Polvamidzusammensetzungen für Polyamid-basierte Schnüre

Die vorliegende Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen auf Basis von Polyamiden mit viskositätserhöhenden Zusätzen, daraus hergestellte Extrudate sowie Monofilamente und deren Verwendungen als Schnüre, Seile oder Taue, bevorzugt Trimmerschnüre oder Mähfäden.

Zum Stutzen von Hecken, Gebüsch, Rasenkanten und anderem Bewuchs in Forst-, Park- oder Gartenanlagen werden bevorzugt Schneidegeräte verwendet, die die Pflanzen mittels eines propellerartig im Kreis rotierenden Nylonfadens beschneiden. Dabei werden an das Material des Fadens hohe Anforderungen bezüglich Zähigkeit und Flexibilität gestellt, gleichzeitig sind jedoch auch hinsichtlich des optischen Erscheinungsbildes und der Haptik eine gleichmäßige Stärke sowie eine glatte Oberfläche des Stranges erforderlich. Etablierte Materialien zur Herstellung von Trimmerschnüren sind Polyamide oder Copolyamide, die als weitere Zusätze Schlagzäh- modifikatoren enthalten können.

Problematisch bei Mähfäden aus Polyamid ist die ausgeprägte Neigung der Schnur, infolge der hohen mechanischen Beanspruchung, am Ende zu spleißen und auszufransen. Trotz der hohen Zähigkeiten der verwendeten Materialien ist dieses Verhalten der entscheidende begrenzende Faktor hinsichtlich der möglichen Einsatzdauer des Fadens. Die mechanische Schädigung einzelner Fasern innerhalb von Polyamid-basierten Tauen und Seilen ist auch ein Problem beim Festmachen von Schiffen.

Bekannt ist, dass die mechanische Belastbarkeit von Polyamid durch Zusatz von Molmassen erhöhenden Additiven gesteigert werden kann. Die Erhöhung der Zähigkeit von Polyamidcompounds durch Zusatz viskositätserhöhender Reagenzien kann bereits während der Polymerisation erfolgen, wie in den folgenden Schriften ausgeführt wird.

DE 4 100 909 Al führt aus, dass ein Zusatz von 0,2 Anteilen 2,6-Dicarboxy-4H-pyran-4-on- diethylester während der Polymerisation von Caprolactam zu einer erhöhten Schmelzeviskosität fuhrt.

In DE 19 859 929 Al wird eine Umsetzung von Caprolactam mit multifunktionalen Aminen und einer Dicarbonsäure mit anschließender Festphasen-Nachkondensation zu einem Produkt mit erhöhter Schmelzeviskosität beschrieben.

Weiterhin werden Verfahren angewendet, bei denen viskositätserhöhende Mittel in der Schmelze eines bereits als Polymer vorliegenden Produktes angewendet werden, wie die folgenden Beispiele zeigen.

JP 60248730 A lehrt den Zusatz von 1% 2,2'-m-Phenylenbis(2-oxazolin)-adipinsäure zu einer Polyamidschmelze und anschließende Verspinnung der Schmelze zu einem Produkt mit erhöhter Molmasse.

DE 10 042 176 Al beschreibt Polyamid-Zusammensetzungen für eine Verarbeitung durch Extrusions-Blasformen, die Bisphenol A basierte Epoxidharze als Viskositätsmodifikator sowie Glasfasern enthalten.

In WO 2001 053382 Al werden Polyamidzusammensetzungen beansprucht, die bis-N-Acyl- bislactame wie Adipoylbiscaprolactam, Isophthaloylbiscaprolactam oder Terephthaloyl- biscaprolactam enthalten und erhöhte relative Viskositäten aufweisen. Die erhaltenen Polymere eignen sich zur Herstellung von Nylonfasern und scheinen keine besonderen Eigenschaften der Monofilamente zu zeigen Vielmehr steht der schnellere Molmassenaufbau im Vergleich zur Festphasen-Nachkondensation im Vordergrund. Als Folge der dadurch möglichen Umgehung einer Temperung sollen weniger oxidative Nebenreaktionen und Verzweigungen auftreten.

JP 60088035 stellt ein Verfahren zur Erhöhung der Viskosität eines aromatischen Copolyamids erhältlich aus 80% AH-SaIz, 10% p-Phenylendiamin und 10% Terephthalsäure durch Dosieren von

1% N,N-Diglycidylhydantoin zur Polymerschmelze bei 280 ⁰ C und anschließender Verspinnung zu

Fasern unter Verstreckung vor. Diese Fasern weisen eine relative Lösungsviskosität von 2,90, ein

Young Modul von 84 g/denier, eine Festigkeit von 9,5 g/denier auf und behalten ihre Festigkeit zu

91 % nach einer Temperung von einer Stunde bei 200 ⁰ C. Für ein entsprechendes herkömmliches PA66 Monofilament werden im Vergleich dazu eine relative Lösungsviskosität von 2,85, ein

Young Modul von 45 g/denier, eine Festigkeit von 9,0 g/denier und ein Erhalt der Festigkeit nach o.g. Temperung von 88% genannt.

WO 96 34909 Al lehrt die Umsetzung von Polyamid 6 in der Schmelze unter Zusatz von N,N'- Terephthaloyl-bislaurolactam und 2,2'-m-Phenylenbis(2-oxazolin), wobei Produkte erhalten werden, die besonders für Extrusions- und Blasformanwendungen geeignet sind. Die beanspruchten Zusammensetzungen sollen weniger Caprolactam im Vergleich zu entsprechend viskosen Polyamiden enthalten, die durch Festphasen-Nachkondensation erhalten werden. Dadurch eignen sich die genannten Materialien vorrangig für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt. Auf eine mögliche Eignung der Produkte zur Monofilextrusion geht die Anmeldung jedoch nicht ein.

Wie WO 98 47940 Al beschreibt, führt der Zusatz von 0,666 Anteilen Carbonyl-bislactam zu einer Polyamid 6-Schmelze unter Kneten bei 240 ⁰ C schon nach 2 Minuten zu einer deutlich erhöhten relativen Viskosität, während die entsprechende Viskosität unter Nachkondensation des Polyamids ohne den genannten Zusatz die entsprechende Viskosität erst nach mehr als 10 Minuten erreicht

wird. Die Verwendung der resultierenden Polyamide zur Verspinnung zu Fasern wird genannt, ohne Prüfwerte der Fasern im Vergleich zu konventionellen Referenzmaterialien anzugeben.

WO 2007 009540 behandelt einen Prozess zur Erhöhung der Viskosität von Polybutylenterephthalat in Lösung, wobei Bislactame, zyklische Aminoether, Siloxane und Thiole als Reagenzien eingesetzt werden. Die erhaltenen Lösungen werden anschließend in einem geeigneten Bad zu Fasern versponnen. Das erhaltene PBT-Monofilament zeichnet sich durch eine Zugfestigkeit aus, die mit 20cN/dtex und einen Zugmodul von 25 N/tex angegeben wird, wobei keine Referenzangaben zu Materialien entsprechend dem Stand der Technik beigefügt sind.

Ein Aufbau der Viskosität von Polyamidschmelze mittels Carbonyl Bislactam und einem Diepoxid wird in EP-A 1 553 122 vorgestellt. Die Reaktion findet während des Extrusionsvorganges statt. Dieses Verfahren zeichnet sich durch einen guten Erhalt der Produktfarbe aus. Die in EP-A 1 553 122 beanspruchten Materialien heben sich von denen gemäß WO 9847940 Al durch eine höhere Bruchfestigkeit der Faser ab, wobei diese Aussage nicht durch Prüfwerte belegt wird.

In EP 1 338 616 Al werden blockierte Diisocyanate beschrieben, die bei Einarbeitung in Polyamidschmelzen zu einer Erhöhung der Viskosität führen. Die Eignung der erfindungsgemäßen Mischungen zur Verspinnung zu Fasern wird genannt, ohne konkretere Beispiele dafür auszuführen.

Die zur Erhöhung der Viskosität eingesetzten Substanzen verbessern die mechanischen Eigenschaften von Monofilamenten, sie können jedoch gleichzeitig die Verstreckbarkeit des extrudierten Stranges zu einem gleichmäßigen Monofilament durch Bildung von vernetzten Gelkörpern und damit verbundenen Dickstellen beeinträchtigen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher die Bereitstellung von Polyamidzusammensetzungen zur Herstellung von spleißfesten Schnüren oder Tauen, die sich gegenüber reinem Polyamid durch eine erhöhte mechanische Festigkeit (Spleißbeständigkeit) auszeichnen und dennoch zu dickstellenfreien Monofilamenten bei der Extrusion verstreckt werden können.

überraschenderweise wurde gefunden, dass ein mit einem viskositätserhöhenden Reagenz compoundiertes Polyamid bei der Extrusion zu einem dickstellenfreien Monofilament verstreckbar ist.

Gegenstand der Erfindung sind deshalb thermoplastische Formmassen enthaltend wenigstens

A) 50 bis 99 Gew.-% eines Polyamides,

B) 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,8 Gew.-% eines multifunktionalen, die Viskosität von Polyamid erhöhenden Reagenzes und

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C) 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 1,0 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 3,0 bis 8,0 Gew.-% eines Elastomermodifikators.

Die erfindungsgemäßen Polyamidzusammensetzungen eignen sich insbesondere zur Extrusion von Monofilamenten für die Herstellung von Tauen und Schnüren sowie wiederum aus den Schnüren herzustellende Trimmerschnüre oder Mähfaden in Rasentrimmern. Als vorteilhaft für die Flexibilität und Haltbarkeit der Trimmerschnur bzw. des Mähfadens ist der Zusatz eines Elastomermodifikators gefunden worden.

Die Erfindung betrifft deshalb bevorzugt thermoplastische Formmassen , enthaltend wenigstens

A) 50 bis 99 Gew.-% eines Polyamides, bevorzugt Polyamid 6, besonders bevorzugt Polyamid 6 mit einer relativen Lösungsviskosität in m-Kresol von 2,0 bis 5,0,

B) 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,8 Gew.-% eines multifünktionalen, die Viskosität von Polyamid erhöhenden Reagenzes, bevorzugt derivatisiert mit Caprolactamgruppen oder Epoxidgruppen und

C) 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 1,0 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 3,0 bis 8,0 Gew.-% eines Elastomermodifikators, bevorzugt basierend auf Olefincopolymeren.

Als Komponente A) enthalten die thermoplastischen Formmassen erfindungsgemäß mindestens ein thermoplastisches Polyamid, bevorzugt Polyamid 6. Besonders bevorzugt eignen sich sowohl Polyamid 6 mit relativen Lösungsviskositäten in m-Kresol von 2,0 bis 5,0, insbesondere bevorzugt Polyamid 6 mit einer relativen Lösungsviskosität in m-Kresol von 2,7 - 4,0, insbesondere besonders bevorzugt von 3,5. Die erfindungsgemäßen Polyamide können nach verschiedenen Verfahren sowie aus unterschiedlichen Bausteinen synthetisiert werden und im speziellen Anwendungsfall allein oder in Kombination mit Verarbeitungshilfsmitteln, Stabilisatoren, polymeren Legierungspartnern (z.B. anderen Polyamidtypen) oder auch Verstärkungsmaterialien (wie z.B. mineralischen Füllstoffen), zu Werkstoffen mit speziell eingestellten Eigenschaftskombinationen ausgerüstet werden. Geeignet sind auch Blends mit Anteilen von anderen Polymeren z.B. von Polyethylen, Polypropylen, ABS, wobei gegebenenfalls ein oder mehrere Kompatibilisatoren eingesetzt werden können.

Zur Herstellung von Polyamiden sind eine Vielzahl von Verfahrensweisen bekannt, wobei je nach gewünschtem Endprodukt unterschiedliche Monomerbausteine, verschiedene Kettenregler zur Einstellung eines angestrebten Molekulargewichtes oder auch Monomere mit reaktiven Gruppen für später beabsichtigte Nachbehandlungen eingesetzt werden.

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Die technisch relevanten Verfahren zur Herstellung von Polyamiden verlaufen meist über die Polykondensation in der Schmelze. In diesem Rahmen wird auch die hydrolytische Polymerisation von Lactamen als Polykondensation verstanden.

Erfindungsgemäß bevorzugte Polyamide sind teilkristalline Polyamide, die ausgehend von Diaminen und Dicarbonsäuren und/oder Lactamen mit wenigstens 5 Ringgliedern oder entsprechenden Aminosäuren hergestellt werden können. Als Edukte kommen bevorzugt aliphatische und/oder aromatische Dicarbonsäuren, besonders bevorzugt Adipinsäure, 2,2,4- Trimethyladipinsäure, 2,4,4-Trimethyladipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, aliphatische und/oder aromatische Diamine, besonders bevorzugt Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, 1,9-Nonandiamin, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethyl- hexamethylendiamin, die Isomeren Diamino-dicyclohexylmethane, Diaminodicyclohexylpropane, Bis-aminomethyl-cyclohexan, Phenylendiamine, Xylylendiamine, Aminocarbonsäuren, insbesondere Aminocapronsäure, oder die entsprechenden Lactame in Betracht. Copolyamide aus mehreren der genannten Monomeren sind eingeschlossen.

Besonders bevorzugt werden Caprolactame, ganz besonders bevorzugt wird ε-Caprolactam eingesetzt.

Insbesondere bevorzugt sind erfindungsgemäß weiterhin die meisten auf PA6, PA66 und andere auf aliphatischen oder/und aromatischen Polyamiden bzw. Copolyamiden basierenden Compounds, bei denen auf eine Polyamidgruppe in der Polymerkette 3 bis 11 Methylengruppen kommen.

Zur Bestimmung der Lösungsviskosität wird eine Lösung von 1% der Polyamidprobe in m-Kresol hergestellt. Zum vollständigen Auflösen des gesamten Polymers wird der Ansatz 6 Stunden bei 75 ⁰ C in einer entsprechend temperierten Schüttelvorrichtung bewegt. Nachdem die Lösung auf 25 ⁰ C abgekühlt ist, wird über eine Gl Glasfritte filtriert.

Die Messung erfolgt mit einem Lauda PV 24 Ubbelohde Viskosimeter. Zur Messung wird eine Kapillare des Typs Nr. 54523 von Schott Instruments GmbH (Mainz) mit einem Kapillarinnendurchmesser von 1,36 mm verwendet. Die Viskosität des reinen Lösungsmittels und die anschließend bestimmte Viskosität der Probenlösung liefern schließlich die relative Lösungsviskosität der Polymerprobe.

Die Komponente B) enthalten die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen als chemisch reaktives Additiv. Es handelt sich um multifunktionale, die Viskosität von Polyamid erhöhende Reagenzien die zwei oder mehrere Polyamid-Kettenmoleküle über Ausbildung von kovalenten Bindungen miteinander verknüpfen und so das mittlere Molekulargewicht des Polyamids erhöhen. Die Reagenzien können bereits selbst ein Oligomer oder auch ein Polymer darstellen. Die

- - multifunktionalen Additive reagieren in der Polyamidschmelze, bevorzugt während der Extrusion. Bei der Verknüpfungsreaktion können sowohl lineare als auch verzweigte Polyamide entstehen. Als Komponente B) werden bevorzugt mit Epoxidgruppen oder mit Caprolactamgruppen derivatisierte Verbindungen eingesetzt. Besonders bevorzugt werden difünktionelle Epoxidharze auf Basis von Bisphenol-A, blockierte aliphatische Polyisocyanate auf Basis von Isophorondiisocyanat, blockierte cycloaliphatische Polyisocyanate oder Carbonylbiscaprolactam eingesetzt.

Die Erfindung betrifft deshalb insbesondere bevorzugt thermoplastische Formmassen, enthaltend wenigstens

A) 50 bis 99 Gew.-% eines Polyamides, bevorzugt Polyamid 6, besonders bevorzugt Polyamid 6 mit einer relativen Lösungsviskosität in m-Kresol von 2,0 bis 5,0,

B) 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,8 Gew.-% difünktionelle Epoxidharze auf Basis von Bisphenol-A, blockierte aliphatische Polyisocyanate auf Basis von Isophorondiisocyanat, blockierte cycloaliphatische Polyisocyanate oder Carbonylbiscaprolactam und

C) 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 1,0 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 3,0 bis 8,0 Gew.-% eines Elastomermodifikators, bevorzugt basierend auf Olefincopolymeren.

Die Erfindung betrifft deshalb insbesondere ganz besonders bevorzugt thermoplastische Formmassen, enthaltend wenigstens

A) 50 bis 99 Gew.-% eines Polyamides, bevorzugt Polyamid 6, besonders bevorzugt Polyamid 6 mit einer relativen Lösungsviskosität in m-Kresol von 2,0 bis 5,0,

B) 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,8 Gew.-% blockierte aliphatische Polyisocyanate auf Basis von Isophorondiisocyanat oder blockierte cycloaliphatische Polyisocyanate und

C) 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 1,0 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 3,0 bis 8,0 Gew.-% eines Elastomermodifikators, bevorzugt basierend auf Olefincopolymeren.

Der Elastomermodifikator als Komponente C) wird den erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen zur Erhöhung der Schlagzähigkeit zugesetzt. Bei diesen Elastomermodifikatoren handelt es sich bevorzugt um Copolymerisate aufgebaut aus mindestens zwei Monomeren der Reihe Ethylen, Propylen, Butadien, Isobuten, Isopren, Chloropren, Vinylacetat, Styrol, Acrylnitril oder Acryl- bzw. Methacrylsaeureester mit 1 bis 18 C-Atomen in der Alkoholkomponente. Die Copolymerisate können gegebenenfalls kompatibilisierende Gruppen wie beispielsweise

Maleinsaeureanhydrid oder Epoxid enthalten. Als Komponente C) wird insbesondere bevorzugt ein Maleinsäureanhydrid-funktionalisiertes, elastomeres Ethylencopolymer eingesetzt.

In einer bevorzugten Ausführungsform können die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen zusätzlich zu den Komponenten A), B) und C) noch

D) 0,01 bis 10,0 Gew.%, bevorzugt 0,1 bis 5,0 Gew.% weitere Additive enthalten. Weitere Additive der Komponente D) sind bevorzugt Stabilisatoren, besonders bevorzugt UV- Stabilisatoren, Thermostabilisatoren, Gammastrahlenstabilisatoren, Hydrolysestabilisatoren, sowie Antistatika, Emulgatoren, Nukleierungsmittel, Weichmacher, Verarbeitungshilfsmittel, Farbstoffe oder Pigmente. Die genannten und weitere geeignete Additive sind zum Beispiel beschrieben im Plastics Additives Handbook, 5th Edition, Hanser- Verlag, München, 2001, Seiten 80-84, 546-547, 688, 872-874, 938, 966. Die Additive können alleine oder in Mischung bzw. in Form von Masterbatchen eingesetzt werden.

Erfϊndungsgemäß bevorzugte Stabilisatoren sind sterisch gehinderte Phenole und/oder Phosphite, Hydrochinone, aromatische sekundäre Amine wie Diphenylamine, substituierte Resorcine, Salicylate, Benzotriazole und Benzophenone, sowie verschieden substituierte Vertreter dieser Gruppen und/oder deren Mischungen.

Als UV-Stabilisatoren werden bevorzugt verschiedene substituierte Resorcine, Salicylate, Benzotriazole oder Benzophenone eingesetzt.

Bevorzugt einzusetzende Farbstoffe oder Pigmente können anorganische Pigmente, besonders bevorzugt Titandioxid, Ultramarinblau, Eisenoxid, Zinksulfid oder Russ, sowie organische Pigmente, besonders bevorzugt Phthalocyanine, Chinacridone, Perylene sowie Farbstoffe, wie Nigrosin und Anthrachinone als Farbmittel sowie andere Farbmittel sein.

Als Nukleierungsmittel werden bevorzugt Natrium- oder Calciumphenylphosphinat, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid oder Talkum, insbesondere bevorzugt Talkum eingesetzt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen zusätzlich zu den Komponenten A), B), C) und gegebenenfalls D) oder anstelle der Komponente D) noch

E) 0,01 bis 5,0 Gew.%, bevorzugt 0,05 bis 1,0 Gew.% Gleit- und/oder Entformungsmittel enthalten. Bevorzugte Gleit und/oder Entformungsmittel sind langkettige Fettsäuren (z.B. Stearinsäure), deren Salze (z.B. Ca- oder Zn-Stearat) sowie deren Esterderivate oder

Amidderivate (z.B. Ethylen-bis-stearylamid), Montanwachse (z.B. Ester von Montansäuren mit Ethylenglycol) sowie niedermolekulare Polyethylen- bzw. Polypropylenwachse.

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Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Gleit- und/oder Entformungsmittel sind aus der Gruppe der Ester oder Amide gesättigter oder ungesättigter aliphatischer Carbonsäuren mit 8 bis 40 C-Atomen mit aliphatischen gesättigten Alkoholen oder Aminen mit 2 bis 40 C- Atomen enthalten.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen enthaltend wenigstens

A) Polyamid 6 oder Polyamid 66

B) difunktionelle Epoxidharze auf Basis von Bisphenol-A, blockierte aliphatische Polyisocyanate auf Basis von Isophorondiisocyanat, blockierte cycloaliphatische Polyisocyanate oder Carbonylbiscaprolactam und

C) Maleinsäureanhydrid-funktionalisiertes, elastomeres Ethylencopolymer

Insbesondere bevorzugt sind thermoplastische Formmassen enthaltend

A) Polyamid 6

B) difunktionelle Epoxidharze auf Basis von Bisphenol-A,

C) Maleinsäureanhydrid-funktionalisiertes, elastomeres Ethylencopolymer

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung der thermoplastischen Formmassen enthaltend wenigstens

A) 50 bis 99 Gew.-%, eines Polyamides, bevorzugt Polyamid 6

B) 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,8 Gew.-% eines multifunktionalen, die Viskosität von Polyamid erhöhenden Reagenzes und

C) 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 1,0 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 3,0 bis 8,0 Gew.-% eines Elastomermodifikators zur Herstellung von Monofilamenten.

Die vorliegende Erfindung betrifft aber auchdie Monofilamente erhältlich durch überführen der oben beschriebenen thermoplastischen Formmassen in Granulat, Trocknen dieses oder eines zuvor zu bereitenden Granulatgemisches mindestens 6 Wochen bei 80 ⁰ C bis zu einer Feuchte von maximal 0,04 %, anschließend Aufschmelzen des Granulats in einem Einwellenextruder und Abspinnen der Schmelze.

Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem das Verarbeiten der Monofilamente zu Tauen oder Schnüren, bevorzugt zu Timmerschnüren oder Mähfäden, was nach den für den Fachmann bekannten Methoden erfolgt.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung dieser Taue oder Schnüre zum Verschnüren von Pressballen beispielsweise aus Rohstoffen, bevorzugt Baumwolle, Kleidung, Papier, Altpapier, zum Befestigen oder Transportieren großer Gegenstände bis zu Schiffen sowie die

Konfektionierung von Schnüren zu Trimmerschnüren oder Mähfäden zum Einsatz in Geräten zum

Beschnitt von Blumen, Stauden, Büschen, Hecken, Bäumen, Rasen oder weiteren kultivierten oder natürlich vorkommenden Pflanzen, Trimmerschnur oder Mähdrähten, zu Abspanndraht für Zäune in Wein- und Obstanbau, zu Grundgewebe für Filtrationen, Papiermaschinenbespannungen,

Transportbänder oder als Armierung für Kautschuk.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen erfolgt nach bekannten Verfahren durch Mischen der Komponenten in der Polymerschmelze. Das Mischen der Komponenten erfolgt in den entsprechenden Gewichtsanteilen. Vorzugsweise geschieht das Mischen (Compoundieren) der Komponenten bei Temperaturen von 220 bis 360 ⁰ C durch gemeinsames Vermengen, Vermischen, Kneten, Extrudieren oder Verwalzen der Komponenten, besonders bevorzugt durch Compoundieren auf einem gegenläufigen Zweiwellenextruder oder Buss-Kneter. Es kann vorteilhaft sein, einzelne Komponenten vorzumischen. Die so hergestellten Formmassen können durch Extrudieren oder zu Granulat weiterverarbeitet werden. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, Formteile oder Halbzeuge aus einer bei Raumtemperatur (bevorzugt 0 bis 40 ⁰ C) hergestellten physikalischen Mischung (Dryblend) vorgemischter Komponenten und/oder einzelner Komponenten z.B. in Form von Granulatmischungen direkt auf der Extrusionsanlage für das Halbzeug oder Monofil, z.B. auf einem Einwellenextruder, herzustellen. Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb auch ein Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Formmassen enthaltend

A) 50 bis 99 Gew.-% eines Polyamides,

B) 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,8 Gew.-% eines multifunktionalen, die Viskosität von Polyamid erhöhenden Reagenzes und

C) 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 1,0 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 3,0 bis 8,0 Gew.-% eines Elastomermodifikators dadurch gekennzeichnet, dass man

die Komponenten in den entsprechenden Gewichtsanteilen mischt indem man sie gemeinsam compoundiert oder indem man entsprechende Zusammensetzungen durch

Mischen von separat für sich compoundierten Vorprodukten in Form von Granulatgemischen (Dryblends) der weiteren Verarbeitung durch Extrusion zufuhrt.

Gegebenenfalls können die auf diese Weise erhaltenen Zusammensetzungen zwecks einfacher Handhabung durch nochmaliges Extrudieren zu einem homogenen Granulat weiter verarbeitet werden.

Die oben genannten bevorzugten Ausführungsformen gelten ebenso für das erfindungsgemäße Verfahren. Mischen im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet auch vermengen, kneten, extrudieren oder walzen. Mischen bedeutet weiterhin auch das physikalische Zusammenbringen und Durchmischen von Granulaten Unterschiedlicherzusammensetzung zu einer resultierenden gesamten Zusammensetzung, die einer durch Mischen in der Schmelze erhaltenen und zu Granulaten einheitlicher Beschaffenheit aufgearbeiteten Zusammensetzung in Summe entsprechen kann.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Herstellung von Monofilamenten aus den erfindungsgemäß herzustellenden Granulaten oder den hinsichtlich der gesamten Zusammensetzung entsprechenden Granulatgemischen. Hierzu wird das Granulat oder Granulatgemisch mindestens 6 Wochen bei 80 ⁰ C getrocknet, bis eine Feuchte von maximal 0,04 % erreicht wird. Anschließend wird das Granulat in einem Einwellenextruder, z.B. Reiffenhäuser 90 mit dynamischen Mischelementen aufgeschmolzen. Das Abspinnen der Schmelze erfolgt wie beispielsweise in „Hensen-Knappe-Potente, Kunststoff-Extrusionstechnik II, Extrusionsanlagen, Hanser- Verlag" Seiten 295 - 319 beschrieben. Abschließend werden die Monofilamente auf Spulen aufgewickelt und konfektioniert. Die erfindungsgemäßen Monofilamente können dann wie oben bereits beschrieben zu Schnüren verarbeitet und insbesondere als Trimmerschnüre in Rasentrimmern eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft aber auch die Verwendung von multifunktionalen, die Viskosität von Polyamid erhöhenden Reagenzien der Komponente B), bevorzugt von difunktionellen Epoxidharzen auf Basis von Bisphenol-A, blockierten aliphatischen Polyisocyanaten auf Basis von Isophorondiisocyanat, blockierten cycloaliphatischen Polyisocyanaten oder Carbonylbiscaprolactam zur Erhöhung der Spleißbeständigkeit von Schnüren insbesondere von Trimmerschnüren oder Mähfäden.

Beispiele

Zum Nachweis der erfindungsgemäß beschriebenen Verbesserungen wurden zunächst durch

Compoundierung entsprechende Polyamid-Formmassen angefertigt. Die einzelnen Komponenten wurden in einem Zweiwellenextruder des Typs ZSK 32 Compounder der Firma Coperion Werner & Pfleiderer (Stuttgart, Deutschland) bei Temperaturen zwischen 260 und 290 ⁰ C gemischt, als

Strang in ein Wasserbad ausgetragen, bis zur Granulierfähigkeit abgekühlt und granuliert (Tab. 1).

Alternativ wurden die Inhaltsstoffe in entsprechenden Mengenverhältnissen in Form von auf

Polyamid basierenden vorgefertigten Granulaten (Masterbatchen) und reinem Polyamid als

Granulatmischung (Dryblend) zusammengebracht und in derselben Weise wie die homogen compoundierten Granulate getrocknet und weiterverarbeitet (Tab. 2).

Nach dem Trocknen bei 80 ⁰ C bis zu einer Feuchte von maximal 0,04% erfolgte die Verarbeitung des Granulates auf einem Reiffenhäuser 90 Einwellenextruder mit dynamischen Mischelementen (3DD-Mischer) zu Monofilamenten. Die folgenden Zusammensetzungen wurden nach der oben beschriebenen Weise verarbeitet.

Die erhaltenen Monofilamente wurden anschließend hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften geprüft. Dazu wurden die Festigkeit und die Höchstzugkraft Dehnung nach DIN EN 13895 bestimmt. Der Schlagtest wurde ausgeführt (siehe Fig.l), indem ein Monofilamentstück 1 von 12 cm Länge an einem Ende so an einer drehenden Stange 2 angebracht wurde, dass das freie Ende bei jeder Umdrehung auf eine fix stehende zweite Stange 3 oder Stein schlug. Bevorzugt wurde ein Stein zum Aufschlagen eingesetzt. Bei einer Drehzahl von 10000 Umdrehungen pro Minute wurde das Monofilamentende 30 Sekunden lang gegen den Schlagkörper geprallt und anschließend die noch verbliebene Länge vermessen. Je länger das verbliebene Reststück noch war, desto mechanisch beständiger war das Monofilament. Zusätzlich wurde auch die Beschaffenheit des freien Endes nach dem Versuch (Verschleißbild) bewertet. Ein gleichmäßiger Verschleiß bedeutet eine höhere Qualität des Monofilaments.

Zur Bestimmung der Flex-Number oder Knickbruchzahl wurde ein Monofilamentstück an jeweils beiden Enden in unabhängig bewegbare Haltevorrichtungen eingespannt, die das Monofilament durch eine Pleuelvorrichtung (siehe Fig. 2, Apparat zur der Bestimmung der Knickbruchzahl (Flex Number)) abwechselnd in entgegengesetzter Richtung im rechten Winkel umknickten. Die Anzahl der Knickvorgänge bis zum Durchbrechen des Monofilamente s wurde über ein automatisches Zählwerk bestimmt. Die Messung wurde 6 Mal durchgeführt und der Mittelwert gebildet.

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Tab. 1: Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen als homogene Compounds.

Tab. 2: Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen in Form von Granulatgemischen (Dryblends).

Verwendete Materialien:

Thermoplast, z.B. Polyamid 6, linear, mit einer relativen Lösungsviskösität einer l%igen Lösung in m-Kresol von 3,1 oder 3,5

Reaktives Additiv, z.B. Araldit ^® GY 764 von Huntsman, Allinco ^® CBC von DSM, Crelan ^® UI oder Crelan ^® NI-2 von Bayer Material Science

Schlagzähmodifikator, z.B. Exxelor ^® VA 1801 von Exxon Mobil

Wachs, z.B. Licowax ^® E Flakes von Clariant GmbH