DE1479628C3

DE1479628C3 - Gittermatenal aus einem Film einer thermoplastischen Masse und Vor richtung zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1479628C3
Application number: DE1479628A
Authority: DE
Inventors: Ole-Bendt Birkeroed Rasmussen (Daenemark)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-09-07
Filing date: 1963-09-06
Publication date: 1973-11-29
Also published as: NL139049B; FI41454B; US3345242A; BE637119A; NL297613A; DE1479628B2; NO118227B; CH415940A; DE1479628A1; GB1054946A; US3468461A; ES291426A1; DK101377C

Description

Die Erfindung betrifft ein Gittermaterial aus einem orientierten kurzstückig geschlitzten Film aus einer thermoplastischen Masse mit aufgespaltener, netzförmiger Struktur und eine Vorrichtung zur Herstellung dieses Materials.

Aus der USA.-Patentschrift 2 294 478 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines blattförmigen Materials mit parallel ausgerichteten Schlitzen bekannt, das in Querrichtung gedehnt wird. Das bekannte Verfahren führt zu einem Gittermaterial, in welchem alle Stege ungefähr die gleiche Länge haben.

Die französische Patentschrift 818 399 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Folienmaterials aus Kautschuk. Die nach diesem Verfahren hergestellte Folie besitzt parallel ausgerichtete Reihen ovaler bzw. länglicher Öffnungen oder Durchbrüche, die nicht miteinander in Verbindung stehen. Die benachbarten Reihen von Öffnungen sind in Längsrichtung durch relativ breite Querbänder verbunden. Bei der Herstellung wird das mit senkrecht zueinander angeordneten Perforationen ausgestattete Fölienmaterial in seitlicher Richtung gestreckt.

Der Erfindung liegt, ausgehend von dem aufgezeigten Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, einen Gitterstoff von großer Porosität, Geschmeidigkeit und Festigkeit herzustellen, was erfindungsgemäß bei dem eingangs bezeichneten Gittermaterial dadurch erreicht wird, daß die Stammfasern etwa die Breite der Filmdicke aufweisen und die Zweigfasern im Verhältnis zu den Stammfasern schmal und k\irz geformt sind und jeweils spitzwinkelig aus einer Stammfaser abzweigen und ebenfalls spitzwinkelig in die gegenüberliegende Stammfaser einlaufen. Dadurch erhält der Stoff eine gute Festigkeit und Porosität und

ίο eine besondere Schmiegsamkeit.

Die zwischen den Stammfasern und den Zweigfasern liegenden Abzweigecken sind abgerundet.

Die Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gittermaterials besitzt Transportelemente zum Halten der geschlitzten Folie, wobei die einander gegenüberliegenden Gitterrandbereiche entlang Linien unterschiedlichen Abstandes voneinander führen, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Transportelemente zwei endlose elastische Bänder sind, die durch quer zu ihnen angeordnete Druckbalken gegeneinander und gegen das zwischen ihnen liegende Gitter gedrückt und seitlich entlang teilweise angetriebenen Führungsrollen geführt werden, die auf die Kanten des Gitters einen seitlichen Zug ausüben und deren Abstand sich zwischen einander gegenüberliegenden Gitterrandbereichen allmählich bis zu einem Maximum vergrößert und wieder vermindert.

Die Porosität des Gittermaterials wird wesentlich verbessert, indem die Neigung der weiteren Aufspaltung der feinen Fasern durch die Stammfasern durch Änderung der Ausrichtung des Materials in der Nähe der Einschnitte der Aufspaltung verhindert wird. Hierbei werden die vernetzten Fasern in einem gewissen Maße in einer Richtung gebunden, die stärker von der Längsrichtung der Stammfasern abweicht.

Der nahezu erreichbare Idealzustand ist der, daß die Stammfasern kontinuierlich und im wesentlichen geradlinig in einer Längsrichtung ausgerichtet sind, die durch die einseitige Herabsetzung bzw. Versetzung der kleinen Fasern einen sehr kleinen Winkel mit der Richtung des orientierten Materials bildet, wobei die Stammfasern mit den feinen Fasern eine offene, netzartige Struktur mit rhombischen und nahezu rechteckigen Öffnungen bilden.

Das Gittermaterial gemäß der Erfindung ist geeignet als Textilmaterial. Eine Anzahl von Schichten können miteinander, z. B. durch Punktschweißen, bis zur gewünschten Dicke verbunden werden.

Durch Orientierung des Filmes in einer Richtung, die in geringem Umfang von der Längsrichtung abweicht, ist es möglich, den Lauf der Fasern parallel zur Längsrichtung des Filmes anzuordnen. Durch Aufreißen oder Aufspalten des erhaltenen Erzeugnisses in lange, schmale Streifen werden hauptsächlich die kleinen Fasern getroffen, die Stammfasern dagegen nur in geringem Umfang. Die aufgespaltenen, kleinen Fasern kräuseln sich und bilden eine Art Schlingen entlang den Stammfasern, so daß sie dem Stoff ein garnähnliches Aussehen geben.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung beschrieben:

F i g. 1 zeigt einen Ausschnitt aus dem Gittermaterial gemäß der Erfindung;

F i g. 2 zeigt in größerem Maßstab eine feine Faser, von zwei Stammfasern begrenzt;

F i g. 3 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung des Gittermaterials gemäß der Erfindung von oben gesehen und

F i g. 4 stellt einen Ausschnitt durch einen Teil der Vorrichtung dar.

Wie in F i g. 1 zu sehen ist, besteht das Gittermaterial aus Stammfasern 5, die paarweise von vernetzten oder kleinen Fasern 6 umgeben sind, die im wesentliehen parallel verlaufen und von den Stammfasern durch eine Anzahl von parallel verlaufenden Spaltlinien in Richtung der Orientierung des Ausgangsmaterials, wie sie durch den Pfeil 7 angedeutet ist, abgespalten worden sind. Die feinen Fasern auf der einen Seite laufen in bestimmtem Abstand in entgegengesetzter Richtung zu den zwei Stammfasern, die durch die feinen. Fasern verbunden sind.

In dem Gittermaterial gemäß F i g. 1 ist nichts vorgesehen, um bei der folgenden Benutzung die weitere Aufspaltung in den Schnittpunkten, in denen die kleinen Fasern in die Stammfasern verlaufen, zu verhindern. Das Material wird dabei mechanischen Kräften von genügender Stärke unterworfen, die eine weitere Aufspaltung bewirken.

Das Material kann einer Behandlung unterworfen werden, um die spätere Aufspaltung zu verhindern, und zwar durch Änderung der Richtung der Orientierung des Materials um die Schnittpunkte 8 herum. Eine Änderung dieser Art kann durch Dehnung des Materials quer zu den Stammfasern bei Temperaturen in der Nähe des Schmelzpunktes des Stoffes durchgeführt werden. Hierbei wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist, der scharfe Schnittpunkt, wo die feinen Fasern 6 in die Stammfasern 5 hineingehen, abgerundet, so daß eine weitere Aufspaltung verhindert " wird. Vorzugsweise erfolgt dies durch einseitige Erhitzung, während der der Faserstoff gegen ein Band aus elastischem Material mit einer rauhen Oberfläche, z. B. einem Gummiband, gepreßt wird. Letzteres wird gedehnt, während es durch einen Heizkörper geführt und das Material gegen das Gummiband gedrückt wird. Die Verwendung eines Gleitmittels, z. B. Talg, dient zur Sicherung, daß das Gittermaterial quer über die Oberfläche des Heizelementes gleitet und sich mit dem Gummiband ausdehnt. Durch starkes, aber kurzes Erhitzen wird das Gittermaterial genügend erwärmt, um die gewünschte Veränderung in der Orientierungsrichtung in der Umgebung der Schnittstellen zu erhalten, ohne daß das Gummiband zerstört wird.

Die gewünschte Orientierungsänderung kann auch durch Behandlung des Gittermaterials mit einem Quellmittel erhalten werden.

Eine wirksame Aufspaltung des orientierten Films zu einem Gittermaterial gemäß der Erfindung kann in einer Vorrichtung, wie sie schematisch in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, durchgeführt werden. Ein orientierter Film 9 wird vorwärts bewegt, während er sich zwischen zwei Gummibändern 10 und 11 befindet. Den Bändern sind Baumwollfäden 12 und 13 eingelagert. An jedem Rand der Gummibänder befindet sich eine Umbördelung 14 im rechten Winkel zu der Bahn. Diese Umbördelung. dient dazu, die Bänder mit Hilfe der Rollen 15 und 16 zu dehnen, indem sie gegen die Umbördelung 14 drücken.

Feststehende Druckbalken 17 und 18 auf jeder Seite der zwei Gummibänder stehen in einem spitzen Winkel zu der Laufbahn der Gummibänder. Diese Balken werden gegen die dazwischen liegenden Gummibänder gedrückt; die Größe des Druckes kann geregelt werden. Eine Ausdehnung der Gummibänder findet statt, indem man die Rollen 15 und 16 so einstellt, daß sie einen Druck in einem rechten oder fast rechten Winkel zu den Druckbalken 17 und 18 auf die Gummibänder ausüben. Nach der Dehnung ziehen sich die Gummibänder, wie in Fig. 3 gezeigt ist, wieder zusammen.

Der Grad der Aufspaltung und die Feinheit der feinen Fasern 6 hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, einschließlich von der Art des Ausgangsmaterials und dem Umfang, in dem mikroskopische Spalte oder Poren in dem Film vorhanden sind.

Bei einem gegebenen Ausgangsmaterial hängt der Grad der Aufspaltung noch von dem Winkel, den die Druckbalken 17 und 18 mit der Bahn der Gummibänder bilden, ab. Ein hoher Grad von Aufspaltung wird erreicht, wenn dieser Winkel 45° beträgt; man erhält jedoch auch gute Resultate bei einem Winkel zwischen 30 und 60°.

Die eingelagerten Fäden 12 und 13 sind Einzelfäden ohne eine gegenseitige Bindung als die zum Gummi. Die Fäden sind in einem spitzen Winkel zu der Längsrichtung der Bänder eingelagert. Diese Winkel sind verschieden von den miteinander parallel verlaufenden Fäden 12 und miteinander parallel verlaufenden Fäden 13. Es werden Winkel von etwa 15° für einen Satz der Fäden und von 45° für den anderen Satz der Fäden bevorzugt, da dies ein besonders gutes Aufspaltungsresultat ergibt. Aber diese Werte sind nicht wesentlich.
■■' Die Fäden unterstützen die Verteilung der Spaltkräfte in horizontaler Richtung über die ganze Breite des Films und sichern so die in bestimmtem Abstand erfolgte Zusammenziehung des Filmes in Längsrichtung zusammen mit der Dehnung der Gummibänder. Wie in F i g. 3 gezeigt wird, werden die Druckbalken 17 und 18 vorzugsweise so angeordnet, daß sie parallel zu einem Satz der Fäden verlaufen. Der Winkel zwischen Fäden 12 und 13 kann von etwa 60° bis zu einem etwa rechten Winkel während des Durchgangs durch die Druckstellen der Preßbalken verändert werden, d. h. der Abstand zwischen den Fäden 13 vergrößert sich proportional zur Ausdehnung der Gummibänder. Die Aufspaltung des orientierten Filmes erfolgt in der Druckzone zwischen den Balken 17 und 18.

Damit die Reibung zwischen den Druckbalken und den Gummibändern nicht zu groß wird, wird ein wirksames Gleitmittel, wie z.B. Schmierfett auf Siliconbasis, verwendet.

Die Richtung des orientierten Filmes muß nicht mit der Längsrichtung irgendeines der Fäden 12 und 13 übereinstimmen. Wie bereits erwähnt, sind besonders geeignete Fadenrichtungen nicht bei den Filmen erforderlich, die in Längsrichtung ausgerichtet sind. Wenn man schräg orientierte Filme verwendet, geben anders ausgerichtete Fäden, als sie hier gezeigt werden, ein besseres Resultat beim Aufspaltungsprozeß.

Dank der einseitigen Abbiegung der feinen Fasern von den Stammfasern bildet die Richtung der letzteren einen sehr kleinen Winkel mit der Richtung des orientierten Materials. Dieser Winkel hängt davon ab, wie viele und wie lange Fäserchen abgespaltet worden sind. Bei Verwendung von Filmen, die in Längsrichtung orientiert sind, weicht die Richtung der Stammfasern nur in geringem Maße, von dieser Richtung ab. Durch Aufeinanderschichten mehrerer Lagen des Faserstoffes gemäß der Erfindung, z. B. für den Gebrauch für uneewebte Textilien, ist es

zweckmäßig, daß im Hinblick auf die Stärke die Richtung der Stammfasern von Schicht zu Schicht sich stark ändert. In diesem Fall kann der Faserstoff aus einem schräg orientierten Film hergestellt und jede zweite Schicht gedreht werden, so daß die Oberseite nach unten kommt.

Beispiele

1. Niederdruckpolyäthylen von spezifischem Gewicht 0,96 wird mit 10 Gewichtsprozent Polyisobutylen, das als Plastifizierungsmittel dient, um die Eigenschaft des Verfahrenserzeugnisses für textile Zwecke geeignet zu machen und auch die Bildung mikroskopischer Spaltungen in einem Kaltstreckverfahren zu fördern, gemischt. Der Film wird extrudiert — er hat eine Dicke von 60 μ — und einem Kaltstreckverfahren bei gewöhnlicher Temperatur unterworfen, bis er 3,8mal so lang ist wie seine ursprüngliche Länge. Hierbei werden eine Anzahl mikroskopisch .kleiner Spalte gebildet, die den Film undurchsichtig machen.

Der Film wird alsdann bei 115° C im Verhältnis von 4:1 gedehnt. Der erhaltene Film hat eine Dicke von 15 μ und ist außerordentlich leicht spaltbar.

Bei drei Durchgängen durch die schematisch gezeigte Vorrichtung in F i g. 3 und 4 und bei Verwendung eines Druckes von 10 kg/cm² während des ersten Durchganges zwischen den Druckbalken, 6 kg/cm² während des zweiten Durchganges und 4 kg/cm² während des dritten Durchganges erhält man einen Faserstoff mit feinen einheitlich verteilten Fasern.

2. Polycaprolactam (Nylon 9) wird zu einem Film von einer Dicke von 40 μ .extrudiert. Der Film wird bei 180⁰C im Verhältnis 4,5 :1 gedehnt und in dem gestreckten Zustand bei dieser Temperatur IV2 Minuten gehalten. Die Dicke des Films ist jetzt 18 μ, und der Film zeigt deutlich eine feinfaserige Struktur, die man durch ein Mikroskop sehen kann. Der Film wird in drei Stufen bei Drucken von 6,4 und 4 kg/cm'² aufgespalten. Eine Paste aus SiO₂ in 3-N-Salzsäure wird als Schmiermittel verwendet. Die Salzsäure lockert die fibrille Struktur und wird mit Alkohol unmittelbar nach dem Spaltprozeß ausgewaschen.

3. Ein Film mit einer Dicke von 40 μ, bestehend aus Polyvinylalkohol, wird aus einer Lösung gegossen; Acetylensilber, Ag₂C₂, mit einer Teilchengröße von 4 μ ist in feindispersem Zustand in der Lösung.

Der Film wird im Verhältnis von 3:1 bis 100⁰C gedehnt und hierauf wieder über ein Heizelement geführt und bei 190⁰C auf eine Länge von 4:1 gedehnt. Bei Abbrennen des Explosivkörpers werden zahlreiche mikroskopische Spalten gebildet.

Der Spaltprozeß wird in drei Stufen bei Drucken, wie sie in Beispiel 2 angegeben sind, durchgeführt. Um eine Stabilität gegen Wasser zu bekommen, wird das aufgespaltene Produkt in bekannter Weise durch Hitzebehandlung temperiert, der eine Behandlung mit Formaldehyd folgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gittermaterial aus einem orientierten, kurzstückig geschlitzten Film aus einer thermoplastischen Masse mit aufgespaltener, netzförmiger Struktur mit im wesentlichen parallel verlaufenden durchgehenden Stammfasern, die durch im wesentlichen ebenfalls parallel zueinander verlaufende Zweigfasern miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stammfasern etwa die Breite der Filmdicke aufweisen und die Zweigfasern im Verhältnis zu den Stammfasern schmal und kurz geformt sind und jeweils spitzwinklig aus einer Stammfaser abzweigen und ebenfalls spitzwinklig in die gegenüberliegende Stammfaser einlaufen.

2. Gittermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Stammfasern (5) und den Zweigfasern (6) liegenden Abzweigecken (8) abgerundet sind.

3. Vorrichtung zur Herstellung des Gittermaterials nach Anspruch 1 oder 2, mit die geschlitzte Folie haltenden Transportelementen, die einander gegenüberliegende Gitterrandbereiche entlang Linien unterschiedlichen Abstandes voneinander führen, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportelemente zwei endlose elastische Bänder (10, 11) sind, die durch quer zu ihnen angeordnete.-Druckbalken (17, 18) gegeneinander und gegen das zwischen ihnen liegende Gitter gedrückt und seitlich entlang teilweise angetriebenen Führungsrollen (15,16) geführt werden, die auf die Kanten (14) des Gitters einen seitlichen Zug ausüben und deren Abstand sich zwischen einander gegenüberliegenden Gitterrandbereichen allmählich bis zu einem Maximum vergrößert und wieder vermindert.