DE69513394T2 - Thermoplastic elastomer reinforced with fine fibers and process for its production - Google Patents
Thermoplastic elastomer reinforced with fine fibers and process for its productionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine mit feinen Fasern verstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung, ein mit feinen Fasern verstärktes elastisches Material und ein Verfahren zur Herstellung des elastischen Materials.The invention relates to a fine fiber-reinforced thermoplastic elastomer composition, a process for producing the thermoplastic elastomer composition, an elastic material reinforced with fine fibers and a process for producing the elastic material.
Im einzelnen betrifft die Erfindung eine mit feinen Fasern verstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung, wobei eine Matrix, welche eine elastische Komponente und eine Polyolefin- Komponente umfaßt, durch eine feinfaserige Polyamid-Komponente verstärkt ist, ein Verfahren zur Herstellung der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung mit hoher Effizienz, ein mit feinen Fasern verstärktes elastisches Material, welches die thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung und eine zusätzliche elastische Komponente umfaßt und einen vorzüglichen Elastizitätsmodul, vorzügliche Zugfestigkeit und Verarbeitbarkeit aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung des elastischen Materials.More particularly, the invention relates to a fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition, wherein a matrix comprising an elastic component and a polyolefin component is reinforced by a fine fiber polyamide component, a process for producing the thermoplastic elastomer composition with high efficiency, a A fine fiber reinforced elastic material comprising the thermoplastic elastomer composition and an additional elastic component and having excellent elastic modulus, tensile strength and processability, and a method for producing the elastic material.
Die feinfaserverstärkte Elastomer-Zusammensetzung und das feinfaserverstärkte elastische Material eignen sich zur Herstellung von Außenteilen für Reifen, z. B. für die Lauffläche und Seitenwand, von Reifeninnenteilen, z. B. für Karkasse, Flechtrand, Gürtel und Wulst, und von industriellen Erzeugnissen, beispielsweise für Schläuche, Bänder und Riemen, Gummiwalzen und Gummiraupenbänder.The fine fiber reinforced elastomer composition and the fine fiber reinforced elastic material are suitable for the production of external parts for tires, e.g. for the tread and sidewall, of internal parts for tires, e.g. for the carcass, braided edge, belt and bead, and of industrial products, e.g. for hoses, belts and straps, rubber rollers and rubber crawler belts.
Bekanntlich haben Polyolefinharzmaterialien, wie Polypropylen- und Ethylen-Propylen-Copolymer-Materialien, zur Herstellung von Stoßfängern und Innenausstattungsteilen für Kraftfahrzeuge und von Gehäusen und Teilen für elektrische Haushaltsgeräte breite Verwendung gefunden.As is known, polyolefin resin materials such as polypropylene and ethylene-propylene copolymer materials have been widely used for manufacturing bumpers and interior trim parts for automobiles and casings and parts for household electrical appliances.
Bei den meisten dieser Polyolefinharzmaterialien ist ein elastisches Polymer beigemischt, wie etwa EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer), um ihre Schlagzähigkeit zu verbessern.Most of these polyolefin resin materials have an elastic polymer, such as EPDM (ethylene propylene diene terpolymer), mixed in to improve their impact resistance.
So offenbart beispielsweise die japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 01-104 636 eine Polymer-Zusammensetzung, welche ein Polypropylenharz und einen Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuk umfaßt, die durch Pfropfung mit einem organischen kurzfaserigen Material unter Verwendung eines Kopplungsagens verbunden sind.For example, Japanese Patent Application Laid-Open (Kokai) No. 01-104636 discloses a polymer composition comprising a polypropylene resin and an ethylene-propylene copolymer rubber grafted to an organic short-fiber material using a coupling agent.
Ferner offenbart die japanische Auslegeschrift (Kokoku) Nr. 02-248 448 eine thermoplastische Harzzusammensetzung, welche ein thermoplastisches Harz und eine Mischung aus einem chlorierten Polyethylen mit kurzfaserigem Polyamid umfaßt.Furthermore, Japanese Laid-Open Patent Application (Kokoku) No. 02-248448 discloses a thermoplastic resin composition comprising a thermoplastic resin and a blend of a chlorinated polyethylene with short-fiber polyamide.
Weiter offenbart die japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 2-251 550 eine faserverstärkte Zusammensetzung, die chloriertes Polyethylen und ein Polyamid umfaßt, welches in Form von feinen Fasern vorliegt und in dem chlorierten Polyethylen dispergiert ist.Further, Japanese Patent Laid-Open (Kokai) No. 2-251550 discloses a fiber-reinforced composition comprising chlorinated polyethylene and a polyamide which is in the form of fine fibers and dispersed in the chlorinated polyethylene.
Herkömmliche faserverstärkte elastomere Materialien umfassen eine Zusammensetzung, welche Kurzfasern beinhaltet, die in einem vulkanisierbaren Kautschukmaterial, z. B. Naturkautschuk- Polyisopren, Polybutadien-Kautschuk oder Ethylen-Propylen- Copolymer-Kautschuken, dispergiert sind, um dessen Elastizitätsmodul und mechanische Festigkeit zu verbessern. Die herkömmlichen faserverstärkten elastomeren Materialien werden dadurch hergestellt, daß ein elastomeres Material mit kurzen Fasern, welche solche aus Nylon, Polyester oder wasserunlöslich gemachtem Polyvinylalkohol einschließen, vermischt wird und fakultativ die Mischung vulkanisiert wird.Conventional fiber-reinforced elastomeric materials comprise a composition containing short fibers dispersed in a vulcanizable rubber material, e.g., natural rubber-polyisoprene, polybutadiene rubber, or ethylene-propylene copolymer rubbers, to improve its elastic modulus and mechanical strength. The conventional fiber-reinforced elastomeric materials are prepared by blending an elastomeric material with short fibers including those of nylon, polyester, or water-insolubilized polyvinyl alcohol and optionally vulcanizing the blend.
Die herkömmlichen faserverstärkten Elastomermaterialien, welche nach der obenerwähnten Methode erzeugt werden, zeigen sich in bezug auf mechanische Festigkeit und Dehnung unzulänglich, wenn sie als Werkstoff zur Herstellung von Kfz-Reifen eingesetzt werden. Es besteht folglich Bedarf an einem neuen faserverstärkten elastomeren Material, welches verbesserte mechanische Festigkeits- und Dehnungseigenschaften aufweist.The conventional fiber-reinforced elastomer materials produced by the above-mentioned method are found to be inadequate in terms of mechanical strength and elongation when used as a material for manufacturing automobile tires. There is therefore a need for a new fiber-reinforced elastomer material which has improved mechanical strength and elongation properties.
Als Reaktion auf diesen Bedarf ist versucht worden, ein verbessertes elastomeres Material bereitzustellen, welches unter Ver wendung von feinen, kurzen Fasern, z. B. Nylonfasern, welche eine durchschnittliche Dicke von weniger als 1 um aufweisen, verstärkt ist. Ein faserverstärktes elastomeres Material dieser Art kann durch folgendes Vorgehen gewonnen werden: Schmelzkneten einer Mischung aus einem vulkanisierbaren Kautschukmaterial, einem Kunststoff vom Typ Nylon und einem Bindemittel bei einer Temperatur, welche gleich der Schmelztemperatur dies Nylon-Kunststoffes ist oder höher ist als diese, Extrudieren der gekneteten Schmelze durch eine Extrusionsdüse bei einer Temperatur, welche gleich der Schmelztemperatur des Nylon- Kunststoffes ist oder höher ist als diese, um einen Faden zu bilden, und Strecken oder Preßwalzen des Fadens. Fakultativ wird der Mischung außerdem ein Vulkanisationsmittel beigemischt, um das gestreckte oder preßgewalzte Material zu vulkanisieren. Diese Art von Verfahren ist in der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 58-79037 offenbart, wobei ein Vorkondensat eines Alkylphenol-Formaldehydharzes vom Resol-Typ als Bindemittel verwendet wird, oder in der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 59-43 041, die ein Vorkondensat eines Alkylphenol-Formaldehydharzes vom Novolak-Typ als Bindemittel verwendet, oder in der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 63-81 137, worin ein Silan-Haftvermittler als Bindemittel benutzt wird.In response to this need, attempts have been made to provide an improved elastomeric material which, under using fine, short fibers, e.g. nylon fibers, which have an average thickness of less than 1 µm. A fiber-reinforced elastomeric material of this type can be obtained by the following procedure: melt-kneading a mixture of a vulcanizable rubber material, a nylon-type resin and a binder at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the nylon resin, extruding the kneaded melt through an extrusion die at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the nylon resin to form a thread, and stretching or press-rolling the thread. Optionally, a vulcanizing agent is also added to the mixture to vulcanize the stretched or press-rolled material. This type of method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open (Kokai) No. 58-79037, wherein a precondensate of a resol type alkylphenol-formaldehyde resin is used as a binder, or in Japanese Patent Laid-Open (Kokai) No. 59-43041, which uses a precondensate of a novolak type alkylphenol-formaldehyde resin as a binder, or in Japanese Patent Laid-Open (Kokai) No. 63-81137, wherein a silane coupling agent is used as a binder.
Bei den herkömmlichen elastomeren Materialien ist es bekanntlich so, daß, wenn ein elastisches Polymer in das Polyolefinharz eingemischt wird, das resultierende Mischungsmaterial eine reduzierte Steifigkeit und mechanische Festigkeit, eine herabgesetzte Fließ- oder Streckspannung und einen verminderten Kriechwiderstand zeigt. Um die Herabsetzung der Steifheit, mechanischen Festigkeit, Streckspannung und Kriechbeständigkeit zu verhindern, mischt man - neben dem elastischen Polymer - Glasfasern und/oder einen anorganischen Füllstoff in das Poly olefinharz ein. Allerdings führt ein erhöhter Anteil der Glasfasern oder des anorganischen Füllstoffs dazu, daß der resultierende Formartikel ein unschönes Erscheinungsbild und ein erhöhtes spezifisches Gewicht zeigt. Allgemein ist bei den herkömmlichen faserverstärkten Elastomer-Zusammensetzungen vorteilig, daß sie nicht nur eine hervorragende Zugfestigkeit und einen hervorragenden Elastizitätsmodul aufweisen, sondern auch eine hohe Reißfestigkeit und hohe Dehnung besitzen. Die herkömmliche faserverstärkte Elastomer-Zusammensetzung hat aber den Nachteil, daß, weil die feinen Fasern, z. B. feine Nylonfasern, in einer elastischen Matrix dispergiert sind, die resultierende Zusammensetzung schwer zu granulieren ist und deshalb nur in Form eines flächigen oder derbstückigen Materials hergestellt werden kann. Ferner ist die herkömmliche faserverstärkte Elastomer-Zusammensetzung mit dem Nachteil behaftet, daß, wenn die verstärkenden Fasern, z. B. Nylonfasern, in großen Mengen zugemischt werden, die resultierende Zusammensetzung zu steif ausfällt.In conventional elastomeric materials, it is known that when an elastic polymer is mixed into the polyolefin resin, the resulting blend material exhibits reduced rigidity and mechanical strength, reduced yield stress and reduced creep resistance. In order to prevent the reduction in rigidity, mechanical strength, yield stress and creep resistance, glass fibers and/or an inorganic filler are mixed into the poly olefin resin. However, an increased proportion of the glass fibers or the inorganic filler causes the resulting molded article to have an unsightly appearance and an increased specific gravity. In general, the conventional fiber-reinforced elastomer compositions have advantages in that they not only have excellent tensile strength and elastic modulus but also have high tear strength and high elongation. However, the conventional fiber-reinforced elastomer composition has a disadvantage that because the fine fibers, e.g., fine nylon fibers, are dispersed in an elastic matrix, the resulting composition is difficult to granulate and therefore can only be produced in the form of a sheet or coarse material. Furthermore, the conventional fiber-reinforced elastomer composition has a disadvantage that when the reinforcing fibers, e.g., nylon fibers, are mixed in large amounts, the resulting composition is too rigid.
Als Folge der obenerwähnten Nachteile muß die herkömmliche Elastomer-Zusammensetzung manuell zerteilt werden, wenn ihr ein zusätzliches vulkanisierbares elastisches Material und/oder ein Vulkanisationsmittel beigemischt wird. Auch gestaltet es sich in manchen Fällen schwierig, die Verstärkungsfasern und das zusätzliche vulkanisierbare elastische Material gleichmäßig in der Elastomer-Zusammensetzung zu dispergieren. Um diesen Nachteilen zu begegnen, bedarf es der Verlängerung der Dauer der Schmelzknetbehandlung oder des Einmischens eines zusätzlichen vulkanisierbaren elastomeren Materials oder eines anderen Additivs in die elastomere Zusammensetzung, nachdem die Elastomer- Zusammensetzung durch Erhitzen erweicht wurde. Diese Notwendigkeit hat einen Produktivitätsabfall der faserverstärkten Ela stomer-Zusammensetzung und eine Erhöhung der Produktionskosten zur Folge.As a result of the above-mentioned disadvantages, the conventional elastomer composition must be manually divided when an additional vulcanizable elastic material and/or a vulcanizing agent is mixed therein. Also, in some cases, it is difficult to uniformly disperse the reinforcing fibers and the additional vulcanizable elastic material in the elastomer composition. To overcome these disadvantages, it is necessary to prolong the time of the melt-kneading treatment or to mix an additional vulcanizable elastomer material or other additive into the elastomer composition after the elastomer composition is softened by heating. This necessity has caused a decrease in the productivity of the fiber-reinforced elastomer composition. stomer composition and an increase in production costs.
Die herkömmliche faserverstärkte Elastomer-Zusammensetzung ist insofern vorteilig, als sie einen hohen Elastizitätsmodul und hohe Ermüdungsbeständigkeit in Orientierungsrichtung der verstärkenden Fasern zeigt. Die herkömmliche faserverstärkte Elastomer-Zusammensetzung hat aber den Nachteil, daß der Elastizitätsmodul und die Ermüdungsbeständigkeit im senkrecht zur Orientierungsrichtung der Verstärkungsfasern liegenden Richtungsverlauf merklich gering sind.The conventional fiber-reinforced elastomer composition is advantageous in that it exhibits a high elastic modulus and high fatigue resistance in the orientation direction of the reinforcing fibers. However, the conventional fiber-reinforced elastomer composition has the disadvantage that the elastic modulus and the fatigue resistance in the direction perpendicular to the orientation direction of the reinforcing fibers are noticeably low.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt in der Bereitstellung einer mit feinen Fasern verstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung mit verbesserter Schlagzähigkeit, Steifigkeit, mechanischer Festigkeit, Kriechbeständigkeit und mit einem geringen spezifischen Gewicht; eines Verfahrens zur Herstellung der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung; eines mit feinen Fasern verstärkten elastischen Materials, welches die thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung umfaßt; und eines Verfahrens zur Herstellung des elastischen Materials.An object of the invention is to provide a fine fiber-reinforced thermoplastic elastomer composition having improved impact resistance, rigidity, mechanical strength, creep resistance and a low specific gravity; a process for producing the thermoplastic elastomer composition; a fine fiber-reinforced elastic material comprising the thermoplastic elastomer composition; and a process for producing the elastic material.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer mit feinen Fasern verstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung, die sich mit hoher Produktivität bei geringen Kosten herstellen läßt und die einen ausgezeichneten Elastizitätsmodul und Ermüdungswiderstand aufweist, und zwar nicht nur in dem Richtungsverlauf, der parallel zur Orientierungsrichtung der Verstärkungsfasern liegt, sondern auch in dem Richtungsver lauf, der senkrecht oder quer zur Orientierungsrichtung der verstärkenden Fasern liegt; eines Verfahrens zur Herstellung der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung; eines mit feinen Fasern verstärkten elastischen Materials, welches die thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung umfaßt; und eines Verfahrens zur Herstellung des elastischen Materials.Another object of the invention is to provide a fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition which can be produced with high productivity at low cost and which has excellent elastic modulus and fatigue resistance not only in the direction parallel to the direction of orientation of the reinforcing fibers but also in the direction perpendicular or transverse to the orientation direction of the reinforcing fibers; a process for producing the thermoplastic elastomer composition; a fine fiber-reinforced elastic material comprising the thermoplastic elastomer composition; and a process for producing the elastic material.
Die erfindungsgemäße feinfaserverstärkte Elastomer-Zusammensetzung umfaßt:The fine fiber reinforced elastomer composition according to the invention comprises:
(a) 100 Gewichtsteile einer elastischen Komponente, welche mindestens ein elastisches Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von 0ºC oder niedriger aufweist;(a) 100 parts by weight of an elastic component comprising at least one elastic polymer having a glass transition temperature of 0ºC or lower;
(b) 30 bis 500 Gewichtsteile einer Polyolefin-Komponente, welche mindestens ein Polyolefin umfaßt; und(b) 30 to 500 parts by weight of a polyolefin component, which comprises at least one polyolefin; and
(c) 10 bis 500 Gewichtsteile einer Polyamid-Komponente, welche mindestens ein thermoplastisches Amidpolymer mit Amidgruppen-haltigen Struktureinheiten umfaßt, wobei(c) 10 to 500 parts by weight of a polyamide component which comprises at least one thermoplastic amide polymer with amide group-containing structural units, wherein
(i) die elastische Komponente (a) und die Polyolefin- Komponente (b) in Form einer Matrix vorliegen und wobei in der Matrix die elastische Komponente (a) in Form von einer Mehrzahl von Inseln in einem See, der von der Polyolefin-Komponente (b) gebildet ist, vorliegt;(i) the elastic component (a) and the polyolefin component (b) are in the form of a matrix and wherein in the matrix the elastic component (a) is in the form of a plurality of islands in a lake formed by the polyolefin component (b);
(ii) die Polyamid-Komponente (c) in Form von feinen Fasern und in der Matrix dispergiert vorliegt; und(ii) the polyamide component (c) is in the form of fine fibres and dispersed in the matrix; and
(iii) die elastische Komponente (a), die Polyolefin-Komponente (b) und die Polyamid-Komponente (c) über mindestens ein Bindemittel (d) chemisch aneinander gebunden sind.(iii) the elastic component (a), the polyolefin component (b) and the polyamide component (c) are chemically bonded to one another via at least one binder (d).
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung umfaßt die Schritte:The process according to the invention for producing a fine fiber-reinforced thermoplastic elastomer composition comprises the steps:
(1) Schmelzkneten einer Mischung, welche umfaßt:(1) Melt-kneading a mixture comprising:
(a) 100 Gewichtsteile einer elastischen Komponente, welche mindestens ein elastisches Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von 0ºC oder niedriger aufweist; (b) 30 bis 500 Gewichtsteile einer Polyolefin-Komponente, welche mindestens ein Polyolefin umfaßt; und (d) ein Bindemittel, und zwar bei einer Temperatur, welche gleich der Schmelztemperatur der Mischung ist oder höher ist als diese, um eine Matrixmischung bereitzustellen, in der die elastische Komponente (a) in Form einer Mehrzahl von Inseln in einem von der Polyolefin-Komponente (b) gebildeten See dispergiert ist;(a) 100 parts by weight of an elastic component comprising at least one elastic polymer having a glass transition temperature of 0°C or lower; (b) 30 to 500 parts by weight of a polyolefin component comprising at least one polyolefin; and (d) a binder, at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the mixture to provide a matrix mixture in which the elastic component (a) is dispersed in the form of a plurality of islands in a lake formed by the polyolefin component (b);
(2) weiteres Kneten der Matrixmischung zusammen mit (c) 10 bis 500 Gewichtsteilen einer Polyamid-Komponente, welche mindestens ein thermoplastisches Amidpolymer mit Amidgruppenhaltigen Struktureinheiten umfaßt, und zwar bei einer Temperatur, welche gleich der Schmelztemperatur der Polyamid- Komponente (c) ist oder höher ist als diese, um eine vorläufige Zusammensetzung zu schaffen, wobei die Polyamid- Komponente (c) in Form von feinen Partikeln in der Matrixmischung dispergiert ist; und(2) further kneading the matrix mixture together with (c) 10 to 500 parts by weight of a polyamide component comprising at least one thermoplastic amide polymer having amide group-containing structural units at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the polyamide component (c) to provide a preliminary composition, the polyamide component (c) being dispersed in the form of fine particles in the matrix mixture; and
(3) Extrudieren der vorläufigen Zusammensetzung durch eine Extrusionsdüse bei einer Temperatur, welche gleich der Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c) ist oder höher ist als diese, unter Kühlen und Strecken oder Preßwalzen der extrudierten vorläufigen Zusammensetzung bei einer Temperatur, die niedriger ist als die Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c), um die feinen Partikel der Polyamid-Komponente (c) in feine Fasern umzuwandeln, welche in der Matrixmischung dispergiert sind, und um zu bewirken, daß zwischen den Komponenten (a), (b) und (c) eine chemische Hindung über das Bindemittel (d) hergestellt wird, wodurch eine feinfaserverstärkte thermoplastische elastische Zusammensetzung erhalten wird.(3) extruding the preliminary composition through an extrusion die at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the polyamide component (c), while cooling and stretching or press-rolling the extruded preliminary composition at a temperature lower than the melting temperature of the polyamide component (c) to convert the fine particles of the polyamide component (c) into fine fibers dispersed in the matrix mixture and to cause chemical bonding to be established between the components (a), (b) and (c) via the binder (d), thereby obtaining a fine fiber-reinforced thermoplastic elastic composition.
Das erfindungsgemäße feinfaserverstärkte elastische Material umfaßt:The fine fiber reinforced elastic material according to the invention comprises:
(A) die feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung wie oben erwähnt und(A) the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition as mentioned above and
(B) eine zusätzliche elastische Komponente, welche mindestens ein elastisches Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von 0ºC oder niedriger umfaßt und mit der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung (A) durch Kneten vermischt ist,(B) an additional elastic component which comprises at least one elastic polymer having a glass transition temperature of 0°C or lower and is mixed with the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition (A) by kneading,
wobei bezüglich 100 Teilen des Gesamtgewichts der elastischen Komponente (a) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B) die Polyolefin-Komponente (b) in einer Menge von 1 bis 40 Gewichtsteilen vorliegt und die Polyamid-Komponente (c) in einer Menge von 1 bis 70 Gewichtsteilen vorhanden ist.wherein, with respect to 100 parts of the total weight of the elastic component (a) and the additional elastic component (B), the polyolefin component (b) is present in an amount of 1 to 40 parts by weight and the polyamide component (c) is present in an amount of 1 to 70 parts by weight.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des feinfaserverstärkten elastischen Materials umfaßt Knetmischen der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung (A) wie oben erwähnt mit einer zusätzlichen elastischen Komponente (B), welche mindestens ein elastisches Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von 0ºC oder niedriger umfaßt, und zwar bei einer Temperatur, die gleich der Schmelztemperatur der Polyolefin-Komponente (b) ist oder höher ist als diese und die niedriger ist als die Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c),The process for producing the fine fiber reinforced elastic material according to the present invention comprises kneading the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition (A) as mentioned above with an additional elastic component (B) comprising at least one elastic polymer having a glass transition temperature of 0°C or lower, at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the polyolefin component (b) and lower than the melting temperature of the polyamide component (c),
wobei bezüglich 100 Teilen des Gesamtgewichts der elastischen Komponente (a) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B) die Polyolefin-Komponente (b) in einer Menge von 1 bis 40 Gewichtsteilen vorhanden ist und die Polyamid-Komponente (c) in einer Menge von 1 bis 70 Gewichtsteilen vorliegt.wherein, with respect to 100 parts of the total weight of the elastic component (a) and the additional elastic component (B), the polyolefin component (b) is present in an amount of 1 to 40 parts by weight and the polyamide component (c) is present in an amount of 1 to 70 parts by weight.
Fig. 1 zeigt chemische Reaktionen zwischen einer elastischen Komponente (a), einer mit einem Silan-Haftvermittler (d) modifizierten Polyolefin-Komponente (b) und einer mit einem Silan-Haftvermittler (d') modifizierten Polyamid-Komponente (c);Fig. 1 shows chemical reactions between an elastic component (a), a polyolefin component (b) modified with a silane coupling agent (d) and a polyamide component (c) modified with a silane coupling agent (d');
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Spannungs-Dehnungs-Kurven der Flachmaterialien, welche aus den faserverstärkten Elastomer-Zusammensetzungen von Beispiel 2 und Vargleichsbeispiel 1 hergestellt wurden;Fig. 2 is a graphical representation of the stress-strain curves of the sheets made from the fiber-reinforced elastomer compositions of Example 2 and Comparative Example 1;
Fig. 3 ist eine mikroskopische Aufnahme, welche die von der Polyamid-Komponente (c) gebildeten Fasern dispergiert in dem aus der feinfaserverstärkten Elastomer-Zusammensetzung hergestellten Flachmaterial nach Beispiel 1 zeigt.Fig. 3 is a micrograph showing the fibers formed from the polyamide component (c) dispersed in the sheet made from the fine fiber reinforced elastomer composition according to Example 1.
Die erfindungsgemäße feinfaserverstärkte Elastomer-Zusammensetzung umfaßt:The fine fiber reinforced elastomer composition according to the invention comprises:
(a) 100 Gew.-Tle. einer elastischen Komponente,(a) 100 parts by weight of an elastic component,
(b) 30 bis 500 Gew.-Tle. einer Polyolefin-Komponente und(b) 30 to 500 parts by weight of a polyolefin component and
(c) 10 bis 500 Gew.-Tle. einer Polyamid-Komponente in Form von feinen Fasern und dispergiert in einer aus der elastischen Komponente (a) und der Polyolefin-Komponente (b) gebildeten Matrix.(c) 10 to 500 parts by weight of a polyamide component in the form of fine fibers and dispersed in a matrix formed from the elastic component (a) and the polyolefin component (b).
Die elastische Komponente (a) umfaßt mindestens ein elastisches Polymer mit einer Glasübergangstemperatur, die bei 0ºC oder niedriger, bevorzugt im Bereich von -120ºC bis -20ºC liegt.The elastic component (a) comprises at least one elastic polymer having a glass transition temperature of 0°C or lower, preferably in the range of -120°C to -20°C.
Das für die elastische Komponente (a) verwendbare elastische Polymer ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, welche umfaßt: Naturkautschuk; polyaliphatische Dien-Elastomere, z. B. Isopren- Kautschauk, Butadien-Kautschuk, Styrol-Butadien-Copolymer- Kautschuke, Acrylnitril-Butadien-Copolymer-Kautschuke, Butyl- Kautschuke, chlorierte Butyl-Kautschuke, bromierte Butyl- Kautschuke, Acrylnitril-Chloropren-Copolymer-Kautschuke, Acryl nitril-Isopren-Copolymer-Kautschuke, Acrylat-Butadien-Copolymer-Kautschuke, Vinylpyridin-Butadien-Copolymer-Kautschuke, Vinylpyridin-Styrol-Butadien-Terpolymer-Kautschuke, Styrol- Chloropren-Copolymer-Kautschuke, Styrol-Isopren-Copolynner- Kautschuke, carboxylierte Styrol-Butadien-Copolymer-Kautschuke, carboxylierte Acrylnitril-Butadien-Copolymer-Kautschuke, Styrol-Butadien-Blockcopolymere, Styrol-Isopren-Blockcopolymere, carboxylierte Styrol-Butadien-Blockcopolymere und carboxylierte Styrol-Isopren-Biockcopolymere; Polyolefin-Elastomere, z. B. Ethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuke, Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymere, Ethylen-Buten-Copolymer-Kautschuke, Ethylen-Buten-Dien-Terpolymere, chloriertes Polyethylen und chlorsulfoniertes Polyethylen; Polymethylen-Elastomere mit einer Polymethylen-Gruppe als Hauptkette, z. B. Acrylkautschuke, Ethylen-Acryl-Kautschuke, Polychlortrifluorethylen, fluorhaltige Kautschuke und hydrierte Acrylnitril-Butadien-Kautschuke; Elastomere mit einer Sauerstoffatom-haltigen organischen Gruppe als Hauptkette, z. B. Epichlorhydrin-Polymere, Ethylenoxid- Epichlorhydrin-Allylglycidylether-Terpolymere und Propylenoxid- Allylglycidylether-Copolymere; Siliconkautschuke, z. H. Polyphenylmethylsiloxan, Polydimethylsiloxan, Polymethylethylsiloxan und Polymethylbutylsiloxan; und Elastomere mit einer Stickstoff- und Sauerstoffatom-haltigen organischen Gruppe als Hauptkette, z. B. Nitrosokautschuke, Polyesterurethan-Kautschuke und Polyetherurethan-Kautschuke.The elastic polymer usable for the elastic component (a) is preferably selected from the group comprising: natural rubber; polyaliphatic diene elastomers, e.g. isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene copolymer rubbers, acrylonitrile-butadiene copolymer rubbers, butyl rubbers, chlorinated butyl rubbers, brominated butyl rubbers, acrylonitrile-chloroprene copolymer rubbers, acrylic nitrile-isoprene copolymer rubbers, acrylate-butadiene copolymer rubbers, vinylpyridine-butadiene copolymer rubbers, vinylpyridine-styrene-butadiene terpolymer rubbers, styrene-chloroprene copolymer rubbers, styrene-isoprene copolymer rubbers, carboxylated styrene-butadiene copolymer rubbers, carboxylated acrylonitrile-butadiene copolymer rubbers, styrene-butadiene block copolymers, styrene-isoprene block copolymers, carboxylated styrene-butadiene block copolymers and carboxylated styrene-isoprene block copolymers; polyolefin elastomers, e.g. B. ethylene-propylene copolymer rubbers, ethylene-propylene-diene terpolymers, ethylene-butene copolymer rubbers, ethylene-butene-diene terpolymers, chlorinated polyethylene and chlorosulfonated polyethylene; polymethylene elastomers having a polymethylene group as the main chain, e.g. acrylic rubbers, ethylene-acrylic rubbers, polychlorotrifluoroethylene, fluorine-containing rubbers and hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubbers; elastomers having an oxygen atom-containing organic group as the main chain, e.g. epichlorohydrin polymers, ethylene oxide-epichlorohydrin-allyl glycidyl ether terpolymers and propylene oxide-allyl glycidyl ether copolymers; silicone rubbers, e.g. H. polyphenylmethylsiloxane, polydimethylsiloxane, polymethylethylsiloxane and polymethylbutylsiloxane; and elastomers having a nitrogen and oxygen atom-containing organic group as a main chain, e.g. nitroso rubbers, polyester urethane rubbers and polyether urethane rubbers.
Die für die elastische Komponente (a) verwendbaren elastischen Polymere umfassen auch Epoxid; Silan- oder Maleinsäure-Modifikationsprodukte der obengenannten elastischen Polymere" Weiter sind die für die elastische Komponente (a) geeigneten elastischen Polymere bevorzugt ausgewählt aus thermoplastischen Styrol-Blockcopolymeren, olefinischen Elastomeren, Urethan- Elastomeren, Polyester-Elastomeren, Polyamid-Elastomeren 1,2-Polybutadien-Elastomeren und Vinylchlorid-Elastomeren.The elastic polymers that can be used for the elastic component (a) also include epoxy; silane or maleic acid modification products of the above-mentioned elastic polymers. Furthermore, the elastic polymers suitable for the elastic component (a) are preferably selected from thermoplastic styrene block copolymers, olefinic elastomers, urethane Elastomers, polyester elastomers, polyamide elastomers, 1,2-polybutadiene elastomers and vinyl chloride elastomers.
Die Polyolefin-Komponente (D) umfaßt mindestens ein Polyolefin. Die Polyolefin-Komponente hat bevorzugt ein Schmelztemperatur von 80ºC bis 250ºC oder eine Vicat-Erweichungstemperatur von 50ºC bis 200ºC.The polyolefin component (D) comprises at least one polyolefin. The polyolefin component preferably has a melting temperature of 80°C to 250°C or a Vicat softening temperature of 50°C to 200°C.
Das Polyolefin, welches für die Polyolefin-Komponente (b) Verwendung finden kann, ist bevorzugt ausgewählt aus Homopolymeren und Copolymeren von Olefinen mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen; Copolymeren mindestens eines Olefins mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, wobei mindestens ein Mitglied ausgewählt ist aus der Gruppe, welche aromatische Vinylverbindungen, z. B. Styrol, Chlorstyrol und α-Methylstyrol, Vinylacetat, Acrylsäure, Acrylsäureester, Methacrylsäure, Methacrylsäureester und Vinylsilan-Verbindungen, und halogenierte Polyolefine umfaßt.The polyolefin which can be used for the polyolefin component (b) is preferably selected from homopolymers and copolymers of olefins having 2 to 8 carbon atoms; copolymers of at least one olefin having 2 to 8 carbon atoms, at least one member being selected from the group comprising aromatic vinyl compounds, e.g. styrene, chlorostyrene and α-methylstyrene, vinyl acetate, acrylic acid, acrylic acid esters, methacrylic acid, methacrylic acid esters and vinylsilane compounds, and halogenated polyolefins.
Im einzelnen ist das Polyolefin bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, welche umfaßt: Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, Polypropylen, Propylen-Ethylen-Blockcopolymere, Ethylen-Propylen-Random-Copolymere, linear aufgebautes Polyethylen niedriger Dichte, Poly-4-methylpenten-1, Polybuten-1, Polyhexen-1, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen- Vinylalkohol-Copolymere, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Ethylen-Methylacrylat-Copolymere, Ethylen-Ethylacrylat-Copolymere, Ethylen-Propylacrylat-Copolymere, Ethylen-Butylacrylat-Copolymere, Ethylen-2-Ethylhexylacrylat-Copolymere, Ethylen-Hydroxyethylacrylat-Copolymere, Ethylen-Vinyltrimethoxysilan-Copolymere, Ethylen-Vinyltriethoxysilan-Copolymere, Ethylen-Vinylsilan-Copolymere, Ethylen-Styrol-Copolymere, chlorierte Polyethylene, bromierte Polyethylene und chlorsulfonierte Polyethylene.In detail, the polyolefin is preferably selected from the group comprising: high density polyethylene, low density polyethylene, polypropylene, propylene-ethylene block copolymers, ethylene-propylene random copolymers, linear low density polyethylene, poly-4-methylpentene-1, polybutene-1, polyhexene-1, ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-vinyl alcohol copolymers, ethylene-acrylic acid copolymers, ethylene-methyl acrylate copolymers, ethylene-ethyl acrylate copolymers, ethylene-propyl acrylate copolymers, ethylene-butyl acrylate copolymers, ethylene-2-ethylhexyl acrylate copolymers, ethylene-hydroxyethyl acrylate copolymers, ethylene-vinyltrimethoxysilane copolymers, Ethylene-vinyltriethoxysilane copolymers, ethylene-vinylsilane copolymers, ethylene-styrene copolymers, chlorinated polyethylenes, brominated polyethylenes and chlorosulfonated polyethylenes.
Noch bevorzugter ist das Polyolefin ausgewählt aus der Gruppe, welche umfaßt: Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Blockcopolymere, Ethylen-Propylen-Random-Copolymere, linear aufgebautes Polyethylen niedriger Dichte, Poly-4-methylpenten-1, Ethylen-Vinyletcetat- Copolymere und Ethylen-Vinylalkohol-Copolymere. Aus der Reihe der obenerwähnten Polymere sind Polyolefine, deren Schmelzflußindex im Bereich von 0,2 bis 50 g/10 min angesiedelt ist, die meistbevorzugten für die Polyolefin-Komponente (b).More preferably, the polyolefin is selected from the group comprising: high density polyethylene, low density polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene block copolymers, ethylene-propylene random copolymers, linear low density polyethylene, poly-4-methylpentene-1, ethylene-vinyl acetate copolymers and ethylene-vinyl alcohol copolymers. Of the series of polymers mentioned above, polyolefins whose melt flow index is in the range of 0.2 to 50 g/10 min are the most preferred for the polyolefin component (b).
Die obenerwähnten Polyolefine können für sich allein oder als Mischung aus zwei oder mehr dieser Polyolefine verwendet werden.The above-mentioned polyolefins can be used alone or as a blend of two or more of these polyolefins.
Die Polyamid-Komponente (c) umfaßt mindestens ein thermoplastisches Amid-Polymer, welches Amidgruppen-haltige Struktureinheiten in der Hauptkette trägt und dessen Schmelztemperatur bevorzugt bei 135ºC bis 350ºC, noch bevorzugter 160ºC bis 265ºC liegt.The polyamide component (c) comprises at least one thermoplastic amide polymer which carries structural units containing amide groups in the main chain and whose melting temperature is preferably 135°C to 350°C, more preferably 160°C to 265°C.
Das für die Polyamid-Komponente (c) geeignete Amid-Polymer ist bevorzugt aus thermoplastischen Polyamiden und Polyharnstoffen ausgewählt. Noch bevorzugter kommen die thermoplastischen Polyamide für die Polyamid-Komponente (c) zum Einsatz, weil die thermoplastischen Polyamide zur Bildung zäher Fasern durch Schmelzextrusions- und Streckverfahren befähigt sind.The amide polymer suitable for the polyamide component (c) is preferably selected from thermoplastic polyamides and polyureas. The thermoplastic polyamides are even more preferably used for the polyamide component (c) because the thermoplastic polyamides are capable of forming tough fibers by melt extrusion and stretching processes.
Das für die Polyamid-Komponente (c) geeignete thermoplastische Polyamid ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, welche umfaßt: Nylon 6, Nylon 66, Nylon 6-Nylon 66-Copolymere, Nylon 610, Nylon 612, Nylon 46, Nylon 11, Nylon 12, Nylon MXD6, Polykondensate von Xylylendiamin mit Adipinsäure, Polykondensate von Xylylendiamin mit Azelainsäure, Polykondensate von Xylylendiamin mit Sebacinsäure, Polykondensate von Tetramethylendiamin mit Terephthalsäure, Polykondensate von Hexanmethylendiamin mit Terephthalsäure, Polykondensate von Octamethylendiamin mit Terephthalsäure, Polykondensate von Trimethylhexamethylendiamin mit Terephthalsäure, Polykondensate von Decamethylendiamin mit Terephthalsäuren, Polykondensate von Undecamethylendiamin mit Terephthalsäure, Polykondensate von Dodecameahylendiamin mit Terephthalsäure, Polykondensate von Tetramethylendiamin mit Isophthalsäure, Polykondensate von Hexamethylendiamin mit Isophthalsäure, Polykondensate von Octamethylendiamin mit Isophthalsäuren, Polykondensate von Trimethylhexameahylendiamin mit Isophthalsäure, Polykondensate von Decamethylendiamin mit Isophthalsäure, Polykondensate von Undecamethylkendiamin mit Isophthalsäure und Polykondensate von Dodecamethylendiamin mit Isophthalsäure.The thermoplastic polyamide suitable for the polyamide component (c) is preferably selected from the group comprising: nylon 6, nylon 66, nylon 6-nylon 66 copolymers, nylon 610, nylon 612, nylon 46, nylon 11, nylon 12, nylon MXD6, polycondensates of xylylenediamine with adipic acid, polycondensates of xylylenediamine with azelaic acid, polycondensates of Xylylenediamine with sebacic acid, polycondensates of tetramethylenediamine with terephthalic acid, polycondensates of hexamethylenediamine with terephthalic acid, polycondensates of octamethylenediamine with terephthalic acid, polycondensates of trimethylhexamethylenediamine with terephthalic acid, polycondensates of decamethylenediamine with terephthalic acids, polycondensates of undecamethylenediamine with terephthalic acid, polycondensates of dodecamethylenediamine with terephthalic acid, polycondensates of tetramethylenediamine with isophthalic acid, polycondensates of hexamethylenediamine with isophthalic acid, polycondensates of octamethylenediamine with isophthalic acids, polycondensates of trimethylhexamethylenediamine with isophthalic acid, polycondensates of decamethylenediamine with isophthalic acid, polycondensates of Undecamethylkendiamine with isophthalic acid and polycondensates of dodecamethylenediamine with isophthalic acid.
Aus der Reihe der obenerwähnten thermoplastischen Polyamide kommt noch bevorzugter mindestens ein Mitglied, welches aus Nylon 6, Nylon 66, Nylon 6-Nylon 66-Copolymeren, Nylon 610, Nylon 612, Nylon 46, Nylon 11 und Nylon 12 ausgewählt ist, für die Polyamid-Komponente (c) zur Verwendung.From the series of the above-mentioned thermoplastic polyamides, more preferably at least one member selected from nylon 6, nylon 66, nylon 6-nylon 66 copolymers, nylon 610, nylon 612, nylon 46, nylon 11 and nylon 12 is used for the polyamide component (c).
Das thermoplastische Polyamid hat bevorzugt ein Molekulargewicht von 10 000 bis 200 000.The thermoplastic polyamide preferably has a molecular weight of 10,000 to 200,000.
Bei der erfindungsgemäßen thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung bildet eine Mischung der elastischen Komponente (a) mit der Polyolefin-Komponente (b) eine Matrix, und die Polyamid- Komponente (c) ist in Form von feinen Fasern in der Matrix dispergiert.In the thermoplastic elastomer composition of the present invention, a mixture of the elastic component (a) with the polyolefin component (b) forms a matrix, and the polyamide component (c) is dispersed in the form of fine fibers in the matrix.
In der Matrix ist die elastische Komponente (a) in Form von mehreren Inseln in einem von der Polyolefin-Komponente (b) gebildeten See dispergiert. Weiter bevorzugt sind in der Matrix die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) an den Grenzflächen zwischen den Komponenten (a) und (b) über das Bindemittel (d) chemisch aneinander gebunden.In the matrix, the elastic component (a) is in the form of several islands in a polyolefin component (b) formed lake. More preferably, in the matrix, the elastic component (a) and the polyolefin component (b) are chemically bonded to one another at the interfaces between the components (a) and (b) via the binder (d).
Wie im vorstehenden erwähnt, liegt ein Hauptanteil der in der Matrix dispergierten Polyamid-Komponente (c) in der Feinfaserform vor. Bevorzugt sind 70 Gew.-% oder mehr, noch bevorzugter 80 Gew.-% oder mehr, noch bevorzugter 90 Gew.-% oder mehr der Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern in der Matrix dispergiert.As mentioned above, a major portion of the polyamide component (c) dispersed in the matrix is in the fine fiber form. Preferably, 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, even more preferably 90% by weight or more of the polyamide component (c) is dispersed in the form of fine fibers in the matrix.
Die in der Matrix dispergierten feinen Fasern aus dem Polyamid weisen bevorzugt eine durchschnittliche Dicke von 1 um oder niedriger, noch bevorzugter von 0,05 bis 0,8 um auf, und haben ein durchschnittliches Aspect Ratio (Verhältnis der Faserlänge zur Faserdicke) von 10 oder mehr.The fine fibers of the polyamide dispersed in the matrix preferably have an average thickness of 1 µm or less, more preferably 0.05 to 0.8 µm, and have an average aspect ratio (ratio of fiber length to fiber thickness) of 10 or more.
Bevorzugt ist die Polyamid-Komponente (c) mit der elasitischen Komponente (a) und der Polyolefin-Komponente (b) an Grenzflächen zwischen den Komponenten über das Bindemittel (d') chemisch verbunden. Das Bindemittel (d') für die Polyamid-Komponente (c) kann gleich oder verschieden von dem Bindemittel (d) für die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) sein.Preferably, the polyamide component (c) is chemically bonded to the elastic component (a) and the polyolefin component (b) at interfaces between the components via the binder (d'). The binder (d') for the polyamide component (c) can be the same or different from the binder (d) for the elastic component (a) and the polyolefin component (b).
Der in Prozent ausgedrückte Anteil der Komponente (c), der zu den Komponenten (a) und (b) gebunden ist, beträgt bevorzugt 0,1 bis 20%, noch bevorzugter 0,5 bis 10%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (c). Der prozentuale Bindungsanteil der Polyamid-Komponente (c) wird nach folgender Methode bestimmt.The percentage of component (c) bonded to components (a) and (b) is preferably 0.1 to 20%, more preferably 0.5 to 10%, based on the total weight of component (c). The percentage bonded to polyamide component (c) is determined by the following method.
Eine erfindungsgemäße feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung wird mit einem Lösungsmittel, welches nur die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) zu lösen vermag, zum Beispiel Xylol, unter Rückfluß behandelt, um die Komponenten (a) und (b) zu entfernen; dann wird das Gewicht Wc der verbleibenden Polyamid-Komponente (c) ermittelt.A fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition of the present invention is refluxed with a solvent capable of dissolving only the elastic component (a) and the polyolefin component (b), for example xylene, to remove the components (a) and (b); then, the weight Wc of the remaining polyamide component (c) is determined.
Sodann wird der Prozentwert von Wc, bezogen auf das Gesamtgewicht Wco der Polyamid-Komponente (c) berechnet, nämlich Wc/Wco · 100. Dieser Prozentwert wird im folgenden als der prozentuale Bindungsanteil der Polyamid-Komponente (c) bezeichnet.Then, the percentage value of Wc based on the total weight Wco of the polyamide component (c) is calculated, namely Wc/Wco · 100. This percentage value is referred to below as the percent bond content of the polyamide component (c).
Die chemische Bindung der Polyamid-Komponente (c) zu der elastischen Komponente (a) und der Polyolefin-Komponente (b) in der erfindungsgemäßen thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung kann nach folgender Methode bestätigt werden.The chemical bonding of the polyamide component (c) to the elastic component (a) and the polyolefin component (b) in the thermoplastic elastomer composition of the present invention can be confirmed by the following method.
Eine erfindungsgemäße feinfasarverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung wird mit einem Lösungsmittel, welches nur die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) zu lösen vermag, zum Beispiel Xylol, unter Rückfluß des Lösungsmittels behandelt, die verbleibende Polyamid-Komponente (c) wird in einem weiteren Lösungsmittel gelöst und einer NMR-Analyse unterzogen. In dem resultierenden NMR-Spektrum werden bestimmte Peaks beobachtet, die von der elastischen Komponente (a) und der Polyolefin-Komponente (b) herrühren. Also wird durch die Peaks angezeigt, daß Teile der elastischen Komponente (a) und der Polyolefin-Komponente (b) chemisch an die Oberflächenbereiche der von der Polyamid-Komponente (c) gebildeten Fasern gebunden sind. Die chemischen Bindungen leiten sich von dem Bindemittel (d') her. Die Bindemittel (d) und (d') werden 3i folgenden ausführlich erläutert.A fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition according to the invention is treated with a solvent which can dissolve only the elastic component (a) and the polyolefin component (b), for example xylene, under reflux of the solvent, the remaining polyamide component (c) is dissolved in another solvent and subjected to NMR analysis. In the resulting NMR spectrum, certain peaks are observed which originate from the elastic component (a) and the polyolefin component (b). Thus, the peaks indicate that parts of the elastic component (a) and the polyolefin component (b) are chemically bonded to the surface areas of the fibers formed by the polyamide component (c). The chemical bonds are derived from the binder (d'). The binders (d) and (d') are explained in detail below.
In der erfindungsgemäßen thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung sind die Komponenten (a), (b) und (c) in folgenden Gehalten vorhanden.In the thermoplastic elastomer composition according to the invention, components (a), (b) and (c) are present in the following contents.
Bezogen auf 100 Gewichtsteile der elastischen Komponente (a) liegt die Polyolefin-Komponente (b) in Gehalten von 30 bis 500 Gewichtsteilen, bevorzugt 30 bis 300 Gewichtsteilen, noch bevorzugter 40 bis 200 Gewichtsteilen vor. Wenn der Gehalt der Polyolefin-Komponente (b) kleiner ist als 30 Gew.-Tle. pro 100 Gew.-Tle. der elastische Komponente (a), so zeigt die resultierende feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer- Zusammensetzung einen geringen Kriechwiderstand. Namentlich ist, wenn die resultierende Elastomer-Zusammensetzung für eine vorgegebene Zeit einer Last ausgesetzt wird, so daß sie eine Dehnung erfahren kann, und die Last dann weggenommen wird, die Restdehnung, d. h. das Kriechen, der Elastomer-Zusammensetzung zu stark. Wenn ferner der Gehalt der Polyolefin-Komponente (b) mehr als 500 Gew.-Tle. beträgt, dann zeigt die entstehende feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung eine unbefriedigende Schlagzähigkeit.Based on 100 parts by weight of the elastic component (a), the polyolefin component (b) is present in amounts of 30 to 500 parts by weight, preferably 30 to 300 parts by weight, more preferably 40 to 200 parts by weight. When the content of the polyolefin component (b) is less than 30 parts by weight per 100 parts by weight of the elastic component (a), the resulting fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition exhibits a low creep resistance. Namely, when the resulting elastomer composition is subjected to a load for a given time so that it may undergo elongation and the load is then removed, the residual elongation, i.e., creep, of the elastomer composition is too large. Further, when the content of the polyolefin component (b) is more than 500 parts by weight, the creep resistance of the elastomer composition is low. , the resulting fine fiber-reinforced thermoplastic elastomer composition shows unsatisfactory impact strength.
Die Polyamid-Komponente (c) ist in Gehalten von 10 bis 500 Gew.-Tln., bevorzugt 20 bis 400 Gew.-Tln., noch bevorzugter 30 bis 300 Gew.-Tln. pro 100 Gew.-Tle. der elastischen Komponente (a) zugegen. Ist der Gehalt der Polyamid-Komponente (c) kleiner als 10 Gew.-Tle., so zeigt die resultierende thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung einen unbefriedigenden Kriechwiderstand. Ferner, wenn der Gehalt der Polyamid-Komponente (c) 500 Gew.-Tle. übersteigt, dann ist der Gehalt der verstärkenden feinen Fasern in der thermoplastischen Elastomer- Zusammensetzung zu klein, wodurch es sich schwierig gestaltet, die so erhaltene thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung in einen Formartikel zu überführen, der eine glatte Oberfläche aufweist.The polyamide component (c) is present in amounts of 10 to 500 parts by weight, preferably 20 to 400 parts by weight, more preferably 30 to 300 parts by weight per 100 parts by weight of the elastic component (a). If the content of the polyamide component (c) is less than 10 parts by weight, the resulting thermoplastic elastomer composition exhibits unsatisfactory creep resistance. Furthermore, if the content of the polyamide component (c) exceeds 500 parts by weight, the content of the reinforcing fine fibers in the thermoplastic elastomer composition is too small, making it difficult to use the resulting thermoplastic elastomer composition in to produce a molded article having a smooth surface.
Die obenerwähnte feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung kann nach dem erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden.The above-mentioned fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition can be produced by the process of the present invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet, daßThe method according to the invention includes
(1) eine Mischung, umfassend: (a) 100 Gewichtsteile einer elastischen Komponente, die mindestens ein elastisches Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von 0ºCC oder niedriger umfaßt; (b) 30 bis 500 Gewichtsteile einer Polyolefin-Komponente, welche mindestens ein Polyolefin umfaßt; und (d) ein Bindemittel, schmelzgeknetet wird, und zwar bei einer Temperatur, die gleich der Schmelztemperatur der Mischung ist oder höher ist als diese, um eine Matrixmischung bereitzustellen, in der die elastische Komponente (a) in Form von mehreren Inseln in einem von der Polyolefin-Komponente (b) gebildeten See dispergiert ist;(1) a mixture comprising: (a) 100 parts by weight of an elastic component comprising at least one elastic polymer having a glass transition temperature of 0°C or lower; (b) 30 to 500 parts by weight of a polyolefin component comprising at least one polyolefin; and (d) a binder, is melt-kneaded at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the mixture to provide a matrix mixture in which the elastic component (a) is dispersed in the form of a plurality of islands in a lake formed by the polyolefin component (b);
(2) die so erhaltene Matrixmischung zusammen mit (c) 10 bis 500 Gewichtsteilen einer Polyamid-Komponente, welche mindestens ein thermoplastisches Amidpolymer mit Amidgruppen- haltigen Struktureinheiten umfaßt, weiter geknetet wird, und zwar bei einer Temperatur, die gleich der Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c) ist oder höher ist als diese, um eine vorläufige Zusammensetzung zu schaffen, wobei die Polyamid-Komponente (c) in Form von feinen Partikeln in der Matrix dispergiert ist; und(2) the matrix mixture thus obtained is further kneaded together with (c) 10 to 500 parts by weight of a polyamide component which comprises at least one thermoplastic amide polymer having amide group-containing structural units, at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the polyamide component (c) to provide a preliminary composition, the polyamide component (c) being dispersed in the matrix in the form of fine particles; and
(3) die erhaltene vorläufige Zusammensetzung durch eine Extrusionsdüse extrudiert wird, und zwar bei einer Temperatur, welche gleich der Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c) ist oder höher ist als diese, unter Kühlen und Strecken oder Preßwalzen der extrudierten vorläufigen Zusammensetzung bei einer Temperatur, die niedriger ist als die Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c), um die feinen Partikel der Polyamid-Komponente (c) in feine Fasern umzuwandeln, welche in der Matrixmischung dispergiert sind, und um zu bewirken, daß zwischen den Komponenten (a), (b) und (c) über das Bindemittel (d) eine chemische Bindung hergestellt wird, wodurch eine feinfaserverstärkte thermoplastische elastische Zusammensetzung erhalten wird.(3) extruding the obtained preliminary composition through an extrusion die at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the polyamide component (c), while cooling and stretching or press-rolling the extruded preliminary composition at a temperature lower than the melting temperature of the polyamide component (c) to convert the fine particles of the polyamide component (c) into fine fibers dispersed in the matrix mixture and to cause a chemical bond to be established between the components (a), (b) and (c) via the binder (d), thereby obtaining a fine fiber-reinforced thermoplastic elastic composition.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform des Schmelzknet- Schrittes (1) wird die Polyolefin-Komponente (b) mit dem Bindemittel (d) zusammen schmelzgeknetet, um die Komponente (b) mit dem Bindemittel (d) zu modifizieren, dann wird die mit dem Bindemittel (d) modifizierte Polyolefin-Komponente (b) mit der elastischen Komponente (a) gemischt, und diese Mischung wird bei einer Temperatur schmelzgeknetet, welche gleich der Schmelztemperatur der Mischung ist oder höher ist als diese, um ferner die elastische Komponente (a) mit dem Bindemittel (d) zu modifizieren und eine Matrixmischung bereitzustellen.In an exemplary embodiment of the melt-kneading step (1), the polyolefin component (b) is melt-kneaded together with the binder (d) to modify the component (b) with the binder (d), then the polyolefin component (b) modified with the binder (d) is mixed with the elastic component (a), and this mixture is melt-kneaded at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the mixture to further modify the elastic component (a) with the binder (d) and provide a matrix mixture.
Bei einer anderen Ausführungsform des Schmelzknet-Schrittes (1) werden die elastische Komponente (a), die Polyolefin-Komponente (b) und das Bindemittel (d) miteinander gemischt, um sodann die Mischung der Schmelzknetbehandlung zu unterwerfen.In another embodiment of the melt-kneading step (1), the elastic component (a), the polyolefin component (b) and the binder (d) are mixed together and then the mixture is subjected to the melt-kneading treatment.
Die Schmelzknetbehandlung kann unter Verwendung einer herkömmlichen Einrichtung zum Schmelzkneten von Harzen oder Kautschu ken erfolgen; bei der Einrichtung zum Schmelzkneten kann es sich z. B. um einen Banbury-Mischer, Kneter, Knetextruder, offene Knetwalzwerke, monoaxiale Kneter und biaxiale Kneter handeln. Angesichts der Tatsache, daß die Schmelzknetbehandlung in kontinuierlicher Weise durchgeführt und innerhalb einer kurzen Zeit zum Abschluß gebracht werden kann, werden für das erfindungsgemäße Verfahren meistbevorzugt biaxiale Extruder- Kneter verwendet.The melt-kneading treatment can be carried out using a conventional equipment for melt-kneading resins or rubber. The melt-kneading treatment can be carried out in any of the following ways: the melt-kneading equipment can be, for example, a Banbury mixer, kneader, kneading extruder, open kneading roll mill, monoaxial kneader and biaxial kneader. In view of the fact that the melt-kneading treatment can be carried out in a continuous manner and can be completed within a short time, biaxial extruder-kneaders are most preferably used for the process of the invention.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Bindemittel (d) bevorzugt in Gehalten von 0,1 bis 2,0 Gew.-Tln., noch bevorzugter von 0,2 bis 1,0 Gew.-Tln., bezogen auf 100 Gew.-Tle. der Polyolefin-Komponente (b) verwendet. Wenn der Gehalt des Bindemittels (d) kleiner ist als 0,1 Gew.-Tle. pro 100 Gew.-Tle. der Polyolefin-Komponente (b), kann die resultierende Matrix eine unbefriedigende mechanische Festigkeit zeigen. Wenn weiter der Gehalt des Bindemittels (d) mehr als 2,0 Gew.-Tle. beträgt, kann die entstehende Matrix einen unbefriedigenden Elastizitätsmodul zeigen.In the process of the present invention, the binder (d) is preferably used in amounts of 0.1 to 2.0 parts by weight, more preferably 0.2 to 1.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyolefin component (b). If the content of the binder (d) is less than 0.1 part by weight per 100 parts by weight of the polyolefin component (b), the resulting matrix may exhibit unsatisfactory mechanical strength. Further, if the content of the binder (d) is more than 2.0 parts by weight, the resulting matrix may exhibit unsatisfactory elastic modulus.
Das Bindemittel (d) kann mindestens ein Mitglied umfassen, welches aus herkömmlichen haftvermittelnden oder Kopplungsagenzien für organische polymere Materialien ausgewählt ist. Die Kopplungsagenzien umfassen Silan-Haftvermittler, Titanat-Haftvermittler, Phenol-Formaldehyd-Vorkondensate, z. B. Alkylphenol- Formaldehyd-Vorkondensate vom Novolak-Typ, Alkylphenol-Formaldeyhd-Vorkondensate vom Resol-Typ, Phenol-Formaldehyd-Vorkondensate vom Novolak-Typ und Phenol-Formaldehyd-Vorkondensate vom Resol-Typ, ungesättigte Carbonsäuren, ungesättigte Carbonsäurederivate und organische Peroxide.The binder (d) may comprise at least one member selected from conventional coupling agents for organic polymeric materials. The coupling agents include silane coupling agents, titanate coupling agents, phenol-formaldehyde precondensates, e.g., novolak-type alkylphenol-formaldehyde precondensates, resole-type alkylphenol-formaldehyde precondensates, novolak-type phenol-formaldehyde precondensates and resole-type phenol-formaldehyde precondensates, unsaturated carboxylic acids, unsaturated carboxylic acid derivatives and organic peroxides.
Die meistbevorzugten Kopplungsagenzien sind Silan-Haftvermittler, weil sie bewirken, daß die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) nicht gelieren oder weniger gelieren und hierdurch fest aneinander gebunden sind.The most preferred coupling agents are silane coupling agents because they cause the elastic component (a) and the polyolefin component (b) does not gel or gels less and is therefore firmly bound together.
Die Silan-Haftvermittler umfassen Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyl-tris-(β-methoxyethoxy)-silan, Vinyltriacetylsilan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)-ethyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilan, γ-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan, γ-Glycidoxypropylethyldimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)- amino-propyltrimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-amino-propylmethyldimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-amino-propylethyldimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, N-Phenyl-γ-amino-propyltrimethoxysilan, γ-[N-(β-Methacryloxyethyl)-N,N-dimethylammonium-(chlorid)]-propylmethoxysilan und Styryldiaminosilan. Aus der Reihe dieser Verbindungen stellen bevorzugte Silan- Haftvermittler diejenigen dar, welche reaktive Gruppen aufweisen, die sich durch Aufnahme eines Wasserstoffatoms aus Wasserstoffatom-haltigen Gruppen wie Alkoxylgruppen der mit den Silan-Haftvermittlern zur Reaktion zu bringenden Verbindung leicht eliminieren lassen und/oder polare Gruppen und Vinylgruppen.The silane coupling agents include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyl tris-(β-methoxyethoxy)silane, vinyltriacetylsilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ- Glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-amino-propyltrimethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-amino-propylmethyldimethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-amino-propylethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-[N-(β-methacryloxyethyl)-N,N-dimethylammonium-(chloride)]-propylmethoxysilane and styryldiaminosilane. From the series of these compounds Preferred silane coupling agents are those which have reactive groups which can be easily eliminated by taking up a hydrogen atom from hydrogen atom-containing groups such as alkoxyl groups of the compound to be reacted with the silane coupling agents and/or polar groups and vinyl groups.
Die erfindungsgemäß geeigneten Titanat-Haftvermittler umfassen Isopropylisostearoyltitanat, Isopropyltri-(N-aminoethyl)-titanat, Tetra-(2,2-diallyloxymethlyl-1-butyl)-bis-(ditridecyl)- phosphittitanat, Bis-(dioctylpyrophosphat)-oxyacetattitanat, Isopropyltrioctanoyltitanat, Isopropylisostearoyldiacryltitanat und Isopropyldimethacroyldiacryl.The titanate coupling agents suitable for the present invention include isopropyl isostearyl titanate, isopropyl tri-(N-aminoethyl) titanate, tetra-(2,2-diallyloxymethyl-1-butyl)-bis-(ditridecyl)-phosphite titanate, bis-(dioctyl pyrophosphate)-oxyacetate titanate, isopropyl trioctanoyl titanate, isopropyl isostearyl diacryl titanate, and isopropyl dimethacroyl diacryl.
Die ungesättigten Carbonsäuren und ungesättigten Carbonsäurederivate, welche für die Erfindung Verwendung finden können, umfassen α,β-ungesättigte Carbonsäuren, cycloaliphatische ungesättigte Carbonsäuren, Alkenylcarbonsäuren und Abkömmlinge der im vorstehenden erwähnten Carbonsäuren. Die ungesättigten Carbonsäuren und diese Derivate sind bevorzugt ausgewählt aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Vinylbenzoesäure, Vinylphthalsäure, Endobicyclo-(2,2,1)- 5-hapten-2,3-carbonsäure, Di-4-cyclohexen-1,2-carbonsäure, Octadecenylbernsteinsäure und Anhydriden, Estern und Metallsalzen der obenerwähnten Säuren.The unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic acid derivatives which can be used for the invention include α,β-unsaturated carboxylic acids, cycloaliphatic unsaturated carboxylic acids, alkenylcarboxylic acids and derivatives of in the above-mentioned carboxylic acids. The unsaturated carboxylic acids and these derivatives are preferably selected from acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, vinylbenzoic acid, vinylphthalic acid, endobicyclo-(2,2,1)-5-hapten-2,3-carboxylic acid, di-4-cyclohexene-1,2-carboxylic acid, octadecenylsuccinic acid and anhydrides, esters and metal salts of the above-mentioned acids.
Die organischen Peroxide, welche erfindungsgemäß zur Anwendung kommen können, umfassen 1,1-Di-tert-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Di-tert-butylperoxycyclohexan, 2,2-Di-tert- butylperoxybutan, n-Butyl-4,4-di-tert-butylperoxyvalerianat, 2,2-Bis-(4,4-di-tert-butylperoxycyclohexan)-propan, 2,2,4-Trimethylpentylperoxyneodecanat-α-cumylperoxyneodecanat, tert- Butylperoxyneohexanat, tert-Butylperoxypivalat, tert-Butylperoxyacetat, tert-Butylperoxylaurat, tert-Butylperoxybenzaat und tert-Butylperoxyisophthalat. Aus der Reihe dieser Verbindungen sind bevorzugte organische Peroxide diejenigen, deren Temperatur der 1-Minuten-Halbwertszeit gleich der Schmelzknet-Temperatur ist oder annähernd 30ºC über dieser liegt, im besonderen im Bereich von 80ºC bis 260ºC, noch bevorzugter im Bereich von 110ºC bis 200ºC.The organic peroxides which can be used in the present invention include 1,1-di-tert-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-di-tert-butylperoxycyclohexane, 2,2-di-tert-butylperoxybutane, n-butyl-4,4-di-tert-butylperoxyvalerate, 2,2-bis(4,4-di-tert-butylperoxycyclohexane)propane, 2,2,4-trimethylpentylperoxyneodecanoate-α-cumylperoxyneodecanoate, tert-butylperoxyneohexanate, tert-butylperoxypivalate, tert-butylperoxyacetate, tert-butylperoxylaurate, tert-butylperoxybenzeneate and tert-butylperoxyisophthalate. Among these compounds, preferred organic peroxides are those whose 1-minute half-life temperature is equal to or approximately 30°C higher than the melt-kneading temperature, particularly in the range of 80°C to 260°C, more particularly in the range of 110°C to 200°C.
Bezüglich der obenerwähnten Bindemittel sind die Silan-Haftvermittler die meistbevorzugten, weil sie die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) nicht oder weniger gelieren lassen.Regarding the above-mentioned binders, the silane coupling agents are the most preferred because they do not allow the elastic component (a) and the polyolefin component (b) to gel or cause them to gel to a lesser extent.
Wenn die Silan-Haftvermittler als Bindemittel verwendet werden, kann das organische Peroxid zusammen mit dem Silan-Haftvermittler verwendet werden. Die gemeinsame Verwendung des organischen Peroxids mit dem Silan-Haftvermittler hat folgende Vorteile.When the silane coupling agents are used as binders, the organic peroxide can be used together with the silane coupling agent. The use of the organic peroxide together with the silane coupling agent has the following advantages.
Das organische Peroxid verursacht die Bildung von Radikalen an den Molekülketten der Polyolefin-Komponente (b), und die Radikale treten mit dem Silan-Haftvermittler in Reaktion, so daß die Reaktion der Polyolefin-Komponente (b) mit dem Kopplungsagens begünstigt wird.The organic peroxide causes the formation of radicals on the molecular chains of the polyolefin component (b), and the radicals react with the silane coupling agent, so that the reaction of the polyolefin component (b) with the coupling agent is promoted.
In diesem Fall wird das organische Peroxid bevorzugt in Mengen von 0,01 bis 1,0 Gew.-Tln. pro 100 Gew.-Tle. der Polyolefin- Komponente (b) verwendet.In this case, the organic peroxide is preferably used in amounts of 0.01 to 1.0 parts by weight per 100 parts by weight of the polyolefin component (b).
Wo die elastische Komponente (a) Naturkautschuk, Polyisopren oder Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymere umfaßt, kann man ohne organisches Peroxid auskommen. Wenn das elastische Polymer wie der Naturkautschuk, das Polyisopren oder das Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer, das eine Isopren-Struktur aufweist, bei hohen Temperaturen geknetet wird, werden die Hauptketten des Polymers durch mechanochemische Reaktionen zertrennt, und an den Enden der abgetrennten Moleküle entstehen bestimmte Peroxidgruppen mit -COO· -Radikalen. Die Peroxidgruppen haben dieselbe Funktion wie die organischen Peroxide.Where the elastic component (a) comprises natural rubber, polyisoprene or styrene-isoprene-styrene block copolymers, organic peroxide can be dispensed with. When the elastic polymer such as natural rubber, polyisoprene or styrene-isoprene-styrene block copolymer having an isoprene structure is kneaded at high temperatures, the main chains of the polymer are severed by mechanochemical reactions and certain peroxide groups containing -COO· radicals are formed at the ends of the severed molecules. The peroxide groups have the same function as the organic peroxides.
Bei dem weiteren Knetschritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Mischung der Matrixmischung mit 10 bis 500 Gew.-Tln. einer Polyamid-Komponente (c) hergestellt, und zwar bei einer Temperatur, die nicht niedriger ist als die Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c), um eine vorläufige Zusammensetzung zu schaffen. Während des Schrittes (2) des weiteren Knetens wird die Polyamid-Komponente (c) in Form von feinen Partikeln in der Matrixmischung dispergiert. Vor dem Schritt (2) des weiteren Knetens kann die Polyamid-Komponente (c) mit einem Bindemittel (d') modifiziert werden oder auch nicht.In the further kneading step (2) of the process of the present invention, a mixture of the matrix mixture with 10 to 500 parts by weight of a polyamide component (c) is prepared at a temperature not lower than the melting temperature of the polyamide component (c) to provide a preliminary composition. During the further kneading step (2), the polyamide component (c) is dispersed in the form of fine particles in the matrix mixture. Before the further kneading step (2), the polyamide component (c) may or may not be modified with a binder (d').
Die Modifikation der Polyamid-Komponente (c) mit dem Bindemittel (d') kann durch Schmelzkneten der mit dem Bindemittel (d') vermischten Polyamid-Komponente (c) bei einer Temperatur, die gleich der Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c) ist oder höher ist als diese, durchgeführt werden.The modification of the polyamide component (c) with the binder (d') can be carried out by melt-kneading the polyamide component (c) mixed with the binder (d') at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the polyamide component (c).
Das Bindemittel (d') für die Polyamid-Komponente (c) ist aus denselben Verbindungen ausgewählt, die auch für das Bindemittel (d) für die elastische Komponente (a) und die Polyolefin- Komponente (b) verwendbar sind. Ferner kann das Bindemittel (d'), welches für die Polyamid-Komponente (c) zur Verwendung kommt, gleich oder verschieden sein von dem für die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) verwendeten Bindemittel (d).The binder (d') for the polyamide component (c) is selected from the same compounds that can also be used for the binder (d) for the elastic component (a) and the polyolefin component (b). Furthermore, the binder (d') used for the polyamide component (c) can be the same or different from the binder (d) used for the elastic component (a) and the polyolefin component (b).
Bevorzugt umfaßt das Bindemittel (d') für die Polyamid-Komponente (c) mindestens ein Mitglied, welches aus der aus Silan- Haftvermittlern, Titan-Haftvermittlern, ungesättigten Carbonsäuren, ungesättigten Carbonsäurederivate und organischen Peroxiden bestehenden Gruppe ausgewählt ist.Preferably, the binder (d') for the polyamide component (c) comprises at least one member selected from the group consisting of silane coupling agents, titanium coupling agents, unsaturated carboxylic acids, unsaturated carboxylic acid derivatives and organic peroxides.
Meistbevorzugt als Bindemittel (d') sind die Silan-Haftvermittler, weil sie nicht zum Gelieren der Polyamid-Komponente (c) führt oder sie weniger gelieren lassen.The most preferred binders (d') are the silane coupling agents because they do not lead to gelling of the polyamide component (c) or cause it to gel less.
Die Silan-Haftvermittler sind ausgewählt aus denjenigen, welche reaktive Gruppen enthalten, z. B. Alkoxylgruppen, die in der Lage sind, zu Stickstoffgruppen in den Amidgruppen (-NHCO-) der Polyamid-Komponente (c) über eine Wasser- oder Alkoholabspaltungsreaktion zu binden. Silan-Haftvermittler dieser Art sind bevorzugt ausgewählt aus Vinylalkoxysilanen, z. B. Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan und Vinyl-tris-((3-methoxyethoxy)-silan, Vinyltriacetylsilan, γ-Methacryloxypropyltri methoxysilan, γ-[N-(β-Methacryloxyethyl)-N,N-dimethylamcnonium- (chlorid)]-propylmethoxysilan, N-β-Aminoethyl)-8-amino-propyltrimethoxysilan und γ-Ureidopropyltriethoxysilan und Styryldiaminosilan.The silane coupling agents are selected from those which contain reactive groups, e.g. alkoxyl groups which are able to bond to nitrogen groups in the amide groups (-NHCO-) of the polyamide component (c) via a water or alcohol elimination reaction. Silane coupling agents of this type are preferably selected from vinylalkoxysilanes, e.g. vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane and vinyl-tris-((3-methoxyethoxy)-silane, vinyltriacetylsilane, γ-methacryloxypropyltri methoxysilane, γ-[N-(β-methacryloxyethyl)-N,N-dimethylammonium-(chloride)]-propylmethoxysilane, N-β-aminoethyl)-8-amino-propyltrimethoxysilane and γ-ureidopropyltriethoxysilane and styryldiaminosilane.
Die Schmelzknetbehandlung für die mit dem Bindemittel (d') gemischte Polyamid-Komponente (c) kann unter Verwendung der herkömmlichen Einrichtungen zum Schmelzkneten erfolgen, die auch für den Schmelzknet-Schritt (1) Anwendung finden können.The melt-kneading treatment for the polyamide component (c) mixed with the binder (d') can be carried out using the conventional melt-kneading equipment which can also be used for the melt-kneading step (1).
Bei dem weiteren Knetschritt (2) wird die unmodifizierte Polyamid-Komponente (c) oder die mit dem Bindemittel (d') modifizierte Polyamid-Komponente (c) oder eine Mischung der unmodifizierten Polyamid-Komponente (c) mit dem Bindemittel (d') der Matrixmischung beigemischt, und die entstandene Mischung wird einer weiteren Knetbehandlung unterzogen, und zwar bei einer Temperatur, die gleich ist oder höher ist als die Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c), welche nichtmodifiziert ist oder mit dem Bindemittel (d') modifiziert ist.In the further kneading step (2), the unmodified polyamide component (c) or the polyamide component (c) modified with the binder (d') or a mixture of the unmodified polyamide component (c) with the binder (d') is mixed into the matrix mixture, and the resulting mixture is subjected to a further kneading treatment at a temperature that is equal to or higher than the melting temperature of the polyamide component (c) which is unmodified or modified with the binder (d').
Bei Verwendung des Bindemittels (d') beträgt der Gehalt des Bindemittels (d) bevorzugt 0,1 bis 5,5 Gew.-Tle., noch bevorzugter 0,2 bis 5,5 Gew.-Tle., noch bevorzugter 0,2 bis 3 Gew.-Tle. pro 100 Gew.-Tle. der Gesamtmenge der Polyamid- Komponente (c) und des Bindemittels (d').When using the binder (d'), the content of the binder (d) is preferably 0.1 to 5.5 parts by weight, more preferably 0.2 to 5.5 parts by weight, even more preferably 0.2 to 3 parts by weight, per 100 parts by weight of the total amount of the polyamide component (c) and the binder (d').
Das auf die Polyamid-Komponente (c) angewendete Bindemittel (d') führt zu einer wirksamen Verbesserung der chemischen Bindung der Polyamid-Komponente (c) an die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) in der Matrix, so daß die Kriechbeständigkeit der entstandenen erfindungsgemäßen feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung verbessert ist.The binder (d') applied to the polyamide component (c) leads to an effective improvement in the chemical bonding of the polyamide component (c) to the elastic component (a) and the polyolefin component (b) in the matrix, so that the creep resistance of the resulting fine fiber-reinforced thermoplastic elastomer composition according to the invention is improved.
Wenn der Gehalt des Bindemittels (d') mehr als 5,5 Gew.-Tle. beträgt, kann es geschehen, daß die Polyamid-Komponente (c) eine Übermodifizierung erfährt und somit möglicherweise nicht zu feinen Fasern geformt wird, wodurch die resultierende elastische Zusammensetzung eine unbefriedigende Kriechbeständigkeit zeigen kann.If the content of the binder (d') is more than 5.5 parts by weight, the polyamide component (c) may be overmodified and thus may not be formed into fine fibers, whereby the resulting elastic composition may exhibit unsatisfactory creep resistance.
Selbst wenn das Bindemittel (d') nicht eingesetzt wird, können Teile der Polyamid-Komponente (c) mit der elastischen Komponente (a) und der Polyolefin-Komponente (b) - mit dem Bindemittel (d) an den Grenzflächen zwischen den Komponenten (c) und den Komponenten (a) und (b) modifiziert - während des weiteren Knetschrittes chemisch verbunden werden.Even if the binder (d') is not used, parts of the polyamide component (c) can be chemically bonded to the elastic component (a) and the polyolefin component (b) - modified with the binder (d) at the interfaces between the components (c) and the components (a) and (b) - during the further kneading step.
In dem Fall, daß die elastische Komponente (a) eine bestimmte Schmelztemperatur aufweist, ist die Temperatur bei der weiteren Knetbehandlung bevorzugt gleich der Schmelztemperatur der elastischen Komponente (a) oder höher als diese.In the case that the elastic component (a) has a certain melting temperature, the temperature in the further kneading treatment is preferably equal to or higher than the melting temperature of the elastic component (a).
Wenn die Temperatur bei der weiteren Knetbehandlung niedriger ist als die Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c), kann die Polyamid-Komponente (c) nicht in der Form von feinen Partikeln in der Matrix dispergiert werden, was dazu führt, daß in dem Extrusionsschritt (3) die Polyamid-Komponente (c) nicht in der Form von feinen Fasern in der Matrix dispergiert werden kann.If the temperature in the further kneading treatment is lower than the melting temperature of the polyamide component (c), the polyamide component (c) cannot be dispersed in the form of fine particles in the matrix, resulting in that in the extrusion step (3) the polyamide component (c) cannot be dispersed in the form of fine fibers in the matrix.
Bevorzugt wird der Schritt (2) des weiteren Knetens bei einer Temperatur durchgeführt, die mindestens 30ºC oberhalb der Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c) liegt.Preferably, step (2) of further kneading is carried out at a temperature which is at least 30°C above the melting temperature of the polyamide component (c).
Wenn die Polyamid-Komponente (c) mit dem Bindemittel (d') modifiziert wird, wird die weitere Knetbehandlung (2) bevorzugt un ter Verwendung einer herkömmlichen Einrichtung zum Schmelzkneten durchgeführt, z. B. mit einem Banbury-Mischer, einem Schmelzkneter, einem Knetextruder, auf einem offenen Knetwalzwerk, mit einem monoaxialen oder einem biaxialen Kneter.When the polyamide component (c) is modified with the binder (d'), the further kneading treatment (2) is preferred and using conventional melt kneading equipment such as a Banbury mixer, a melt kneader, a kneading extruder, an open kneading mill, a monoaxial kneader or a biaxial kneader.
Wird die Polyamid-Komponente (c) nicht mit dem Bindemittel (d') modifiziert, wird der Schritt (2) des weiteren Knetens bevorzugt unter Verwendung einer Einrichtung zum Schmelzkneten durchgeführt, die zum Kneten mit hoher Schergeschwindigkeit in der Lage ist, z. B. mit einem Banbury-Mischer oder einen biaxialen Kneter.When the polyamide component (c) is not modified with the binder (d'), the step (2) of further kneading is preferably carried out using a melt-kneading device capable of kneading at a high shear rate, for example, a Banbury mixer or a biaxial kneader.
Wenn die Polyamid-Komponente (c) mit dem Silan-Haftvermittler modifiziert ist, wird die -NH-Gruppe der Polyamid-Komponente (c) über den Silan-Haftvermittler gebunden, derart, daß der -NH-Gruppe ein Wasserstoffatom entzogen wird und das übriggebliebene Stickstoffatom mit dem Silan-Haftvermittler unter Bildung einer Stickstoff-Silicium-Bindung in Reaktion tritt. Außerdem reagiert beim knetenden Einmischen der mit denn Silan- Haftvermittler modifizierten Polyamid-Komponente (c) in die Matrixmischung der Silan-Haftvermittler-Rest der modifizierten Polyamid-Komponente (c) mit Hauptketten oder Seitenketten der Elastomermoleküle in der elastischen Komponente (a) unter Bildung von Stickstoff-Silicium-Kohlenstoff-Bindungen zwischen der Polyamid-Komponente (c) und der elastischen Komponente (a). Weiter kann die mit dem Silan-Haftvermittler modifizierte Polyamid-Komponente (c) mit der Polyolefin-Komponente (b) unter Bildung von Stickstoff-Silicium-Kohlenstoff-Bindungen hierzwischen reagieren.When the polyamide component (c) is modified with the silane coupling agent, the -NH group of the polyamide component (c) is bonded via the silane coupling agent in such a way that a hydrogen atom is removed from the -NH group and the remaining nitrogen atom reacts with the silane coupling agent to form a nitrogen-silicon bond. In addition, when the polyamide component (c) modified with the silane coupling agent is kneaded into the matrix mixture, the silane coupling agent residue of the modified polyamide component (c) reacts with main chains or side chains of the elastomer molecules in the elastic component (a) to form nitrogen-silicon-carbon bonds between the polyamide component (c) and the elastic component (a). Furthermore, the polyamide component (c) modified with the silane coupling agent can react with the polyolefin component (b) to form nitrogen-silicon-carbon bonds therebetween.
Die resultierende vorläufige Zusammensetzung wird dem Extrusionsschritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens unterworfen.The resulting preliminary composition is subjected to the extrusion step (3) of the process according to the invention.
Bei dem Extrusionsschritt (3) wird die vorläufige Zusammensetzung durch eine Extrusionsdüse schmelzextrudiert, z. B. durch eine Schmelzspinndüse oder T-Düse, Schlitz- oder Blasdüse, und zwar bei einer Temperatur, die gleich der Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c) ist oder höher ist als diese, und der extrudierte Strom der vorläufigen Zusammensetzung wird gekühlt und gestreckt oder preßgewalzt, und zwar bei einer Temperatur, die niedriger ist als die Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c).In the extrusion step (3), the preliminary composition is melt-extruded through an extrusion die, e.g., a melt spinneret or T-die, slot or blow die, at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the polyamide component (c), and the extruded stream of the preliminary composition is cooled and stretched or press-rolled at a temperature lower than the melting temperature of the polyamide component (c).
Bevorzugt liegt die Extrusionstemperatur mindestens 20ºC, bevorzugt 20ºC bis 50ºC oberhalb der Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c).Preferably, the extrusion temperature is at least 20°C, preferably 20°C to 50°C above the melting temperature of the polyamide component (c).
Während des Schmelzextrusionsvorgangs werden die Partikel der Polyamid-Komponente (c) zu feinen Fasern verbunden, und während des Vorgangs des Streckens oder Preßwalzens werden die von der Polyamid-Komponente (c) gebildeten feinen Fasern gestreckt, um die Orientierung und die mechanische Festigkeit der feinen Fasern zu verbessern. Der Vorgang des Streckens oder Preßwalzens wird bei einer Temperatur durchgeführt, die niedriger ist als die Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c).During the melt extrusion process, the particles of the polyamide component (c) are bonded into fine fibers, and during the stretching or press rolling process, the fine fibers formed from the polyamide component (c) are stretched to improve the orientation and mechanical strength of the fine fibers. The stretching or press rolling process is carried out at a temperature lower than the melting temperature of the polyamide component (c).
Wenn die vorläufige Zusammensetzung durch eine Schmelzspinndüse extrudiert wird, wird der extrudierte Schmelzestrom in Form eines Fadens oder Garns während des Verstreckens oder Verziehens gekühlt, und der gestreckte Faden wird auf eine Spule oder Trommel gewickelt. Der Ausdruck "Verstrecken" oder "Verziehen" bezieht sich auf einen Vorgang, bei dem der extrudierte Faden mit einer Aufwickelgeschwindigkeit aufgewickelt wird, die höher als die Extrusionsgeschwindigkeit durch die Düse. Das Streck- oder Ziehverhältnis ist das Verhältnis der Aufwickelgeschwindigkeit zur Extrusionsgeschwindigkeit.When the preliminary composition is extruded through a melt spinneret, the extruded melt stream in the form of a thread or yarn is cooled during drawing or drafting, and the drawn thread is wound onto a bobbin or drum. The term "drawing" or "drafting" refers to a process in which the extruded thread is wound at a winding speed higher than the extrusion speed through the die. The drawing or drafting ratio is the ratio of the winding speed to the extrusion speed.
Bei dem Extrusionsschritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt das Streckverhältnis bevorzugt 1,5 bis 100, noch bevorzugter 2 bis 70, noch bevorzugter 3 bis 50.In the extrusion step (3) of the process according to the invention, the stretch ratio is preferably 1.5 to 100, more preferably 2 to 70, even more preferably 3 to 50.
Wenn das Streckverhältnis größer ist als 1, wird der extrudierte Faden während des Kühlens gestreckt.If the stretch ratio is greater than 1, the extruded thread is stretched during cooling.
Der extrudierte Faden kann einem kontinuierlichen Walzvorgang mittels einer Preßrolle oder -walze unterworfen werden" Alternativ wird die vorläufige Zusammensetzung durch eine T-Düse oder eine Blasdüse schmelzextrudiert, und das extrudierte Band wird unter Kühlen gezogen. (gestreckt) und sodann auf eine Aufwickelwalze aufgewickelt. Alternativ kann das extrudierte Band einem kontinuierlichen Walzvorgang mittels einer Preßrolle oder -walze unterworfen werden.The extruded filament may be subjected to a continuous rolling operation by means of a press roll or roller. Alternatively, the preliminary composition is melt-extruded through a T-die or a blowing die and the extruded ribbon is drawn (stretched) with cooling and then wound onto a take-up roll. Alternatively, the extruded ribbon may be subjected to a continuous rolling operation by means of a press roll or roller.
Als Folge des Extrusionsschrittes (3) wird eine feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung in Form eines Fadens, Garns oder Bändchens erhalten. Die thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung kann unter Verwendung einer Granuliervorrichtung granuliert werden oder als Garn-Prepreg verwendet werden.As a result of the extrusion step (3), a fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition in the form of a thread, yarn or tape is obtained. The thermoplastic elastomer composition can be granulated using a granulating device or used as a yarn prepreg.
Das erfindungsgemäße feinfaserverstärkte elastische Material umfaßt:The fine fiber reinforced elastic material according to the invention comprises:
(A) die erfindungsgemäße feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung wie oben erwähnt und(A) the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition of the invention as mentioned above and
(B) eine zusätzliche elastische Komponente, welche mindestens ein elastisches Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von 0ºC oder niedriger, bevorzugt -20ºC oder niedriger umfaßt und welche mit der obenerwähnten feinfaserverstärk ten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung (A) durch Kneten vermischt ist.(B) an additional elastic component which comprises at least one elastic polymer having a glass transition temperature of 0°C or lower, preferably -20°C or lower, and which is reinforced with the above-mentioned fine fiber thermoplastic elastomer composition (A) by kneading.
Bei dem erfindungsgemäßen elastischen Material liegt die Polyolefin-Komponente (b) in Gehalten von 1 bis 40 Gew.-Tln., bevorzugt 2 bis 30 Gew.-Tln. vor, und die Polyamid-Komponente (c) ist in Gehalten von 1 bis 70 Gew.-Tln., bevorzugt 2 bis 55 Gew.-Tln. vorhanden, pro 100 Teile des Gesamtgewichts der elastischen Komponente (a) und der zusätzlichen Komponente (B).In the elastic material according to the invention, the polyolefin component (b) is present in amounts of 1 to 40 parts by weight, preferably 2 to 30 parts by weight, and the polyamide component (c) is present in amounts of 1 to 70 parts by weight, preferably 2 to 55 parts by weight, per 100 parts of the total weight of the elastic component (a) and the additional component (B).
Das elastische Polymer für die zusätzliche elastische Komponente (B) kann aus den gleichen Komponenten ausgewählt sein, wie sie auch für die elastische Komponente (a) Verwendung finden können. Die zusätzliche elastische Komponente (B) kann aus einem einzigen elastischen Polymer oder einer Mischung aus zwei oder mehr elastischen Polymeren bestehen.The elastic polymer for the additional elastic component (B) can be selected from the same components as can be used for the elastic component (a). The additional elastic component (B) can consist of a single elastic polymer or a mixture of two or more elastic polymers.
Die Zusammensetzung der zusätzlichen elastischen Zusammensetzung (B) kann die gleiche sein wie die der elastischen Komponente (a) oder eine hiervon verschiedene.The composition of the additional elastic composition (B) may be the same as that of the elastic component (a) or different therefrom.
Wenn bei dem erfindungsgemäßen elastischen Material der Gehalt der Polyolefin-Komponente (b) mehr als 40 Gew.-Tle. pro 100 Teile des Gesamtgewichts der elastischen Komponente (a) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B) beträgt, dann zeigt das entstandene elastische Material eine unbefriedigende Elastizität. Ist dagegen der Gehalt der Polyolefin-Komponente (b) kleiner als 1 Gewichtsteil, so zeigt das resultierende elastische Material unbefriedigende physikalische Eigenschaften, z. B. eine schlechte Ermüdungsbeständigkeit.In the elastic material of the present invention, if the content of the polyolefin component (b) is more than 40 parts by weight per 100 parts of the total weight of the elastic component (a) and the additional elastic component (B), the resulting elastic material exhibits unsatisfactory elasticity. On the other hand, if the content of the polyolefin component (b) is less than 1 part by weight, the resulting elastic material exhibits unsatisfactory physical properties, e.g., poor fatigue resistance.
Bei einem Gehalt der Polyamid-Komponente (c) von mehr als 70 Gew.-Tln. zeigt das resultierende elastische Material eine unbefriedigende Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Verarbeitbarkeit. Bei einem Gehalt der Polyamid-Komponente (c) kleiner als 1 Gewichtsteil zeigt das entstehende elastische Material eine unbefriedigende mechanische Festigkeit. Allgemein ist das Gewichtsverhältnis der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung (A) zu der zusätzlichen elastischen Komponente (B) nicht auf ein spezifisches Verhältnis beschränkt, solange die Gehalte der Olefin-Komponente (b) und der Polyamid-Komponente (c) innerhalb der obenerwähnten spezifischen Bereiche liegen, bezogen auf das Gesamtgewicht der elastische Komponente (a) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B). Wenn aber das Gewichtsverhältnis der zusätzlichen elastischen Komponente (B) zu der Elastomer-Zusammensetzung (A) im Bereich von 20 : 1 bis 0,1 : 1, noch bevorzugter im Bereich von 10 : 1 bis 0,5 : 1 liegt, dann zeigt das resultierende elastische Material eine verbesserte Verarbeitbarkeit durch Kneten.With a content of the polyamide component (c) of more than 70 parts by weight, the resulting elastic material shows a unsatisfactory tensile strength, elongation at break and processability. When the content of the polyamide component (c) is less than 1 part by weight, the resulting elastic material shows unsatisfactory mechanical strength. Generally, the weight ratio of the thermoplastic elastomer composition (A) to the additional elastic component (B) is not limited to a specific ratio as long as the contents of the olefin component (b) and the polyamide component (c) are within the above-mentioned specific ranges based on the total weight of the elastic component (a) and the additional elastic component (B). However, when the weight ratio of the additional elastic component (B) to the elastomer composition (A) is in the range of 20:1 to 0.1:1, more preferably in the range of 10:1 to 0.5:1, the resulting elastic material shows improved processability by kneading.
Bei dem erfindungsgemäßen elastischen Material können die elastische Komponente (a) und die zusätzliche Komponente (8) vulkanisierbar sein oder vulkanisiert sein.In the elastic material according to the invention, the elastic component (a) and the additional component (8) can be vulcanizable or vulcanized.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des feinfaserverstärkten elastischen Materials wird die erfindungsgemäße feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung (A) mit einer zusätzlichen elastischen Komponente (B), welche mindestens ein elastisches Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von 0ºC oder niedriger umfaßt, einer Knet- Misch-Behandlung unterzogen, und zwar bei einer Temperatur, welche gleich oder höher ist als die Schmelztemperatur der Polyolefin-Komponente (b) und niedriger als die Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c). Die Gehalte der Polyolefin- Komponente (b) und der Polyamid-Komponente (c) werden wie oben erwähnt eingestellt.In the method for producing the fine fiber reinforced elastic material of the present invention, the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition (A) of the present invention with an additional elastic component (B) comprising at least one elastic polymer having a glass transition temperature of 0°C or lower is subjected to a kneading-mixing treatment at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the polyolefin component (b) and lower than the melting temperature of the polyamide component (c). The contents of the polyolefin component (b) and the polyamide component (c) are adjusted as mentioned above.
Wenn der Knet-Misch-Vorgang bei einer Temperatur durchgeführt wird, die niedriger ist als die Schmelztemperatur der Polyolefin-Komponente (b), werden die von der Polyamid-Komponente (c) gebildeten feinen Fasern nicht gleichmäßig in der Matrix dispergiert.When the kneading-mixing process is carried out at a temperature lower than the melting temperature of the polyolefin component (b), the fine fibers formed by the polyamide component (c) are not uniformly dispersed in the matrix.
Wenn die Knet-Misch-Behandlung bei einer Temperatur durchgeführt wird, die höher ist als die Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c), werden die von der Polyamid-Komponente (c) gebildeten feinen Fasern aufgeschmolzen und nehmen die Form kugeliger Teilchen an.When the kneading-mixing treatment is carried out at a temperature higher than the melting temperature of the polyamide component (c), the fine fibers formed by the polyamide component (c) are melted and take the form of spherical particles.
Die Knet-Misch-Temperatur liegt bevorzugt mindestens 5ºC oberhalb der Schmelztemperatur der Polyolefin-Komponente (c).The kneading-mixing temperature is preferably at least 5ºC above the melting temperature of the polyolefin component (c).
Für das Verfahren zur Herstellung des elastischen Materials liegt die feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung bevorzugt in granulierter Form vor, weil sich die Granulate mit der zusätzlichen elastischen Komponente (B), die bevorzugt als Granulat vorliegt, leicht und gleichmäßig vermischen lassen und in dem resultierenden elastischen Material die von der Polyamid-Komponente (c) gebildeten feinen Verstärkungsfasern gleichmäßig verteilt sein können.For the process for producing the elastic material, the fine fiber-reinforced thermoplastic elastomer composition is preferably in granulated form because the granules can be easily and evenly mixed with the additional elastic component (B), which is preferably in the form of granules, and the fine reinforcing fibers formed by the polyamide component (c) can be evenly distributed in the resulting elastic material.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des elastischen Materials können, wenn die elastische Komponente (a) und die zusätzliche elastische Komponente (8) vulkanisierbar sind, die feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung (A) und die zusätzliche elastische Komponente (B) mit einem Vulkanisationsmittel und fakultativ mit einem Vulkanisationsbeschleuniger durch Kneten gemischt werden.In the method for producing the elastic material, when the elastic component (a) and the additional elastic component (8) are vulcanizable, the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition (A) and the additional elastic component (B) may be mixed with a vulcanizing agent and optionally with a vulcanization accelerator by kneading.
Das Vulkanisationsmittel kommt bevorzugt in Gehalten von 0,1 bis 5,0 Gew.-Tln., noch bevorzugter von 0,5 bis 3,0 Gew.-Tln. pro 100 Gew.-Tle. des Gesamtgewichts der elastischen Komponente (a) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B) zur Verwendung. Der Vulkanisationsbeschleuniger wird bevorzugt in Gehalten von 0,01 bis 2,0 Gew.-Tln., noch bevorzugter von 0,1 bis 1,0 Gew.-Tln. pro 100 Gew.-Tle. der Summe der elastischen Komponente (a) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B) verwendet.The vulcanizing agent is preferably used in amounts of 0.1 to 5.0 parts by weight, more preferably 0.5 to 3.0 parts by weight, per 100 parts by weight of the total weight of the elastic component (a) and the additional elastic component (B). The vulcanization accelerator is preferably used in amounts of 0.01 to 2.0 parts by weight, more preferably 0.1 to 1.0 parts by weight, per 100 parts by weight of the sum of the elastic component (a) and the additional elastic component (B).
Das erfindungsgemäß verwendbare Vulkanisationsmittel kann aus herkömmlichen Vulkanisationsmitteln ausgewählt sein, z. B. Schwefel, organischen Peroxiden wie Dicumylperoxid und üblichen Hydroperoxid-Vulkanisationsharzen, z. H. Alkylphenol-Formaldehydharzen, Melamin-Formaldehydharzen und Triazin-Formaldehydharzen, und Metalloxiden, z. B. Magnesiumoxid, Zinkosid und Bleimonoxid.The vulcanizing agent usable in the invention can be selected from conventional vulcanizing agents, e.g. sulfur, organic peroxides such as dicumyl peroxide and conventional hydroperoxide vulcanizing resins, e.g. alkylphenol-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins and triazine-formaldehyde resins, and metal oxides, e.g. magnesium oxide, zincoside and lead monoxide.
Der erfindungsgemäß verwendbare Vulkanisationsbeschleuniger kann ausgewählt sein aus herkömmlichen Vulkanisationsbeschleunigern, z. B. Aldehyd-Ammonium-Verbindungen, Aldehyd-Amin-Verbindungen, Guanidin-Verbindungen, Thioharnstoff-Verbindungen, Thiazol-Verbindungen, Thiuram-Verbindungen, Dithiocarbonat-Verbindungen und Xanthat-Verbindungen.The vulcanization accelerator usable in the invention can be selected from conventional vulcanization accelerators, e.g. aldehyde-ammonium compounds, aldehyde-amine compounds, guanidine compounds, thiourea compounds, thiazole compounds, thiuram compounds, dithiocarbonate compounds and xanthate compounds.
Wenn das Vulkanisationsmittel der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung (A) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B) beigemischt wird, wird das resultierende elastische Material bevorzugt bei einer Temperatur vulkanisiert, die im Bereich von 100 bis 180ºC und unterhalb der Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c) liegt. Wenn die Vulkanisationstemperatur höher ist als die Schmelztemperatur der Polyamid-Komponente (c), werden die von der Polyamid-Kompo nente (c) gebildeten feinen Fasern aufgeschmolzen und gehen in die Form von kugeligen Teilchen über. Das entstehende vulkanisierte Material kann nicht durch die feinen Fasern verstärkt werden.When the vulcanizing agent is mixed into the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition (A) and the additional elastic component (B), the resulting elastic material is preferably vulcanized at a temperature ranging from 100 to 180°C and below the melting temperature of the polyamide component (c). If the vulcanization temperature is higher than the melting temperature of the polyamide component (c), the properties of the polyamide component (b) are reduced. component (c) are melted and take the form of spherical particles. The resulting vulcanized material cannot be reinforced by the fine fibers.
Das feinfaserverstärkte elastische Material enthält fakulativ ein Additiv, welches mindestens ein Mitglied umfaßt, das ausgewählt ist aus z. B. Verstärkungsmaterialien wie Ruß (Carbon Black), Weißruß, aktiviertes Calciumcarbonat, superfein gemahlenes Magnesiumsilicat, Harze mit hohem Polystyrolanteil, phenolische Harze, Lignin, modifizierte Melaminharze, Cumaron- Inden-Harze und Petroleumharze; Füllstoffen wie Calciumcarbonat, basisches Magnesiumcarbonat, Kaolin, Zinkoxid, Diatomeenerde, regenerierte Kautschuke, Pulver-Kautschuke, Hartgummimehl; Stabilisatoren wie Amin-Aldehyd-Verbindungen, Amin-Keton- Verbindungen, Amine, phenolische Verbindungen, Imidazol-Verbindungen, schwefelhaltige Antioxidantien und phosphorhaltige Antioxidantien; und Farbmitteln.The fine fiber reinforced elastic material optionally contains an additive comprising at least one member selected from, for example, reinforcing materials such as carbon black, white carbon black, activated calcium carbonate, superfinely ground magnesium silicate, high polystyrene resins, phenolic resins, lignin, modified melamine resins, coumarone-indene resins and petroleum resins; fillers such as calcium carbonate, basic magnesium carbonate, kaolin, zinc oxide, diatomaceous earth, regenerated rubbers, powdered rubbers, hard rubber powder; stabilizers such as amine-aldehyde compounds, amine-ketone compounds, amines, phenolic compounds, imidazole compounds, sulfur-containing antioxidants and phosphorus-containing antioxidants; and colorants.
Bei der erfindungsgemäßen thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung ist eine Mehrzahl von feinen Verstärkungsfasern, die von der Polyamid-Komponente (c) gebildet sind, in der die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) umfassenden Matrix dispergiert und chemisch zu den Komponenten (a) und (b) an den Grenzflächen hierzwischen gebunden. Als Ganzes gesehen aber ist die elastomere Zusammensetzung thermolplastisch. Aus diesem Grund ist die erfindungsgemäße Elastomer- Zusammensetzung nach denselben Formgebungsverfahren verarbeitbar wie die gewöhnlichen thermoplastischen Harze, so etwa nach einem Spritzgießverfahren, Extrusions-Formgebungsverfalhren und Preß-Formgebungsverfahren. Die resultierenden Formartikel zeigen hohe Steifigkeit und mechanische Festigkeit und haben ein geringes Gewicht.In the thermoplastic elastomer composition of the present invention, a plurality of fine reinforcing fibers formed from the polyamide component (c) are dispersed in the matrix comprising the elastic component (a) and the polyolefin component (b) and chemically bonded to the components (a) and (b) at the interfaces therebetween. However, as a whole, the elastomer composition is thermoplastic. For this reason, the elastomer composition of the present invention is processable by the same molding methods as the ordinary thermoplastic resins, such as injection molding, extrusion molding and press molding. The resulting molded articles exhibit high rigidity and mechanical strength and are lightweight.
Die erfindungsgemäße feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung kann als Garn-Prepreg verwendet werden. Das Garn-Prepreg kann dazu verwendet werden, eine Matte herzustellen, oder es kann nach Art einer Leinwandbindung, reifencordartigen Bindung oder Atlas(Satin)bindung verwoben werden oder einer Formgebung auf einer Stanzmaschine unterworfen werden.The fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition of the present invention can be used as a yarn prepreg. The yarn prepreg can be used to make a mat, or it can be woven in a plain weave, tire cord weave or satin weave manner, or it can be subjected to molding on a punching machine.
Das aus der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer- Zusammensetzung (A) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B) hergestellte elastische Material enthält eine Mehrzahl von sich von der Polyamid-Komponente (c) ableitenden feinen Fasern dispergiert in einer Matrix, welche die elastische Komponente (a) und die zusätzliche elastische Komponente (B) umfaßt, wobei Teile der Polyolefin-Komponente (b) auf die von der Polyamid-Komponente (c) gebildeten feinen Fasern aufgepfropft sind, unter Ausbildung kristalliner Lamellen, die von den Oberflächen der feinen Fasern nach außen gerichtet abstehen. Die kristallinen Lamellen dienen als Verankerung für die feinen Fasern und verbessern die Grenzflächenhaftung zwischen den feinen Fasern und der elastischen Matrix. Ein anderer Teil der Polyolefin-Komponente (b) ist in Form von feinen Partikeln mit einer Größe von 0,1 um oder weniger auf die elastische Komponente (a) aufgepfropft und gleichmäßig in der elastischen Matrix verteilt, um so das entstehende elastische Material zu verstärken.The elastic material made from the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition (A) and the additional elastic component (B) contains a plurality of fine fibers derived from the polyamide component (c) dispersed in a matrix comprising the elastic component (a) and the additional elastic component (B), with parts of the polyolefin component (b) grafted onto the fine fibers formed by the polyamide component (c) to form crystalline lamellae projecting outwardly from the surfaces of the fine fibers. The crystalline lamellae serve as anchors for the fine fibers and improve the interfacial adhesion between the fine fibers and the elastic matrix. Another part of the polyolefin component (b) is grafted onto the elastic component (a) in the form of fine particles having a size of 0.1 µm or less and uniformly distributed in the elastic matrix to reinforce the resulting elastic material.
Demnach zeigt das erfindungsgemäße feinfaserverstärkte elastische Material gegenüber dem herkömmlichen faserverstärkten elastischen Material eine hohe Härte, einen hohen Elastizitätsmodul, eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit, einen geringen Temperaturanstieg (bei gleicher Härte) und auch in der senkrecht zur Orientierung der feinen Fasern liegenden Richtung einen verbesserten Elastizitätsmodul und verbesserte Ermüdungsbeständigkeit.Accordingly, the fine fiber reinforced elastic material according to the invention exhibits, compared with the conventional fiber reinforced elastic material, a high hardness, a high elastic modulus, an excellent fatigue resistance, a low temperature rise (at the same hardness) and also in the direction perpendicular to the orientation of the fine fibers an improved modulus of elasticity and improved fatigue resistance.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail using the following examples.
In den Beispielen wurden die folgenden Prüfungen durchgeführt.In the examples, the following tests were carried out.
(1) Dichte: ASTM D1505(1) Density: ASTM D1505
(2) Zug-Elastizitätsmodul:(2) Tensile modulus of elasticity:
Der komplexe Elastizitätsmodul wurde unter Verwendung eines Geräts vom Typ Vibron DDV-11 (Marke) der Orientec Co. bei einer Temperatur von 23ºC ermittelt.The complex elastic modulus was determined using a Vibron DDV-11 (trademark) of Orientec Co. at a temperature of 23ºC.
(3) Streckgrenze: ASTM D638(3) Yield strength: ASTM D638
(4) Reißfestigkeit: ASTM D638(4) Tear strength: ASTM D638
(5) Kriechen: Eine Probe der Länge L&sub0; wurde unter einer Belastung von 50 kg/cm² über eine Stunde gedehnt; sodann wurde die Last weggenommen und die Länge L der Probe gemessen.(5) Creep: A specimen of length L0 was stretched under a load of 50 kg/cm2 for one hour; then the load was removed and the length L of the specimen was measured.
Das Kriechen der Probe wurde nach folgender Gleichung berechnet:The creep of the sample was calculated using the following equation:
Kriechen (%) = (L - L&sub0;)/L&sub0; · 100Creep (%) = (L - L0 )/L0 · 100
Je kleiner der Kriechwert, um so höher ist der Kriechwiderstand.The smaller the creep value, the higher the creep resistance.
(6) Feinfaserbildung einer Polyamid-Komponente (c) in einer feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung: Eine feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung wurde in einem gemischten Lösungsmittel, bestehend aus 50 Volumenteilen o-Dichlorbenzol und 50 Volumenteilen Xylol, bei einer Temperatur von 100ºC unter Rückfluß des Lösungsmittels behandelt, um die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) zu entfernen. Die verbleibende Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern wurde im Mikroskop beobachtet und bestimmt.(6) Fine fiber formation of a polyamide component (c) in a fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition: A fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition was treated in a mixed solvent consisting of 50 parts by volume of o-dichlorobenzene and 50 parts by volume of xylene at a temperature of 100°C while refluxing the solvent to remove the elastic component (a) and the polyolefin component (b). The remaining polyamide component (c) in the form of fine fibers was observed and determined under a microscope.
(7) Durchschnittliche Dicke der sich von der Polyamid-Komponente (c) ableitenden feinen Fasern: Die Dicke von 200 sich von der Polyamid-Komponente (c) ableitenden feinen Fasern wurde im Mikroskop ermittelt; aus den gemessenen Dicken wurde ein Durchschnittswert errechnet.(7) Average thickness of fine fibers derived from the polyamide component (c): The thickness of 200 fine fibers derived from the polyamide component (c) was measured under a microscope and an average value was calculated from the measured thicknesses.
(8) Formbarkeit: Ein feinfaserverstärktes thermoplastisches Elastomer-Compositmaterial wurde mittels einer Heißpresse bei einer Temperatur von 180ºC zu einem Flachmaterial mit einer Dicke von 1 bis 2 mm geformt. Die Oberflächenglätte des resultierenden Flachmaterials wurde mit bloßem Auge beobachtet und wie folgt bewertet(8) Formability: A fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composite material was formed into a sheet with a thickness of 1 to 2 mm by means of a hot press at a temperature of 180ºC. The surface smoothness of the resulting sheet was observed with the naked eye and evaluated as follows
Güteklasse FormbarkeitGrade Formability
4 Das resultierende Flachmaterial hatte eine sehr glatte Oberfläche.4 The resulting sheet had a very smooth surface.
3 Das resultierende Flachmaterial hatte eine befriedigende Oberfläche.3 The resulting flat material had a satisfactory surface.
2 Das resultierende Flachmaterial hatte eine rauhe Oberfläche.2 The resulting sheet material had a rough surface.
1 Die Bildung des Flachmaterials war schwierig, oder das entstandene Flachmaterial hatte eine sehr rauhe Oberfläche.1 The formation of the sheet was difficult, or the resulting sheet had a very rough surface.
(9) Elastizitätsmodul, Zugfestigkeit und Bruchdehnung eines feinfaserverstärkten elastischen Materials: Aus einem feinfaserverstärkten elastischen Material wurde ein Dumbbell-Prüfkörper Nr. 3 durch Stanzen hergestellt und der Prüfung in bezug auf Elastizitätsmodul, Zugfestigkeit und Bruchdehnung des elastischen Materials nach JIS K 6251 unterworfen.(9) Elastic modulus, tensile strength and elongation at break of a fine fiber reinforced elastic material: A dumbbell specimen No. 3 was made from a fine fiber reinforced elastic material by punching and subjected to the test for elastic modulus, tensile strength and elongation at break of the elastic material according to JIS K 6251.
(10) Ermüdungsbeständigkeit unter konstanter Belastungarate: Aus einem feinfaserverstärkten elastischen Material wurde ein Dumbbell-Prüfkörper Nr. 3 durch Stanzen hergestellt und unter wiederholtem Aufbringen einer Last von 70 kg/cm² bis zum Bruch gedehnt; die Zahl der Lastaufbringungen bis zum Bruch wurde festgehalten.(10) Fatigue resistance under constant loading rate: A dumbbell specimen No. 3 was made of a fine fiber reinforced elastic material by punching and stretched until failure by repeatedly applying a load of 70 kg/cm2; the number of load applications until failure was recorded.
(11) Temperaturanstieg (AT)(11) Temperature rise (AT)
Der Temperaturanstieg (ΔT) des elastischen Materials während des Vulkanisationsvorgangs wurde unter Verwendung eines Geräts vom Typ Goodrich Flexmeter (Marke) in Einklang mit ASTM D 623 gemessen.The temperature rise (ΔT) of the elastic material during the vulcanization process was measured using a Goodrich Flexmeter (trademark) in accordance with ASTM D 623.
In jedem der Beispiele 1 bis 4 wurde eine feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung aus den folgenden Komponenten hergestellt.In each of Examples 1 to 4, a fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition was prepared from the following components.
Als elastische Komponente (a) wurde ein Ethylen-Propylen- Copolymer vom Typ EPDM (Marke: EP-22, ein Produkt der Nihon Goseigomu K. K.) mit einer Glasübergangstemperatur von -60ºC eingesetzt. Als Polyolefin-Komponente (b) kam ein Polypropylen- Harz (Marke: Ubepolypro J109, hergestellt von Ube Industries, Ltd.) mit einer Schmelztemperatur von 165ºC bis 170ºC und einem Schmelzflußindex von 9 g/10 min zur Verwendung. Ferner wurde als Polyamid-Komponente (c) ein Kunststoff vom Typ Nylon 6 (Marke: Ubenylon 1022B, ein Produkt der Ube Industries, Ltd.) mit einer Schmelztemperatur von 215ºC bis 220ºC und einem Molekulargewicht von 30 000 verwendet.As the elastic component (a), an ethylene-propylene copolymer of EPDM type (brand: EP-22, a product of Nihon Goseigomu K. K.) having a glass transition temperature of -60ºC was used. As the polyolefin component (b), a polypropylene resin (brand: Ubepolypro J109, manufactured by Ube Industries, Ltd.) having a melting temperature of 165ºC to 170ºC and a melt flow index of 9 g/10 min was used. Furthermore, as the polyamide component (c), a resin of nylon 6 type (brand: Ubenylon 1022B, a product of Ube Industries, Ltd.) having a melting temperature of 215ºC to 220ºC and a molecular weight of 30,000 was used.
Die Polyolefin-Komponente (b) wurde mit 0,5 Gew.-Tln. γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 0,1 Gew.-Tln. n-Butyl-4,4-di- (tert-butylperoxy)-valerat pro 100 Gew:-Tle. der Polyolefin- Komponente (b) modifiziert, und zwar durch eine Schmelzknetbehandlung bei einer Temperatur von 180ºC unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders.The polyolefin component (b) was modified with 0.5 parts by weight of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 0.1 part by weight of n-butyl-4,4-di-(tert-butylperoxy)valerate per 100 parts by weight of the polyolefin component (b) by a melt-kneading treatment at a temperature of 180°C using a twin-screw extruder.
Die Polyamid-Komponente (c) wurde mit N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan in einer Menge von 1,0 Gew.-Tln. pro 100 Gew.-Tle. der Komponente (c) durch eine Schmelzknetbehandlung bei einer Temperatur von 240ºC unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders modifiziert.The polyamide component (c) was modified with N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane in an amount of 1.0 part by weight per 100 parts by weight of the component (c) by a melt-kneading treatment at a temperature of 240°C using a twin-screw extruder.
Die modifizierte Polyolefin-Komponente (b) in der in Tabelle 1 angegebenen Menge wurde mit der elastischen Komponente (a) in der in Tabelle 1 angegebenen Menge gemischt, und die Mischung wurde in einem Banbury-Mischer bei einer Temperatur von 180ºC 5 Minuten lang schmelzgeknetet, um eine Matrixmischung bereitzustellen. Die Matrixmischung wurde bei einer Temperatur von 170ºC abgezogen und dann zu Granulat verarbeitet.The modified polyolefin component (b) in the amount given in Table 1 was mixed with the elastic component (a) in the amount shown in Table 1, and the mixture was melt-kneaded in a Banbury mixer at a temperature of 180ºC for 5 minutes to provide a matrix mixture. The matrix mixture was drawn off at a temperature of 170ºC and then made into granules.
Das Granulat der Matrixmischung wurde mit der modifizierten Polyamid-Komponente (c) in der in Tabelle 1 aufgeführten Menge gemischt, und diese Mischung wurde in einem Doppelschneckenextruder bei einer Temperatur von 240ºC einer Schmelzknetbehandlung unterworfen und dann granuliert, um eine vorläufige Zusammensetzung zu schaffen. Die vorläufige Zusammensetzung in der Form des Granulats wurde mittels eines Einschneckenextruders in Fadenform schmelzextrudiert, unter Kühlen und Aufwickeln mit einem Streckverhältnis von 10, und sodann unter Verwendung einer Granuliervorrichtung zu Granulat verarbeitet. Der Vorgang des Aufwickelns wurde bei Raumtemperatur durchgeführt. Das Granulat wurde zu einem Flachmaterial mit einer Dicke von 1 mm geformt, unter Verwendung einer Presse und Anwendung einer Temperatur von 180ºC. Das entstandene Flachmaterial zeigte glatte Oberflächen.The granules of the matrix mixture were mixed with the modified polyamide component (c) in the amount shown in Table 1, and this mixture was subjected to a melt-kneading treatment in a twin-screw extruder at a temperature of 240°C and then granulated to prepare a preliminary composition. The preliminary composition in the form of granules was melt-extruded in a filamentary form by means of a single-screw extruder, cooled and wound up at a stretch ratio of 10, and then made into granules using a granulator. The winding process was carried out at room temperature. The granules were formed into a sheet having a thickness of 1 mm using a press and applying a temperature of 180°C. The resulting sheet showed smooth surfaces.
Ein Teil von dem Flachmaterial wurde entnommen, um einen Probekörper herzustellen. Der Probekörper wurde den Tests (6) und (7) unterzogen, denen entsprechend die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) mittels des gemischten Lösungsmittels entfernt wurden und die verbleibende Polyamid-Komponente (c) im Mikroskop beobachtet wurde. Es wurde bestätigt, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,2 bis 0,3 um vorlag. Bei einer NMR-Messung der verbleibenden feinen Fasern zeigte das resultierende NMR-Spektrum Peaks, die zu der (Nylon 6)-Polyamid-Komponente (c) und der elastischen (EPDM)- Komponente (a) und der (PP)-Polyolefin-Komponente (b) korrespondierten.A part of the sheet was taken out to prepare a test piece. The test piece was subjected to tests (6) and (7), respectively, in which the elastic component (a) and the polyolefin component (b) were removed by means of the mixed solvent and the remaining polyamide component (c) was observed under the microscope. It was confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers having an average thickness of 0.2 to 0.3 µm. When the remaining fine fibers were measured by NMR, the resulting NMR spectrum showed peaks attributable to the (nylon 6)-polyamide component (c) and the elastic (EPDM)- Component (a) and the (PP)-polyolefin component (b).
Aus den anderen Teilen des aus der feinfaserverstärkten Elastomer-Zusammensetzung hergestellten Flachmaterials wurden Prüfkörper der Form Dumbbell gearbeitet und der Prüfung auf die physikalischen Eigenschaften unterworfen. Die Ergebnisse der Prüfungen sind in Tabelle 1 dargestellt.Dumbbell-shaped test specimens were made from the other parts of the sheet material made from the fine-fiber-reinforced elastomer composition and subjected to testing for physical properties. The results of the tests are shown in Table 1.
Die Zug-Elastizitätsmodule der Prüfkörper betrugen von 3690 bis 4612 kg/cm², und die Zugfestigkeiten betrugen von 79 bis 190 kg/cm², wie aus Tabelle 1 zu ersehen. Der Zug-Elastizitätsmodul und die Zugfestigkeit erhöhten sich mit zunehmendem Gehalt der sich von der Polyamid-Komponente (c) ableitenden feinen Fasern.The tensile elastic moduli of the test specimens were from 3690 to 4612 kg/cm², and the tensile strengths were from 79 to 190 kg/cm², as shown in Table 1. The tensile elastic modulus and the tensile strength increased with increasing the content of the fine fibers derived from the polyamide component (c).
Das aus der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer- Zusammensetzung hergestellte Flachmaterial gemäß den Beispielen 1 bis 4 zeigte keine Streckspannung.The sheet material made from the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition according to Examples 1 to 4 showed no yield stress.
Die Kriechbeständigkeit betrug von 1% in Beispiel 4 bis 10% in Beispiel 1. Die Kriechbeständigkeit erhöhte sich mit zunehmendem Gehalt der sich von der Polyamid-Komponente (c) ableitenden feinen Fasern.The creep resistance ranged from 1% in Example 4 to 10% in Example 1. The creep resistance increased with increasing content of the fine fibers derived from the polyamide component (c).
Eine Spannungs-Dehnungs-Kurve des aus der feinfaserverstärkten Elastomer-Zusammensetzung hergestellten Flachmaterials gemäß Beispiel 2 ist in Fig. 2 dargestellt.A stress-strain curve of the sheet material made from the fine fiber reinforced elastomer composition according to Example 2 is shown in Fig. 2.
Weiter zeigt Fig. 3 die von der Polyamid-Komponente (c) gebildeten feinen Fasern in dem aus der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung hergestellten Flachmaterial von Beispiel 1.Further, Fig. 3 shows the fine fibers formed by the polyamide component (c) in the sheet made from the fine fiber-reinforced thermoplastic elastomer composition of Example 1.
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 1, jedoch mit Einsatzmengen der Komponenten (a), (b) und (c), wie sie in Tabelle 1 aufgeführt sind. Im einzelnen wurde keine Polyamid-Komponente (c) verwendet, und die aus der modifizierten Polyolefin-Komponente (b) und der elastischen Komponente (a) bereitete Matrixmischung wurde zu einem Flachmaterial geformt. Das Flachmaterial wurde dann den Prüfungen unterworfen.The same procedures and tests were carried out as in Example 1, but using amounts of components (a), (b) and (c) as shown in Table 1. Specifically, no polyamide component (c) was used and the matrix mixture prepared from the modified polyolefin component (b) and the elastic component (a) was formed into a sheet. The sheet was then subjected to the tests.
Die Ergebnisse der Prüfungen sind aus Tabelle 1 zu ersahen. Zwar wurde der Zug-Elastizitätsmodul des resultierenden Flachmaterials aus der Elastomer-Zusammensetzung zu 3611 kg/cm² erhalten, was einem Ergebnis ähnlich dem der Beispiele 1 bis 4 entspricht; die Zugfestigkeit des Flachmaterials aber betrug 68 kg/cm², und die Streckspannung betrug 45 kg/cm², was deutlich hinter den Ergebnissen der Beispiele 1 bis 4 zurücksteht.The results of the tests are shown in Table 1. Although the tensile elastic modulus of the resulting sheet material from the elastomer composition was obtained as 3611 kg/cm², which is similar to that of Examples 1 to 4, the tensile strength of the sheet material was 68 kg/cm² and the yield stress was 45 kg/cm², which is significantly lower than the results of Examples 1 to 4.
Weiter zeigte das Flachmaterial eine Kriechbeständigkeit von 150% unter einer Belastung von 50 kg/cm², was einen deutlich hohen Wert darstellt.Furthermore, the flat material showed a creep resistance of 150% under a load of 50 kg/cm², which is a significantly high value.
Die Spannungs-Dehnungs-Kurve des aus der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung hergestellten Flachmaterials von Vergleichsbeispiel 1 zeigt Fig. 2.The stress-strain curve of the sheet material made from the thermoplastic elastomer composition of Comparative Example 1 is shown in Fig. 2.
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 1, jedoch wurde die Polyamid-Komponente (c) in einer Menge von 500 Gew.-Tln. verwendet.The same procedures and tests were carried out as in Example 1, but the polyamide component (c) was used in an amount of 500 parts by weight.
Die als Granulat hergestellte vorläufige Zusammensetzung wurde mit derselben Verstreckung wie in Beispiel 1 in Fadenform abgezogen, und der Faden wurde durch Preßformen in ein Flachmaterial überführt. Das resultierende Flachmaterial war nicht geeignet für die Prüfung der physikalischen Eigenschaften.The preliminary composition prepared as granules was drawn into a filament form at the same stretching as in Example 1, and the filament was formed into a sheet by compression molding. The resulting sheet was not suitable for testing the physical properties.
Das Flachmaterial wurde der Feinfaser-Beobachtung nach Test (b) unterzogen. Hierbei wurde gefunden, daß die Polyamid-Komponente (c) in Form eines Films in der Matrix verteilt war.The sheet was subjected to fine fiber observation according to test (b). It was found that the polyamide component (c) was distributed in the form of a film in the matrix.
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 1, jedoch wurde keine Polyolefin-Komponente (b) verwendet.The same procedures and tests were carried out as in Example 1, but no polyolefin component (b) was used.
Die vorläufige Zusammensetzung wurde wie in Beispiel in Fadenform extrudiert, und der extrudierte Faden wurde granuliert. Die resultierende, als Granulat hergestellte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung wurde durch Preßformen unter einer Preßtemperatur von 180ºC in die Form eines Flachmaterials gebracht.The preliminary composition was extruded into a filament form as in Example 1, and the extruded filament was granulated. The resulting thermoplastic elastomer composition prepared as granules was molded into a sheet by compression molding under a compression temperature of 180°C.
Das resultierende Flachmaterial wurde den Prüfungen auf die physikalischen Eigenschaften unterworfen.The resulting flat material was subjected to tests for physical properties.
Das Flachmaterial zeigte einen Zug-Elastizitätsmodul von 2580 kg/cm² und eine Zugfestigkeit von 52 kg/cm², d. h. deutlich niedrigere Werte als die der Beispiele 1 bis 4.The flat material showed a tensile elastic modulus of 2580 kg/cm² and a tensile strength of 52 kg/cm², i.e. significantly lower values than those of Examples 1 to 4.
Die Ergebnisse der Feinfaser-Beobachtung im Mikroskop nach Test (6) und (7) bestätigten, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,3 um vorlag.The results of microscopic observation of fine fibers after tests (6) and (7) confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers with an average thickness of 0.3 µm.
Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.The test results are shown in Table 1.
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 1, um eine feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung herzustellen, wobei jedoch die Polyamid-Komponente (c) nicht, mit N-β-(Aminoethyl)-γ-amino-propyltrimethoxysilan modifiziert wurde.The same procedures and tests as in Example 1 were carried out to prepare a fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition, except that the polyamide component (c) was not modified with N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane.
Die vorläufige Zusammensetzung wurde in Fadenform extrudiert, unter Anwendung des gleichen Streckverhältnisses wie in Beispiel 1, und zu Granulat verarbeitet. Die resultierende, als Granulat hergestellte thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 unter Anwendung einer Temperatur von 100ºC in ein Flachmaterial überführt. Das resultierende Flachmaterial wurde dann den Prüfungen unterworfen.The preliminary composition was extruded in filament form, using the same stretch ratio as in Example 1, and processed into pellets. The resulting thermoplastic elastomer composition prepared as pellets was converted into a sheet in the same manner as in Example 1 using a temperature of 100°C. The resulting sheet was then subjected to the tests.
Obgleich bei diesem Beispiel die Polyamid-Komponente (c) mit dem Silan-Haftvermittler modifiziert war, zeigte das resultierende Flachmaterial aus der feinfaserverstärkten thermoplasti schen Elastomer-Zusammensetzung einen Zug-Elastizitätsmodul von 4920 kg/cm² und eine Zugfestigkeit von 218 kg/cm², was hervorragende Werte sind. Ferner zeigte das Flachmaterial im wesentlichen keine Streckspannung, und das Kriechen war mit 1% sehr gering.Although in this example the polyamide component (c) was modified with the silane coupling agent, the resulting sheet material made of the fine fiber reinforced thermoplastic The elastomer composition exhibited a tensile elastic modulus of 4920 kg/cm² and a tensile strength of 218 kg/cm², which are excellent values. Furthermore, the sheet material showed essentially no yield stress and the creep was very low at 1%.
Die mikroskopische Beobachtung gemäß Test (6) und (7) bestätigte, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,2 um vorlag.The microscopic observation according to tests (6) and (7) confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers with an average thickness of 0.2 µm.
Die Ergebnisse der Prüfungen zeigt Tabelle 1. Tabelle 1 The results of the tests are shown in Table 1. Table 1
Anmerkung:Annotation:
(*)1 PP: Polypropylen(*)1 PP: Polypropylen
(*)2 EPDM: Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer(*)2 EPDM: Ethylene-propylene-diene terpolymer
(*)3 PA6: Nylon 6(*)3 PA6: Nylon 6
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 1, wobei jedoch die Polyolefin-Komponente (b) in einer Menge von 50 Gew.-Tln. verwendet wurde und die Polyamid- Komponente (c) in einer Menge von 75 Gew.-Tln, eingesetzt wurde.The same procedures and tests were carried out as in Example 1, except that the polyolefin component (b) was used in an amount of 50 parts by weight and the polyamide component (c) was used in an amount of 75 parts by weight.
Die vorläufige Zusammensetzung wurde in Fadenform extrudiert, unter Anwendung des gleichen Streckverhältnisses wie in Beispiel 1, und granuliert. Die resultierende thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung in der Form des Granulats wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durch Preßformen bei einer Temperatur von 180ºC in ein Flachmaterial überführt. Das resultierende Flachmaterial würde dann den Prüfungen unterworfen.The preliminary composition was extruded in the form of a filament, using the same stretch ratio as in Example 1, and granulated. The resulting thermoplastic elastomer composition in the form of granules was converted into a sheet by compression molding at a temperature of 180°C in the same manner as in Example 1. The resulting sheet was then subjected to the tests.
Obgleich bei diesem Beispiel die elastische Komponente (a), nämlich EPDM, in einem erhöhten Gehalt von 200 Gew.-Tln. verwendet wurde, zeigte das resultierende Flachmaterial aus der feinfaserverstärkten Elastomer-Zusammensetzung einen Zug- Elastizitätsmodul von 3090 kg/cm² und eine Zugfestigkeit von 89 kg/cm², was durchaus befriedigende Werte sind. Ferner zeigte das Flachmaterial keine Streckspannung und mit 7% ein geringes Kriechen.Although in this example the elastic component (a), EPDM, was used in an increased content of 200 parts by weight, the resulting sheet material made of the fine fiber reinforced elastomer composition showed a tensile elastic modulus of 3090 kg/cm² and a tensile strength of 89 kg/cm², which are quite satisfactory values. Furthermore, the sheet material showed no yield stress and a low creep of 7%.
Die Beobachtung im Mikroskop nach Test (6) und (7) bestätigte, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,2 um vorlag.Microscopic observation after tests (6) and (7) confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers with an average thickness of 0.2 µm.
Die Prüfergebnisse sind aus Tabelle 2 zu ersehen.The test results are shown in Table 2.
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 1, wobei jedoch die Polyolefin-Komponente (b) in einer Menge von 77 Gew.-Tln. verwendet wurde und die Polyamid- Komponente (c) in einer Menge von 88 Gew.-Tln. verwendet wurde.The same procedures and tests were carried out as in Example 1, except that the polyolefin component (b) was used in an amount of 77 parts by weight and the polyamide component (c) was used in an amount of 88 parts by weight.
Die vorläufige Zusammensetzung wurde in Fadenform extrudiert, unter Verwendung des gleichen Streckverhältnisses wie in Beispiel 1, und zu Granulat verarbeitet. Die resultierende, als Granulat hergestellte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durch Preßformen bei einer Temperatur von 180ºC in ein Flachmaterial überführt. Das entstandene Flachmaterial wurde dann den Prüfungen unterworfen.The preliminary composition was extruded in filament form, using the same stretch ratio as in Example 1, and processed into pellets. The resulting thermoplastic elastomer composition prepared as pellets was converted into a sheet by compression molding at a temperature of 180°C in the same manner as in Example 1. The resulting sheet was then subjected to the tests.
Obgleich bei diesem Beispiel die elastische Komponente (a), nämlich EPDM, in einem erhöhten Gehalt von 130 Gew.-Tln. verwendet wurde, wies das resultierende Flachmaterial aus der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung einen Zug-Elastizitätsmodul von 3560 kg/cm² und eine Zugfestigkeit von 100 kg/cm² auf, das Flachmaterial zeigte im wesentlichen keine Streckspannung, und das Kriechen war mit 6% gering.In this example, although the elastic component (a), namely EPDM, was used in an increased content of 130 parts by weight, the resulting sheet of the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition had a tensile elastic modulus of 3560 kg/cm2 and a tensile strength of 100 kg/cm2, the sheet showed substantially no yield stress, and the creep was small at 6%.
Die mikroskopische Beobachtung nach Test (6) und (7) bestätigte, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,3 um vorlag.The microscopic observation after tests (6) and (7) confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers with an average thickness of 0.3 µm.
Die Ergebnisse der Prüfungen zeigt Tabelle 2.The results of the tests are shown in Table 2.
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 1, wobei jedoch die Polyolefin-Komponente (b) in einer Menge von 200 Gew.-Tln. verwendet wurde und die Polyamid- Komponente (c) in einer Menge von 150 Gew.-Tln. verwendet wurde.The same procedures and tests were carried out as in Example 1, except that the polyolefin component (b) was used in an amount of 200 parts by weight and the polyamide component (c) was used in an amount of 150 parts by weight.
Die vorläufige Zusammensetzung wurde in Fadenform extrudiert, unter Verwendung des gleichen Streckverhältnisses wie in Beispiel 1, und granuliert. Die resultierende thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung in der Form des Granulats wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durch Preßformen unter Anwendung einer Temperatur von 180ºC in ein Flachmaterial überführt. Das resultierende Flachmaterial wurde dann den Prüfungen unterworfen.The preliminary composition was extruded in the form of a filament using the same stretch ratio as in Example 1 and granulated. The resulting thermoplastic elastomer composition in the form of granules was formed into a sheet by compression molding using a temperature of 180°C in the same manner as in Example 1. The resulting sheet was then subjected to the tests.
In diesem Beispiel hatte das resultierende Flachmaterial aus der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung einen Zug-Elastizitätsmodul von 4870 kg/cm² und eine Zugfestigkeit von 102 kg/cm², was durchaus befriedigende Werte darstellt. Weiter zeigte das Flachmaterial im wesentlichen keine Streckspannung, und das Kriechen war mit 2% sehr gering.In this example, the resulting sheet made of the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition had a tensile elastic modulus of 4870 kg/cm² and a tensile strength of 102 kg/cm², which are quite satisfactory values. Furthermore, the sheet showed essentially no yield stress and the creep was very low at 2%.
Anhand der Beobachtung im Mikroskop nach Test (6) und (7) wurde bestätigt, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,3 um vorlag.From the microscope observation after tests (6) and (7), it was confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers with an average thickness of 0.3 µm.
Die Ergebnisse der Prüfungen sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2 The results of the tests are shown in Table 2. Table 2
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 1, wobei jedoch die elastische Komponente (a) aus einem Naturkautschuk (SMR-L) in einer Menge von 100 Gew.-Tln. bestand. Der Naturkautschuk hatte eine Glasübergangstemperatur von -63ºC.The same procedures and tests were carried out as in Example 1, except that the elastic component (a) consisted of a natural rubber (SMR-L) in an amount of 100 parts by weight. The natural rubber had a glass transition temperature of -63ºC.
Die vorläufige Zusammensetzung wurde in Fadenform unter Verwendung des gleichen Streckverhältnisses wie in Beispiel 1 extrudiert und granuliert. Die resultierende thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung in der Form des Granulats wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durch Preßformen bei einer Temperatur von 180ºC in ein Flachmaterial überführt. Das entstandene Flachmaterial wurde dann den Prüfungen unterzogen.The preliminary composition was extruded and granulated in the form of a filament using the same stretch ratio as in Example 1. The resulting thermoplastic elastomer composition in the form of granules was formed into a sheet by compression molding at a temperature of 180°C in the same manner as in Example 1. The resulting sheet was then subjected to tests.
In diesem Beispiel zeigte das resultierende Flachmaterial aus der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung einen Zug-Elastizitätsmodul von 4050 kg/cm² und eine Zugfestigkeit von 103 kg/cm², was ganz befriedigende Werte darstellt. Ferner zeigte das Flachmaterial im wesentlichen keine Streckspannung, und das Kriechen war mit 4% gering.In this example, the resulting sheet made of the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition showed a tensile elastic modulus of 4050 kg/cm² and a tensile strength of 103 kg/cm², which are quite satisfactory values. Furthermore, the sheet showed essentially no yield stress and the creep was small at 4%.
Die mikroskopische Beobachtung nach Test (6) und (7) bestätigte, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,3 um vorlag.The microscopic observation after tests (6) and (7) confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers with an average thickness of 0.3 µm.
Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.The test results are summarized in Table 3.
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 1, wobei jedoch, die elastische Komponente (a) aus 100 Gew.-Tln. eines unter der Marke N-520 von Nihon Goseigomu K. K erhältlichen Acrylnitril-Butadien-Copolymer- Kautschuks mit einer Glasübergangstemperatur von -46ºC bestand.The same procedures and tests as in Example 1 were carried out, except that the elastic component (a) consisted of 100 parts by weight of an acrylonitrile-butadiene copolymer rubber having a glass transition temperature of -46°C and available under the trademark N-520 from Nihon Goseigomu K.K.
Die vorläufige Zusammensetzung wurde in Fadenform unter Verwendung des gleichen Streckverhältnisses wie in Beispiel 1 extrudiert und granuliert. Die resultierende, als Granulat hergestellte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durch Preßformen bei einer Temperatur von 100ºC in ein Flachmaterial überführt. Das resultierende Flachmaterial wurde dann den Prüfungen unterworfen.The preliminary composition was extruded in filament form using the same stretch ratio as in Example 1 and granulated. The resulting thermoplastic elastomer composition prepared as granules was converted into a sheet by compression molding at a temperature of 100°C in the same manner as in Example 1. The resulting sheet was then subjected to the tests.
In diesem Beispiel hatte das resultierende Flachmaterial aus der feinfaserverstärkten Elastomer-Zusammensetzung einen Zug- Elastizitätsmodul von 4220 kg/cm² und eine Zugfestigkeit von 103 kg/cm², was ganz zufriedenstellend ist. Weiter zeigte das Flachmaterial im wesentlichen keine Streckspannung, und das Kriechen war mit 3% sehr gering.In this example, the resulting sheet made of the fine fiber reinforced elastomer composition had a tensile elastic modulus of 4220 kg/cm² and a tensile strength of 103 kg/cm², which are quite satisfactory. Furthermore, the sheet showed essentially no yield stress and the creep was very small at 3%.
Als Ergebnis der Beobachtung im Mikroskop nach Test (6) und (7) wurde bestätigt, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,3 um vorlag.As a result of the microscope observation after tests (6) and (7), it was confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers with an average thickness of 0.3 µm.
Die Ergebnisse der Prüfungen sind in Tabelle 3 aufgeführt.The results of the tests are shown in Table 3.
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 1, wobei jedoch die elastische Komponente (8) aus 100 Gew.-Tln. eines hydrierten Kautschuks bestand, der unter der Marke Epichlomer C von der Fa. Daiso K. K, erhältlich ist und der eine Glasübergangstemperatur von -25ºC aufweist.The same procedures and tests were carried out as in Example 1, except that the elastic component (8) consisted of 100 parts by weight of a hydrogenated rubber available under the trademark Epichlomer C from Daiso K. K, and having a glass transition temperature of -25°C.
Die vorläufige Zusammensetzung wurde in Fadenform extrudiert, unter Verwendung des gleichen Streckverhältnisses wie in Beispiel 1, und zu Granulat verarbeitet. Die resultierende thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung in der Form des Granulats wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durch Preßformen bei einer Temperatur von 180ºC in ein Flachmaterial überführt. Das resultierende Flachmaterial wurde dann den Prüfungen unterworfen.The preliminary composition was extruded in the form of a filament, using the same stretch ratio as in Example 1, and made into pellets. The resulting thermoplastic elastomer composition in the form of pellets was made into a sheet by compression molding at a temperature of 180°C in the same manner as in Example 1. The resulting sheet was then subjected to the tests.
In diesem Beispiel hatte das resultierende Flachmaterial aus der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung einen Zug-Elastizitätsmodul von 4570 kg/cm² und eine Zugfestigkeit von 114 kg/cm², was hervorragende Werte darstellt. Auch zeigte das Flachmaterial im wesentlichen keine Streckspannung, und das Kriechen war mit 2% sehr gering.In this example, the resulting sheet made of the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition had a tensile elastic modulus of 4570 kg/cm² and a tensile strength of 114 kg/cm², which are excellent values. Also, the sheet showed essentially no yield stress and the creep was very low at 2%.
Als Ergebnis der mikroskopischen Beobachtung nach Test (6) und (7) wurde bestätigt, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,3 um vorlag.As a result of microscopic observation according to tests (6) and (7), it was confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers having an average thickness of 0.3 µm.
Die Prüfergebnisse zeigt Tabelle 3. Tabelle 3 The test results are shown in Table 3. Table 3
Anmerkung:Annotation:
(*)4 NR Naturkautschuk(*)4 NR Natural rubber
(*)5 NBR: Acrylnitril-Butadien-Copolymer-Kautschuk(*)5 NBR: Acrylonitrile-butadiene copolymer rubber
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 11, wobei jedoch die Polyolefin-Komponente (b) von einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer gebildet war, welches unter der Marke EVA copolymer 215 von UBE Industries, Ltd. erhältlich ist und eine Vicat-Erweichungstemperatur von 73ºC und einen Schmelzflußindex von 2 g/10 min aufweist.The same procedures and tests were carried out as in Example 11, except that the polyolefin component (b) was formed from an ethylene-vinyl acetate copolymer available under the trademark EVA copolymer 215 from UBE Industries, Ltd. and having a Vicat softening temperature of 73°C and a melt flow index of 2 g/10 min.
Die vorläufige Zusammensetzung wurde in Fadenform extrudiert, unter Verwendung des gleichen Streckverhältnisses wie in Beispiel 1, und granuliert. Die resultierende, als Granulat hergestellte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durch Preßformen bei einer Temperatur von 180ºC in ein Flachmaterial überführt. Das resultierende Flachmaterial wurde dann den Prüfungen unterworfen.The preliminary composition was extruded into a filament form using the same stretch ratio as in Example 1 and granulated. The resulting thermoplastic elastomer composition prepared as granules was formed into a sheet by compression molding at a temperature of 180°C in the same manner as in Example 1. The resulting sheet was then subjected to the tests.
In diesem Beispiel hatte das resultierende Flachmaterial aus der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung einen Zug-Elastizitätsmodul von 1850 kg/cm² und eine Zugfestigkeit von 101 kg/cm², was zufriedenstellend ist. Außerdem zeigte das Flachmaterial im wesentlichen keine Streckspannung und wies einen Kriechwert von 10% auf.In this example, the resulting sheet of the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition had a tensile elastic modulus of 1850 kg/cm² and a tensile strength of 101 kg/cm², which are satisfactory. In addition, the sheet showed substantially no yield stress and had a creep value of 10%.
Die Beobachtung im Mikroskop nach Test (6) und (7) bestätigte, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,3 um vorlag.Microscopic observation after tests (6) and (7) confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers with an average thickness of 0.3 µm.
Die Ergebnisse der Prüfung sind in Tabelle 4 aufgeführt.The test results are shown in Table 4.
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 1, wobei jedoch die Polyolefin-Komponente (b) von einem Polyethylen-Harz gebildet war, das unter der Marke Ube Polyethylen FO19 von Ube Industries, Ltd. erhältlich ist und das einen Schmelzpunkt von 107ºC und einen Schmelzflußindex von 0,9 g/10 min aufweist.The same procedures and tests were carried out as in Example 1, except that the polyolefin component (b) was a polyethylene resin available under the trademark Ube Polyethylene FO19 from Ube Industries, Ltd., having a melting point of 107°C and a melt flow index of 0.9 g/10 min.
Die Polyolefin-Komponente (b) wurde mit 0,5 Gew.-Tln. γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 0,1 Gew.-Tln. n-Butyl-4,4-di- (tert-butylperoxy)-valerat pro 100 Teile der Polyolefin-Komponente (b) durch eine Schmelzknetbehandlung bei einer Temperatur von 150ºC unter Verwendung eines Einschneckenextruders modifiziert.The polyolefin component (b) was modified with 0.5 parts by weight of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 0.1 part by weight of n-butyl 4,4-di-(tert-butylperoxy)valerate per 100 parts of the polyolefin component (b) by a melt-kneading treatment at a temperature of 150°C using a single-screw extruder.
Die Polyolefin-Komponente (b) wurde in gleicher Weise modifiziert wie in Beispiel 1.The polyolefin component (b) was modified in the same way as in Example 1.
Die vorläufige Zusammensetzung wurde in Fadenform extrudiert, unter Anwendung des gleichen Streckverhältnisses von 10 wie in Beispiel 1, und granuliert. Die resultierende Elastomer-Zusammensetzung in der Form des Granulats wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durch Preßformen bei einer Temperatur von 180ºC in ein Flachmaterial überführt. Das resultierende Flachmaterial wurde dann den Prüfungen unterworfen.The preliminary composition was extruded in the form of a filament, using the same stretch ratio of 10 as in Example 1, and granulated. The resulting elastomer composition in the form of granules was converted into a sheet by compression molding at a temperature of 180°C in the same manner as in Example 1. The resulting sheet was then subjected to the tests.
In diesem Beispiel hatte das resultierende Flachmaterial aus der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung einen Zug-Elastizitätsmodul von 1910 kg/cm² und eine Zugfestigkeit von 101 kg/cm², was zufriedenstellend ist. Ferner zeigte das Flachmaterial im wesentlichen keine Streckspannung, und das Kriechen war mit 10% gering.In this example, the resulting sheet of the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition had a tensile elastic modulus of 1910 kg/cm2 and a tensile strength of 101 kg/cm2, which are satisfactory. Furthermore, the sheet showed substantially no yield stress, and the creep was small at 10%.
Anhand der mikroskopischen Beobachtung nach Test (6) und (7) wurde bestätigt, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,2 um vorlag.From the microscopic observation according to tests (6) and (7), it was confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers with an average thickness of 0.2 µm.
Die Prüfergebnisse zeigt Tabelle 4.The test results are shown in Table 4.
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 11, jedoch ohne eine Polyamid-Komponente (c) einzusetzen.The same procedures and tests were carried out as in Example 11, but without using a polyamide component (c).
Die vorläufige Zusammensetzung wurde in Fadenform extrudiert, wobei das gleiche Streckverhältnis verwendet wurde wie in Beispiel 1, und granuliert. Die resultierende thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung in der Form des Granulats wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durch Preßformen bei einer Temperatur von 180ºC in ein Flachmaterial überführt. Das resultierende Flachmaterial wurde dann den Prüfungen unterworfen.The preliminary composition was extruded in the form of a filament using the same stretch ratio as in Example 1 and granulated. The resulting thermoplastic elastomer composition in the form of granules was formed into a sheet by compression molding at a temperature of 180°C in the same manner as in Example 1. The resulting sheet was then subjected to the tests.
Bei diesem Vergleichsbeispiel zeigte das resultierende Flachmaterial aus der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung einen Zug-Elastizitätsmodul von 362 kg/cm² und eine Zugfestigkeit von 56 kg/cm², was nicht zufriedenstellend ist. Des weiteren kam es beim Kriechversuch (5) zum Bruch des Probekörpers.In this comparative example, the resulting sheet material made of the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition showed a tensile elastic modulus of 362 kg/cm² and a tensile strength of 56 kg/cm², which is unsatisfactory. Furthermore, the specimen fractured during the creep test (5).
Die Ergebnisse der Prüfungen sind aus Tabelle 4 ersichtlich.The results of the tests are shown in Table 4.
Es wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 12, jedoch ohne eine Polyamid-Komponente (c) einzusetzen.The same procedures and tests were carried out as in Example 12, but without using a polyamide component (c).
Die vorläufige Zusammensetzung wurde in Fadenform extrudiert, unter Verwendung des gleichen Streckverhältnisses wie in Bei spiel 1, und granuliert. Die resultierende thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung in der Form des Granulats wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durch Preßformen bei einer Temperatur von 180ºC in ein Flachmaterial überführt. Das resultierende Flachmaterial wurde dann den Prüfungen unterzogen.The preliminary composition was extruded in filament form using the same stretch ratio as in Example 1, and granulated. The resulting thermoplastic elastomer composition in the form of granules was converted into a sheet by compression molding at a temperature of 180ºC in the same manner as in Example 1. The resulting sheet was then subjected to the tests.
Bei diesem Vergleichsbeispiel zeigte das resultierende Flachmaterial aus der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung einen Zug-Elastizitätsmodul von 254 kg/cm² und eine Zugfestigkeit von 74 kg/cm², was unbefriedigende Werte sind. Außerdem kam es beim Kriechversuch (5) zum Bruch des Probekörpers.In this comparative example, the resulting sheet material made of the fine fiber-reinforced thermoplastic elastomer composition showed a tensile elastic modulus of 254 kg/cm² and a tensile strength of 74 kg/cm², which are unsatisfactory values. In addition, the specimen fractured during the creep test (5).
Die Prüfergebnisse zeigt Tabelle 4. Tabelle 4 The test results are shown in Table 4. Table 4
Anmerkung:Annotation:
(*)6 PE: Polyethylen(*)6 PE: Polyethylen
(*)7 EVA: Ethylen-Vinylacetat-Copolymer(*)7 EVA: Ethylene-vinyl acetate copolymer
In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden sechs Arten von feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzungen bereitet und dazu verwendet, feinfaserverstärkte elastische Materialien herzustellen.In the following examples and comparative examples, six kinds of fine fiber reinforced thermoplastic elastomer compositions were prepared and used to manufacture fine fiber reinforced elastic materials.
(1) Herstellung von feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzungen (Nr. 1 bis Nr. 6) [Thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung Nr. 1](1) Production of fine fiber reinforced thermoplastic elastomer compositions (No. 1 to No. 6) [Thermoplastic elastomer composition No. 1]
Als elastische Komponente (a) wurde ein Naturkautschuk (Marke SMR-L) mit einer Glasübergangstemperatur von -63ºC verwendet. Als Polyolefin-Komponente (b) kam ein Polypropylen-Harz (Marke: Ubepolypro J109, hergestellt von Ube Industries, Ltd.) mit einer Schmelztemperatur von 165ºC bis 170ºC und einem Schmelzflußindex von 9 g/10 min zur Verwendung. Weiter wurde als Polyamid-Komponente (c) ein Kunststoff vom Typ Nylon 6 (Marke: Ubenylon 1030B, ein Produkt der Ube Industries, Ltd.) mit einer Schmelztemperatur von 215ºC bis 220ºC und einem Molekulargewicht von 30 000 verwendet.As the elastic component (a), a natural rubber (brand: SMR-L) with a glass transition temperature of -63ºC was used. As the polyolefin component (b), a polypropylene resin (brand: Ubepolypro J109, manufactured by Ube Industries, Ltd.) with a melting temperature of 165ºC to 170ºC and a melt flow index of 9 g/10 min. Furthermore, a nylon 6 type resin (trade name: Ubenylon 1030B, a product of Ube Industries, Ltd.) with a melting temperature of 215ºC to 220ºC and a molecular weight of 30,000 was used as the polyamide component (c).
Die Polyolefin-Komponente (b) wurde mit 0,5 Gew.-Tln. γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 0,1 Gew.-Tln. n-Butyl-4,4-di- (tert-butylperoxy)-valerat pro 100 Gew.-Tle. der Polyolefin- Komponente (b) durch eine Schmelzknetbehandlung bei einer Temperatur von 180ºC unter Verwendung eines Einschneckenextruders modifiziert.The polyolefin component (b) was modified with 0.5 parts by weight of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 0.1 part by weight of n-butyl-4,4-di-(tert-butylperoxy)valerate per 100 parts by weight of the polyolefin component (b) by a melt-kneading treatment at a temperature of 180°C using a single-screw extruder.
Die Polyamid-Komponente (c) wurde mit 1,0 Gew.-Tln. N-β- (Aminoethyl)-γ-amino-propyltrimethoxysilan pro 100 Gew. -Tle. der Komponente (c) durch eine Schmelzknetbehandlung bei einer Temperatur von 240ºC unter Verwendung eines Einschneckenextruders modifiziert.The polyamide component (c) was modified with 1.0 part by weight of N-β- (aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane per 100 parts by weight of the component (c) by a melt-kneading treatment at a temperature of 240°C using a single-screw extruder.
Die modifizierte Polyolefin-Komponente (b) wurde in einer Menge von 100 Gew.-Tln. mit 100 Gew.-Tln. der elastischen Komponente (a) gemischt, und die Mischung wurde in einem Banbury- Mischer bei einer Temperatur von 180ºC 5 Minuten lang schmelzgeknetet, um eine Matrixmischung bereitzustellen. Die Matrixmischung wurde bei einer Temperatur von 170ºC abgezogen und dann granuliert.The modified polyolefin component (b) was mixed in an amount of 100 parts by weight with 100 parts by weight of the elastic component (a), and the mixture was melt-kneaded in a Banbury mixer at a temperature of 180°C for 5 minutes to provide a matrix mixture. The matrix mixture was drawn off at a temperature of 170°C and then granulated.
Das Granulat der Matrixmischung wurde mit 100 Gew.-Tln. der modifizierten Polyamid-Komponente (c) gemischt, und diese Mischung wurde in einem biaxialen Kneter bei einer Temperatur von 240ºC schmelzgeknetet und sodann zu Granulat verarbeitet, um eine vorläufige Zusammensetzung bereitzustellen. Die als Granulat hergestellte vorläufige Zusammensetzung wurde mittels eines monoaxialen Extruders in Fadenform schmelzextrudiert, unter Kühlen und Aufwickeln mit einem Streckverhältnis von 10, und sodann unter Verwendung einer Granuliervorrichtung zu Granulat verarbeitet.The granules of the matrix mixture were mixed with 100 parts by weight of the modified polyamide component (c), and this mixture was melt-kneaded in a biaxial kneader at a temperature of 240°C and then processed into granules to provide a preliminary composition. The preliminary composition prepared as granules was a monoaxial extruder in the form of a thread, with cooling and winding at a stretch ratio of 10, and then processed into granules using a granulating device.
Der resultierende Probekörper aus der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung wurde den Tests (6) und (7) unterzogen, denen entsprechend die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) mittels des aus o-Dichlorbenzol und Xylol bestehenden gemischten Lösungsmittels entfernt wurden und die verbleibende Polyamid-Komponente (c) im Mikroskop beobachtet wurde. Es wurde bestätigt, daß die Polyamid-Komponente (c) zu feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,2 um geformt war.The resulting specimen of the fine fiber-reinforced thermoplastic elastomer composition was subjected to tests (6) and (7), in which the elastic component (a) and the polyolefin component (b) were removed by means of the mixed solvent consisting of o-dichlorobenzene and xylene, and the remaining polyamide component (c) was observed under a microscope. It was confirmed that the polyamide component (c) was formed into fine fibers having an average thickness of 0.2 µm.
[Thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung Nr. 2][Thermoplastic elastomer composition No. 2]
Es wurde wie für die Herstellung der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung Nr. 1 verfahren, ausgenommen, daß die Polyamid-Komponente (c) (Nylon 6) in einer erhöhten Menge von 200 Gew.-Tln. pro 100 Gew.-Tle. der Polyolefin-Komponente (b) verwendet wurde.The procedure for preparing thermoplastic elastomer composition No. 1 was followed, except that the polyamide component (c) (nylon 6) was used in an increased amount of 200 parts by weight per 100 parts by weight of the polyolefin component (b).
Das entstandene Granulat wurde mit einem gemischten Lösungsmittel, welches o-Dichlorbenzol und Xylol umfaßte, unter Rückfluß behandelt, um die elastische Komponente (a) und die Polyolefin- Komponente (b) zu entfernen, und die verbleibende Polyamid-Komponente (c) wurde den Tests (6) und (7) unterzogen.The resulting granules were refluxed with a mixed solvent comprising o-dichlorobenzene and xylene to remove the elastic component (a) and the polyolefin component (b), and the remaining polyamide component (c) was subjected to tests (6) and (7).
Es wurde bestätigt, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,2 um vorlag.It was confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers having an average thickness of 0.2 µm.
[Thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung Nr. 3 (Vergleich)][Thermoplastic elastomer composition No. 3 (comparison)]
Es wurde wie für die Herstellung der Elastomer-Zusammensetzung Nr. 1 verfahren, ausgenommen, daß die elastische Komponente (a) (Naturkautschuk) in einer Menge von 100 Gew.-Tln. verwendet wurde, die Polyamid-Komponente (c) (Nylon 6) in einer Menge von 50 Gew.-Tln. pro 100 Teile der Polyolefin-Komponente (b) verwendet wurde und keine Polyolefin-Komponente (b) zur Verwendung kam.The same procedure was followed as for the preparation of elastomer composition No. 1, except that the elastic component (a) (natural rubber) was used in an amount of 100 parts by weight, the polyamide component (c) (nylon 6) was used in an amount of 50 parts by weight per 100 parts of the polyolefin component (b), and no polyolefin component (b) was used.
Die resultierende thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung wurde mit einem o-Dichlorbenzol und Xylol umfassenden gemischten Lösungsmittel unter Rückfluß behandelt, um die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) zu entfernen, und die verbleibende Polyamid-Komponente (c) wurde den Tests (6) und (7) unterworfen.The resulting thermoplastic elastomer composition was refluxed with a mixed solvent comprising o-dichlorobenzene and xylene to remove the elastic component (a) and the polyolefin component (b), and the remaining polyamide component (c) was subjected to tests (6) and (7).
Es wurde bestätigt, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,2 um vorlag.It was confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers having an average thickness of 0.2 µm.
Die thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung Nr. 3 konnte gar nicht zu Granulat verarbeitet werden.The thermoplastic elastomer composition No. 3 could not be processed into granules at all.
[Thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung Nr. 4][Thermoplastic elastomer composition No. 4]
Es wurde wie für die Herstellung der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung Nr. 1 verfahren, ausgenommen, daß die elastische Komponente (a) (Naturkautschuk) in einer Menge von 100 Gew.-Tln. verwendet wurde, die Polyolefin-Komponente (b) in einer Menge von 75 Gew.-Tln. verwendet wurde und die Polyamid- Komponente (c) (Nylon 6) in einer Menge von 87,5 Gew.-Tln. zur Verwendung kam.The procedure for preparing thermoplastic elastomer composition No. 1 was followed, except that the elastic component (a) (natural rubber) was used in an amount of 100 parts by weight, the polyolefin component (b) was used in an amount of 75 parts by weight, and the polyamide component (c) (nylon 6) was used in an amount of 87.5 parts by weight.
Das resultierende Granulat wurde mit einem o-Dichlorbenzol und Xylol umfassenden gemischten Lösungsmittel unter Rückfluß behandelt, um die elastische Komponente (a) und die Polyolefin- Komponente (b) zu entfernen, und die verbleibende Polyamid-Komponente (c) wurde den Prüfungen (6) und (7) unterzogen.The resulting granules were refluxed with a mixed solvent comprising o-dichlorobenzene and xylene to remove the elastic component (a) and the polyolefin component (b), and the remaining polyamide component (c) was subjected to tests (6) and (7).
Es wurde bestätigt, daß die Polyamid-Komponente (c) in der Form von feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,2 um vorlag.It was confirmed that the polyamide component (c) was in the form of fine fibers having an average thickness of 0.2 µm.
Die Zusammensetzung der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzungen Nr. 1 bis Nr. 4 und die Form der Polyamid-Komponente (c) in den Zusammensetzungen sind aus Tabelle 5 zu entnehmen. Tabelle 5 The composition of the thermoplastic elastomer compositions No. 1 to No. 4 and the form of the polyamide component (c) in the compositions are shown in Table 5. Table 5
Anmerkung:Annotation:
(*)8 PP: Polypropylen(*)8 PP: Polypropylen
(*)9 HDPE: Polyethylen hoher Dichte(*)9 HDPE: High density polyethylene
(*)10 NR: Naturkautschuk(*)10 NR: Natural rubber
(*)11 Nylon 6(*)11 Nylon6
[Thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung Nr. 5][Thermoplastic elastomer composition No. 5]
Als elastische Komponente (a) wurden 100 Gew.-Tle. des Naturkautschuks (Marke SMR-L) verwendet. Als Polyolefin-Komponente (b) kam ein Polyethylen-Harz hoher Dichte (Marke: Chemilets HD 3070, hergestellt von Maruzene Polymer KFC) mit einer Schmelztemperatur von 130ºC und einem Schmelzflußindex von 8 g/10 min in einer Menge von 75 Gew.-Tln. zur Verwendung. Außerdem wurde als Polyamid-Komponente (c) ein Kunststoff vom Typ Nylon 6 (Marke: Ubenylon 1030B, ein Produkt der Ube Industries, Ltd.) mit einer Schmelztemperatur von 215ºC bis 220ºC und einem Molekulargewicht von 30 000 in einer Menge von 87,5 Gew.-Tln. verwendet.As the elastic component (a), 100 parts by weight of the natural rubber (brand: SMR-L) was used. As the polyolefin component (b), a high-density polyethylene resin (brand: Chemilets HD 3070, manufactured by Maruzene Polymer KFC) having a melting temperature of 130ºC and a melt flow index of 8 g/10 min was used in an amount of 75 parts by weight. In addition, as the polyamide component (c), a nylon 6 type resin (brand: Ubenylon 1030B, a product of Ube Industries, Ltd.) having a melting temperature of 215ºC to 220ºC and a molecular weight of 30,000 was used in an amount of 87.5 parts by weight.
Die elastische Komponente (a) in einer Menge von 100 Gew.-Tln. und 75 Gew.-Tle. der Polyolefin-Komponente (b) wurden mit 0,56 Gew.-Tln. γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 0,1 Gew.-Tln. n-Butyl-4,4-di-(tert-butylperoxy)-valeralerat gemischt, und die Mischung wurde in einem Banbury-Mischer bei einer Temperatur von 180ºC 5 Minuten lang schmelzgeknetet, um eine Matrixmischung bereitzustellen. Die Matrixmischung wurde zusammen mit 87,5 Gew.-Tln. der nichtmodifizierten Polyamid- Komponente (c) in einem biaxialen Kneter bei einer Temperatur von 245ºC schmelzgeknetet, um eine vorläufige Zusammensetzung bereitzustellen. Die als Granulat hergestellte vorläufige Zusammensetzung wurde unter Verwendung eines Einschneckenextruders in Fadenform schmelzextrudiert, unter Kühlen und Aufwickeln mit einem Streckverhältnis von 10, und sodann unter Verwendung einer Granuliervorrichtung zu Granulat verarbeitet.The elastic component (a) in an amount of 100 parts by weight and 75 parts by weight of the polyolefin component (b) were mixed with 0.56 parts by weight of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 0.1 part by weight of n-butyl 4,4-di-(tert-butylperoxy)valerate, and the mixture was melt-kneaded in a Banbury mixer at a temperature of 180°C for 5 minutes to provide a matrix mixture. The matrix mixture was melt-kneaded together with 87.5 parts by weight of the unmodified polyamide component (c) in a biaxial kneader at a temperature of 245°C to provide a preliminary composition. The preliminary composition prepared as granules was melt-extruded into a filamentary form using a single-screw extruder, cooled and wound up at a stretch ratio of 10, and then made into granules using a granulator.
Der resultierende Probekörper aus der feinfaserverstärkten thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung wurde den Tests (6) und (7) unterzogen, denen entsprechend die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) mittels des ge mischten Lösungsmittels aus o-Dichlorbenzol und Xylol entfernt wurden und die verbleibende Polyamid-Komponente (c) im Mikroskop beobachtet wurde. Es wurde bestätigt, daß die Polyamid- Komponente (c) zu feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,2 um geformt war.The resulting specimen of the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition was subjected to tests (6) and (7), in which the elastic component (a) and the polyolefin component (b) were determined by means of the mixed solvent of o-dichlorobenzene and xylene and the remaining polyamide component (c) was observed under a microscope. It was confirmed that the polyamide component (c) was formed into fine fibers having an average thickness of 0.2 µm.
[Thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung Nr. 6] Als elastische Komponente (a) wurden 100 Gew.-Tle. des Naturkautschuks (Marke SMR-L) verwendet. Als Polyolefin-Komponente (b) kamen 75 Gew.-Tle. des gleichen Polyethylen-Harzes hoher Dichte wie oben erwähnt zur Verwendung. Ferner wurde als Polyamid-Komponente (c) derselbe Kunststoff vom Typ Nylon 6 wie obenerwähnt in einer Menge von 130 Gew.-Tln. verwendet.[Thermoplastic elastomer composition No. 6] As the elastic component (a), 100 parts by weight of the natural rubber (SMR-L brand) was used. As the polyolefin component (b), 75 parts by weight of the same high-density polyethylene resin as mentioned above was used. Further, as the polyamide component (c), the same nylon 6 type resin as mentioned above was used in an amount of 130 parts by weight.
Die elastische Komponente (a) in einer Menge von 100 Gew.-Tln. und 75 Gew.-Tle. der Polyolefin-Komponente (b) wurden mit 0,75 Gew.-Tln. γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 0,1 Gew.-Tln. n-Butyl-4,4-di-(tert-butylperoxy)-valerat und 130 Gew.-Tln. der nichtmodifizierten Polyamid-Komponente (c) gemischt, und die Mischung wurde in einem Banbury-Mischer bei einer Temperatur von 240ºC 5 Minuten lang schmelzgeknetet und dann bei einer Temperatur von 260ºC abgezogen und zu Granulat verarbeitet, um eine vorläufige Zusammensetzung bereitzustellen. Die als Granulat hergestellte vorläufige Zusammensetzung wurde über einen monoaxialen Extruder bei einer Temperatur von 245ºC in Fadenform schmelzextrudiert, unter Kühlen und Aufwickeln mit einem Streckverhältnis von 10, und sodann mittels einer Granuliervorrichtung granuliert.The elastic component (a) in an amount of 100 parts by weight and 75 parts by weight of the polyolefin component (b) were mixed with 0.75 parts by weight of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 0.1 part by weight of n-butyl 4,4-di-(tert-butylperoxy)valerate and 130 parts by weight of the unmodified polyamide component (c) and the mixture was melt-kneaded in a Banbury mixer at a temperature of 240°C for 5 minutes and then withdrawn and processed into pellets at a temperature of 260°C to provide a preliminary composition. The preliminary composition prepared as granules was melt-extruded into a filamentary form by a monoaxial extruder at a temperature of 245°C, with cooling and winding at a stretch ratio of 10, and then granulated by a granulating device.
Die resultierende, als Granulat hergestellte feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung wurde den Tests (6) und (7) unterzogen, denen entsprechend die elastische Komponente (a) und die Polyolefin-Komponente (b) mittels des gemischten Lösungsmittels aus o-Dichlorbenzol und Xylol entfernt wurden und die verbleibende Polyamid-Komponente (c) im Mikroskop beobachtet wurde. Es wurde bestätigt, daß die Polyamid-Komponente (c) zu feinen Fasern mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,2 um geformt war.The resulting fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition produced as granules was subjected to tests (6) and (7), in which the elastic component (a) and the polyolefin component (b) were respectively mixed solvent of o-dichlorobenzene and xylene and the remaining polyamide component (c) was observed under a microscope. It was confirmed that the polyamide component (c) was formed into fine fibers having an average thickness of 0.2 µm.
In jedem der Beispiele 14 bis 19 wurden die folgenden Komponenten in den in Tabelle 6 angeführten Mengen miteinander vermischt: eine Elastomer-Zusammensetzung des in Tabelle 6 angegebenen Typs, eine zusätzliche elastische Komponente (B), bestehend aus demselben Naturkautschuk wie für die elastische Komponente (a) und somit mit einer Glasübergangstemperatur von -63ºC, Ruß (HAF), Weichmacheröl, Zinkoxid, Stearinsäure, ein Antioxidans, bestehend aus N-Phenyl-N'-isopropyl-p-phenylendiamin (erhältlich unter der Marke 810-NA von OUCHI SINKO CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD), Schwefel (Vulkanisationsmittel) und ein Vulkanisationsbeschleuniger, bestehend aus N-Oxydiethylen-2-benzothiazolylsulphenamid (erhältlich unter der Marke Vulcanizing acceleration NS von OUCHI SINKO CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD). Bei dem Mischvorgang wurde so vorgegangen, daß zunächst der Naturkautschuk und die feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung in einem auf eine Temperatur von 160ºC eingestellten Brabender Plastograph für 30 Sekunden geknetet wurden, der Mischung dann nacheinander der Ruß, das Weichmacheröl, das Zinkoxid, die Stearinsäure und das Alterungsschutzmittel beigemischt wurden, die Mischung 4 Minuten lang geknetet wurde, und diese Mischung dann mit Schwefel als Vulkanisationsbeschleuniger auf einem offenen Knetwalzwerk bei einer Temperatur von 80ºC weiter gemischt wurde.In each of Examples 14 to 19, the following components were mixed together in the amounts shown in Table 6: an elastomer composition of the type shown in Table 6, an additional elastic component (B) consisting of the same natural rubber as for the elastic component (a) and thus having a glass transition temperature of -63 °C, carbon black (HAF), processing oil, zinc oxide, stearic acid, an antioxidant consisting of N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine (available under the trademark 810-NA from OUCHI SINKO CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD), sulfur (vulcanizing agent) and a vulcanization accelerator consisting of N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulphenamide (available under the trademark Vulcanizing acceleration NS from OUCHI SINKO CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD). The mixing process was carried out in such a way that the natural rubber and the fine-fiber-reinforced thermoplastic elastomer composition were first kneaded in a Brabender Plastograph set at a temperature of 160ºC for 30 seconds, then the carbon black, the plasticizer oil, the zinc oxide, the stearic acid and the anti-aging agent were added to the mixture one after the other, the mixture was kneaded for 4 minutes, and this mixture was then cured with sulfur as a vulcanization accelerator on an open Kneading roller mill at a temperature of 80ºC.
Die entstandene Mischung wurde bei einer Temperatur von 145ºC 30 Minuten lang vulkanisiert. Es wurde ein feinfaserverstärktes elastisches Material erhalten.The resulting mixture was vulcanized at a temperature of 145ºC for 30 minutes. A fine fiber-reinforced elastic material was obtained.
Die resultierenden, sich von der Polyamid-Komponente (c) ableitenden feinen Fasern lagen in den in Tabelle 6 angegebenen Gehalten vor, bezogen auf das Gesamtgewicht der elastischen Komponente (a) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B), nämlich in einem Bereich von 5 Gew.-% (Beispiel 14) bis 50 Gew.-% (Beispiel 19).The resulting fine fibers derived from the polyamide component (c) were present in the contents given in Table 6, based on the total weight of the elastic component (a) and the additional elastic component (B), namely in a range from 5 wt% (Example 14) to 50 wt% (Example 19).
Bei den resultierenden elastischen Materialien von Beispiel 13 bis Beispiel 18 lag die aus Nylon 6 bestehende Polyamid-Komponente (c) gleichmäßig verteilt in der Form von feinen Fasern in der aus dem Naturkautschuk (NR) bestehenden Matrix vor.In the resulting elastic materials of Example 13 to Example 18, the polyamide component (c) consisting of nylon 6 was uniformly distributed in the form of fine fibers in the matrix consisting of the natural rubber (NR).
Das resultierende elastische Material wurde den Messungen bezüglich Elastizitätsmodul (100%-Modul und 300%-Modul), Zugfestigkeit und Bruchdehnung, wie im vorangegangenen erwähnt, unterworf en.The resulting elastic material was subjected to measurements regarding elastic modulus (100% modulus and 300% modulus), tensile strength and elongation at break, as mentioned previously.
Die 100%-Module und 300%-Module für die Beispiele 13 bis 18 waren merklich höher als die des elastischen Vergleichsmaterials, welches die Polyamid-Komponente (c) nicht enthielt. Im einzelnen waren in den Beispielen 13 bis 18 die 100%-Module in einem Bereich von 66 kg/cm² (Beispiel 13) bis 254 kg/cm² (Beispiel 4) angesiedelt, also deutlich höher als der Modul, welcher für das elastische Vergleichsmaterial erhalten wurde, welches die sich von der Polyamid-Komponente (c) ableitenden feinen Fasern nicht enthielt, nämlich 21 kg/cm². Ähnliche Ergebnisse wie für den 100%-Modul wurden für den 300%-Modul erhalten.The 100% moduli and 300% moduli for Examples 13 to 18 were significantly higher than those of the comparative elastic material which did not contain the polyamide component (c). Specifically, in Examples 13 to 18, the 100% moduli were in a range from 66 kg/cm² (Example 13) to 254 kg/cm² (Example 4), which was significantly higher than the modulus obtained for the comparative elastic material which did not contain the fine fibers derived from the polyamide component (c), namely 21 kg/cm². Similar Results similar to those for the 100% module were obtained for the 300% module.
Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.The test results are shown in Table 6.
Die thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung Nr. 3 gemäß Tabelle 6, eine zusätzliche elastische Komponente (B), bestehend aus dem gleichen Naturkautschuk wie für die elastische Komponente (a), Ruß (HAF), Weichmacheröl, Zinkoxid, Stearinsäure, ein Alterungsschutzmittel, bestehend aus N-Phenyl-N'- isopropyl-p-phenylendiamin, Schwefel (Vulkanisationsmittel) und ein Vulkanisationsbeschleuniger, bestehend aus N-Oxydiethylen- 2-benzothiazolylsulphenamid wurden in den in Tabelle 6 angegebenen Mengen miteinander gemischt. Bei dem Mischvorgang wurde in Beispiel 14 verfahren.The thermoplastic elastomer composition No. 3 according to Table 6, an additional elastic component (B) consisting of the same natural rubber as for the elastic component (a), carbon black (HAF), plasticizer oil, zinc oxide, stearic acid, an anti-aging agent consisting of N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine, sulfur (vulcanizing agent) and a vulcanization accelerator consisting of N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulphenamide were mixed together in the amounts indicated in Table 6. The mixing process was carried out as in Example 14.
Die resultierende Mischung wurde bei einer Temperatur von 145ºC 30 Minuten lang vulkanisiert. Es wurde ein feinfaserverstärktes elastisches Material erhalten.The resulting mixture was vulcanized at a temperature of 145ºC for 30 minutes. A fine fiber-reinforced elastic material was obtained.
Die resultierenden, sich von der Polyamid-Komponente (c) ableitenden feinen Fasern lagen in einem Gehalt von 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der elastischen Komponente (a) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B) vor. Es wurde nachgewiesen, daß die sich von der aus Nylon 6 bestehenden Polyamid-Komponente (c) ableitenden feinen Fasern ungleichmäßig verteilt in der den Naturkautschuk (NR) umfassenden Matrix vorlagen.The resulting fine fibers derived from the polyamide component (c) were present in a content of 30 wt.% based on the total weight of the elastic component (a) and the additional elastic component (B). It was demonstrated that the fine fibers derived from the polyamide component (c) consisting of nylon 6 were unevenly distributed in the matrix comprising the natural rubber (NR).
Das resultierende elastische Material wurde den Messungen bezüglich Elastizitätsmodul (100%-Modul und 300%-Modul), Zugfestigkeit und Bruchdehnung, wie im vorangegangenen erwähnt, unterworfen.The resulting elastic material was subjected to measurements of elastic modulus (100% modulus and 300% modulus), tensile strength and elongation at break, as mentioned previously.
Zwar war der 100%-Modul mit 174 kg/cm² befriedigend, die Bruchdehnung mit 110% jedoch zu niedrig.Although the 100% modulus of 174 kg/cm² was satisfactory, the elongation at break of 110% was too low.
Die Ergebnisse der Prüfungen zeigt Tabelle 6.The results of the tests are shown in Table 6.
Es wurde ein elastische Material hergestellt, wobei wie in Beispiel 14 vorgegangen wurde, ausgenommen, daß keine feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung (A) verwendet wurde und die zusätzliche elastische Komponente (B), welche von demselben Naturkautschuk wie in Beispiel 13 gebildet war, in einem erhöhten Gehalt von 100 Gew.-Tln. verwendet wurde. In dem resultierenden elastischen Material waren die sich von der Polyamid-Komponente (c) ableitenden verstärkenden feinen Fasern nicht vorhanden.An elastic material was prepared by following the same procedure as in Example 14 except that no fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition (A) was used and the additional elastic component (B) formed from the same natural rubber as in Example 13 was used in an increased content of 100 parts by weight. In the resulting elastic material, the reinforcing fine fibers derived from the polyamide component (c) were not present.
Das resultierende elastische Material hatte einen 100%-Modul von 21 kg/cm² und einen 300%-Modul von 109 kg/cm², was im Vergleich zu den für die Beispiele 14 bis 19 erhaltenen Werten extrem niedrig und völlig unbefriedigend ist.The resulting elastic material had a 100% modulus of 21 kg/cm² and a 300% modulus of 109 kg/cm², which is extremely low and totally unsatisfactory compared to the values obtained for Examples 14 to 19.
Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 6 aufgeführt.The test results are shown in Table 6.
Es wurde ein feinfaserverstärktes elastisches Material hergestellt und geprüft, wobei wie in Beispiel 14 verfahren wurde, ausgenommen, daß die zusätzliche elastische Komponente (B) aus 75 Gew.-Tln. des Naturkautschuks bestand und 20 Gew.-Tln. eines Butadienkautschuks (BR, erhältlich unter der Marke Ubepol BR 150 von Ube Industries Ltd.) mit einer Glasübergangstemperatur von -108ºC.A fine fiber reinforced elastic material was prepared and tested using the same procedure as in Example 14, except that the additional elastic component (B) consisted of 75 parts by weight of the natural rubber and 20 parts by weight of a butadiene rubber (BR, available under the trademark Ubepol BR 150 from Ube Industries Ltd.) having a glass transition temperature of -108°C.
Die resultierenden von der Polyamid-Komponente (c) gebildeten feinen Fasern lagen in einem Gehalt von 5 Gew.-% vor, bezogen auf das Gesamtgewicht der elastischen Komponente (a) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B).The resulting fine fibers formed from the polyamide component (c) were present in a content of 5 wt.% based on the total weight of the elastic component (a) and the additional elastic component (B).
Bei den resultierenden elastischen Materialien war die aus Nylon 6 bestehende Polyamid-Komponente (c) gleichmäßig in Form von feinen Fasern in der Matrix verteilt.In the resulting elastic materials, the polyamide component (c) consisting of nylon 6 was evenly distributed in the form of fine fibers in the matrix.
Das entstandene elastische Material wurde den Messungen bezüglich Elastizitätsmodul (100%-Modul und 300%-Modul), Zugfestigkeit und Bruchdehnung, wie im vorstehenden erwähnt, unterworfen.The resulting elastic material was subjected to measurements regarding elastic modulus (100% modulus and 300% modulus), tensile strength and elongation at break, as mentioned above.
Der 100%-Modul betrug 62 kg/cm², der 300%-Modul betrug 182 kg/cm², und die Bruchdehnung betrug 450%, was alles zufriedenstellende Werte sind. Die Ergebnisse der Prüfungen sind in Tabelle 6 gezeigt.The 100% modulus was 62 kg/cm², the 300% modulus was 182 kg/cm², and the elongation at break was 450%, all of which are satisfactory values. The results of the tests are shown in Table 6.
Es wurde ein elastisches Material hergestellt und geprüft, wobei wie in Beispiel 20 verfahren wurde, ausgenommen, daß bei der zusätzlichen elastischen Komponente (B) der Naturkautschuk in einer Menge von 80 Gew.-Tln. verwendet wurde und daß keine feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung verwendet wurde. In dem resultierenden elastischen Material waren die verstärkenden feinen Fasern nicht vorhanden.An elastic material was prepared and tested by following the same procedure as in Example 20 except that in the additional elastic component (B) the natural rubber was used in an amount of 80 parts by weight and no fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition was used. In the resulting elastic material the reinforcing fine fibers were not present.
Das entstandene elastische Material wurde den Messungen bezüglich 100%-Modul und 300%-Modul, Zugfestigkeit und Bruchdehnung unterworfen.The resulting elastic material was subjected to measurements regarding 100% modulus and 300% modulus, tensile strength and elongation at break.
Der erhaltene 100%-Modul betrug 27 kg/cm², der 300%-Modul betrug 131 kg/cm², was deutlich unter den Ergebnissen für Beispiel 20 liegt.The obtained 100% modulus was 27 kg/cm², the 300% modulus was 131 kg/cm², which is significantly lower than the results for Example 20.
In Beispiel 21 wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 14, ausgenommen, daß die feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung Nr. 5 in einem Gehalt von 15 Gew.-Tln. anstelle der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung Nr. 1 eingesetzt wurde.In Example 21, the same procedures and tests were carried out as in Example 14, except that the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition No. 5 was used in an amount of 15 parts by weight instead of the thermoplastic elastomer composition No. 1.
Die von der Polyamid-Komponente (c) gebildeten feinen Fasern lagen in einem Gehalt von 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der elastischen Komponente (a) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B), und gleichmäßig verteilt in den durch Knetmischen vereinigten elastischen Komponenten (a) und (B) vor.The fine fibers formed by the polyamide component (c) were in a content of 5 wt.%, based on the total weight of the elastic component (a) and the additional elastic component (B), and evenly distributed in the Kneading and mixing of the combined elastic components (a) and (B).
Die Prüfergebnisse zeigt Tabelle 6.The test results are shown in Table 6.
In Beispiel 22 wurden die gleichen Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 14, ausgenommen, daß anstelle der thermoplastischen Elastomer-Zusammensetzung Nr. 1 die feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung Nr. 6 in einem Gehalt von 11,7 Gew.-Tln. verwendet wurde und daß die zusätzliche elastische Komponente (B) in einem Gehalt von 96,2 Gew.-Tln. verwendet wurde.In Example 22, the same procedures and tests were carried out as in Example 14, except that the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition No. 6 was used in place of the thermoplastic elastomer composition No. 1 in an amount of 11.7 parts by weight and the additional elastic component (B) was used in an amount of 96.2 parts by weight.
Die sich von der Polyamid-Komponente (c) ableitenden feinen Fasern lagen in einem Gehalt von 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der elastischen Komponente (a) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B), und gleichmäßig verteilt in den durch Knetmischen vereinigten elastischen Komponenten (a) und (B) vor.The fine fibers derived from the polyamide component (c) were present in a content of 5 wt.% based on the total weight of the elastic component (a) and the additional elastic component (B), and evenly distributed in the elastic components (a) and (B) combined by kneading.
Die Ergebnisse der Prüfungen zeigt Tabelle 6. Tabelle 6 The results of the tests are shown in Table 6. Table 6
In jedem der Beispiele 23 bis 25 wurden die feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung Nr. 4 gemäß Tabelle 5, eine zusätzliche elastische Komponente (B), bestehend aus demselben Naturkautschuk wie für die elastische Komponente (a), Ruß (HAF), Weichmacheröl, Zinkoxid, Stearinsäure, ein Alterungsschutzmittel, bestehend aus N-Phenyl-N'-isopropyl-p-phenylendiamin (erhältlich unter der Marke 810-NA von OUCHI SINKO CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD), Schwefel (Vulkanisationsmittel) und ein Vulkanisationsbeschleuniger, bestehend aus N-Oxydiethylen-2-benzothiazolylsulphenamid (erhältlich unter der Marke Vulcanizing accelerator NS von OUCHI SINKO CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD) in den in Tabelle 7 angeführten Mengen miteinander gemischt. Der Mischvorgang und der Vulkanisationsvorgang wurden auf die gleiche Weise durchgeführt wie in Beispiel 14. Es wurde ein feinfaserverstärktes elastisches Material erhalten.In each of Examples 23 to 25, the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition No. 4 shown in Table 5, an additional elastic component (B) consisting of the same natural rubber as for the elastic component (a), carbon black (HAF), processing oil, zinc oxide, stearic acid, an anti-aging agent consisting of N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine (available under the trademark 810-NA from OUCHI SINKO CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD), sulfur (vulcanizing agent) and a vulcanization accelerator consisting of N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulphenamide (available under the trademark Vulcanizing accelerator NS from OUCHI SINKO CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD) were mixed together in the amounts shown in Table 7. The mixing process and the vulcanization process were carried out in the same manner as in Example 14. A fine fiber-reinforced elastic material was obtained.
Die resultierenden, sich von der Polyamid-Komponente (c) ableitenden feinen Fasern lagen in Gehalten von 3 Gew.-% (Beispiel 23) bis 7 Gew.-% (Beispiel 25) vor, wie in Tabelle 7 angegeben, bezogen auf das Gesamtgewicht der elastischen Komponente (a), und der zusätzlichen elastischen Komponente (B).The resulting fine fibers derived from the polyamide component (c) were present in contents of 3 wt% (Example 23) to 7 wt% (Example 25) as shown in Table 7, based on the total weight of the elastic component (a) and the additional elastic component (B).
Hei den resultierenden elastischen Materialien nach Beispiel 23 bis Beispiel 25 war die aus Nylon 6 bestehende Polyamid-Komponente (c) gleichmäßig verteilt in der Form von feinen Fasern in der den Naturkautschuk (NR) umfassenden Matrix vorhanden.In the resulting elastic materials of Example 23 to Example 25, the polyamide component (c) consisting of nylon 6 was uniformly distributed in the form of fine fibers in the matrix comprising the natural rubber (NR).
Das resultierende elastische Material wurde den Messungen in bezug auf Elastizitätsmodul (100%-Modul, 200%-Modul und 300%-Modul), Zugfestigkeit und Bruchdehnung und Ermüdungswiderstand bei konstanter Belastungsrate (Last: 70 kg/cm²), wie im vorangegangenen erwähnt, unterworfen.The resulting elastic material was subjected to measurements in terms of elastic modulus (100% modulus, 200% modulus and 300% modulus), tensile strength and elongation at break and fatigue resistance at constant loading rate (load: 70 kg/cm²) as mentioned above.
Die Prüfungen wurden nicht nur in der parallel zur Orientierungsrichtung der sich von der Polyamid-Komponente (c) ableitenden feinen Fasern verlaufenden Richtung durchgeführt, sondern auch senkrecht zur Orientierungsrichtung der sich von der Polyamid-Komponente (c) ableitenden feinen Fasern.The tests were carried out not only in the direction parallel to the orientation direction of the fine fibers derived from the polyamide component (c), but also perpendicular to the orientation direction of the fine fibers derived from the polyamide component (c).
Die Ergebnisse der Prüfungen sind in Tabelle 7 gezeigt. Das resultierende feinfaserverstärkte elastische Material zeigte deutlich hervorragende Werte für die 100%-, 200%- und 300%- Module, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Ermüdungsbeständigkeit im Vergleich zu den für Vergleichsbeispiel 7 erhaltenen. Ferner wurde bestätigt, daß der Unterschied in den Moduln und der Ermüdungsbeständigkeit bei konstanter Belastungsrate zwischen der Richtung parallel und senkrecht zur Orientierungsrichtung der in den elastischen Materialien dispergierten feinen Fasern gering ist.The results of the tests are shown in Table 7. The resulting fine fiber reinforced elastic material showed clearly excellent values for the 100%, 200% and 300% moduli, tensile strength, elongation at break and fatigue resistance as compared with those obtained for Comparative Example 7. Furthermore, it was confirmed that the difference in the moduli and the fatigue resistance at a constant load rate between the direction parallel and perpendicular to the orientation direction of the fine fibers dispersed in the elastic materials is small.
Es wurden dieselben Verfahren und Prüfungen durchgeführt wie in Beispiel 23, ausgenommen, daß die feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung Nr. 4 weggelassen und die zusätzliche elastische Komponente (B) (NR) in einer Menge von 100 Gew.-Tln, verwendet wurde. In dem resultierenden elastischen Material waren die verstärkenden feinen Fasern nicht vorhanden.The same procedures and tests as in Example 23 were carried out except that the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition No. 4 was omitted and the additional elastic component (B) (NR) was used in an amount of 100 parts by weight. In the resulting elastic material, the reinforcing fine fibers were not present.
Die Ergebnisse der Prüfung sind in Tabelle 7 gezeigt.The test results are shown in Table 7.
Bezüglich der Module und der Ermüdungsbeständigkeit bei konstanter Belastungsrate wurden im wesentlichen keine richtungsabhängigen Unterschiede gefunden. Jedoch fielen diese physikalischen Eigenschaften deutlich schlechter aus als die In Beispiel 23 bis Beispiel 25 erhaltenen.Essentially no direction-dependent differences were found in the moduli and fatigue resistance at constant loading rate. However, these physical properties were significantly worse than those obtained in Example 23 to Example 25.
Es wurde ein feinfaserverstärktes elastisches Material hergestellt und geprüft, wobei wie in Beispiel 23 verfahren wurde, ausgenommen, daß die keine Polyolefin-Komponente (b) enthaltende feinfaserverstärkte thermoplastische Elastomer-Zusammensetzung Nr. 3 in einem Gehalt von 15 Gew.-Tln. verwendet wurde und die aus dem Naturkautschuk gebildete zusätzliche elastische Komponente (B) in einem Gehalt von 90 Gew.-Tln. zur Verwendung kam.A fine fiber reinforced elastic material was prepared and tested by following the same procedure as in Example 23, except that the fine fiber reinforced thermoplastic elastomer composition No. 3 containing no polyolefin component (b) was used in an amount of 15 parts by weight and the additional elastic component (B) formed from the natural rubber was used in an amount of 90 parts by weight.
Bei dem resultierenden feinfaserverstärkten elastischen Material liegen die sich von der Polyamid-Komponente (c) (Nylon 6) ableitenden feinen Fasern in einem Gehalt von 5 Gew.-% dispergiert vor, bezogen auf das Gesamtgewicht der elastischen Komponente (a) und der zusätzlichen elastischen Komponente (B).In the resulting fine fiber reinforced elastic material, the fine fibers derived from the polyamide component (c) (nylon 6) are dispersed in a content of 5 wt.%, based on the total weight of the elastic component (a) and the additional elastic component (B).
Die Prüfergebnisse zeigt Tabelle 7.The test results are shown in Table 7.
Die Werte bezüglich der Module und der Zugfestigkeit des resultierenden elastischen Materials parallel zur Orientierungsrichtung der feinen Fasern waren annähernd gleich denjenigen, wie sie für Beispiel 24 erhalten wurden.The values of the moduli and tensile strength of the resulting elastic material parallel to the orientation direction of the fine fibers were approximately equal to those obtained for Example 24.
Dagegen war der Modul und die Ermüdungsbeständigkeit senkrecht zur Orientierungsrichtung der feine Fasern deutlich niedriger als in den Beispielen 21 bis 23. Tabelle 7 In contrast, the modulus and fatigue strength perpendicular to the orientation direction of the fine fibers were significantly lower than in Examples 21 to 23. Table 7
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