 ml Wasser), in einer Vibrationssiebmaschine (AS200, Maschenweite 300 pm, Fa. Retsch, Haan, Deutschland) gesiebt und das Filtrat < 300 pm mittels eines Büchnertrichters abfiltriert. Danach wurde der Pulverkuchen zweimal mit 150 ml Wasser in einem Erlenmeyerkolben gewaschen und jeweils im Büchnertrichter abfiltriert, um den Überschuss von PEG bzw. PEO zu entfernen. Der Pulverkuchen wurde anschließend bei 60 °C bei 300 mbar für 10 Stunden in einem Vakuumtrockner (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Deutschland) getrocknet. Es wurden Pulver mit den Eigenschaften gemäß Tabelle 13 erhalten. Die Bestimmung der Korngrößenverteilung und Sphärizität (SPHT3) erfolgte mit Camsizer XT (Firma Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Deutschland) gemäß DIN ISO 13322-2. mit dem Modul X-Flow in einer Lösung aus Triton X in destilliertem Wasser (3 Massenprozent). Auswertung nach Xarea. Tabelle 12: Anteil PPS und PEG 20 000 bzw. PEG 35 000 und PEO der getesteten Zusammensetzungen.

Tabelle 13: Korngrößenverteilung und DSC Messungen der getesteten (getrockneten) Zusammensetzungen.

Der Gehalt von PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen wurde mittels DSC (DIN EN ISO 1 1357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte anhand der Software STARe 15.0. Die Methode bzw. Daten zur Auswertung sind in Tabelle 14 dargestellt. Der Gehalt des PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen ist in Tabelle 13 benannt.

Tabelle 14: Detaillierte Beschreibung der DSC-Methode für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowie die Integrationsgrenze und AH _{m PEG} von PEG/PEO zur Bestimmung des PEG/PEO-Gehalts in den Proben von Polyphenylensulfid.

Methode zur Berechnung des Gehalts an Additiv an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erfolgt gemäß Beschreibung in Beispiel 1 in Segment 6 der DSC- Methode. Die Berechnung des Kristallinitätswertes mittels DSC erfolgt dabei mit 1 12 J/g für theoretisch 100 % kristallines PPS.

Aus Tabelle 13 ist ersichtlich, dass sich die Korngröße in Abhängigkeit der Molmasse an PEG und PEO einstellen läßt. Durch Erhöhung des PPS Anteils von 30 auf 40 Gew.-% lässt sich die Korngröße erhöhen (vgl. PPS-04 und PPS-05), wenn das Anteilsverhältnis des PEG mit einem Molekulargewicht von 20 000 und 35 000 von 1 :1 beibehalten wird.

Beispiel 7:

Ein Polyamid 12 (PA12-16) (Grilamid L16 LM, EMS-Chemie, Schweiz) bzw. ein Polyamid 12 (PA12-20) (Grilamid L20 LM, EMS-Chemie, Schweiz) wurden mit Polyethylenglykol (PEG; Molekulargewicht (MW) 20 000 D Clariant, Schweiz) in einem Verhältnis von 45 Gew.-% PA12-16 zu 55 Gew.-% PEG zusammen in einem Extruder (ZSE 27 MAXX, Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg, Deutschland) im Schmelzzustand gemischt (Zonentemperatur: 260 °C). Die genauen Verhältnisse sind in Tabelle 15 aufgeführt. Die Mischung wurde nach der Extrusion auf einem Förderband mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 4 °C / Sekunde (s) auf Raumtemperatur abgekühlt und verpackt. Um das PEG bzw. PEO aufzulösen wurde ein Teil der Mischung im Anschluss bei 70 °C in Wasser unter Rühren aufgelöst (30 g in 150 ml Wasser), in einer Vibrationssiebmaschine (AS200, Maschenweite 300 pm, Fa. Retsch, Haan, Deutschland) gesiebt und das Filtrat < 300 pm mittels eines Büchnertrichters abfiltriert. Der Pulverkuchen wurde noch zweimal mit 150 ml Wasser in einem Erlenmeyerkolben gewaschen und jeweils im Büchnertrichter abfiltriert, um den Überschuss von PEG zu entfernen. Der Pulverkuchen wurde anschließend bei 60 °C bei 300 mbar für 10 Stunden in einem Vakuumtrockner (Heraeus, VT6130 P, Thermo Fisher Scientific, Deutschland) getrocknet. Es wurden Pulver mit den Eigenschaften gemäß Tabelle 16 erhalten. Die Bestimmung der Korngrößenverteilung und Sphärizität (SPHT3) erfolgte mit Camsizer XT (Firma Retsch Technology, Software Version 6.0.3.1008, Deutschland) gemäß DIN ISO 13322-2. mit dem Modul X-Flow in einer Lösung aus Triton X in destilliertem Wasser (3 Massenprozent). Auswertung nach Xarea.

Tabelle 15: Anteil PA12 und PEG 20000 bzw. PEG 35000 und PEO der getesteten Zusammensetzungen sowie MVR.

Tabelle 16: Korngrößenverteilung und DSC Messungen der getesteten (getrockneten) Zusammensetzungen.

Der Gehalt von PEG bzw. PEO an den getrockneten Zusammensetzungen wurde mittels DSC (DIN EN ISO 1 1357) auf einem DSC Messgerät (Mettler Toledo DSC823) bestimmt. Die Auswertung erfolgte anhand der Software STARe 15.0. Die Methode bzw. Daten zur Auswertung sind in Tabelle 17 dargestellt. Der Gehalt des PEG an den getrockneten Zusammensetzungen ist in Tabelle 16 benannt.

Die Berechnung des Kristallinitätswertes für Polyamid 12 erfolgt mittels DSC aus der Schmelzenthalpie bzw. Kristallisationsenthalpie mit 209,5 J/g für theoretisch 100 % kristallines Polyamid 12.

Tabelle 17: Detaillierte Beschreibung der DSC-Methode für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowie die Integrationsgrenze und AH _{m PEG} von PEG/PEO zur Bestimmung des PEG/PEO-Gehalts in den Probe von PA-12.

Die Methode zur Berechnung des Gehalts an Additiv an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erfolgt gemäß Beschreibung in Beispiel 1. Die PEG/PEO- Schmelzenthalpie wird in Segment 6 der DSC-Methode bestimmt.

Aus Tabelle 16 ist ersichtlich, dass sich die Korngröße in Abhängigkeit der Schmelzviskosität des eingesetzten Polyamids 12 einstellen läßt. Mit höherer Schmelzviskosität, gelichbedeutend mit höherer Molmasse, wird eine geringere Korngrößenverteilung erhalten, wenn mit gleichem PEG-Anteil gearbeitet wird.