DE1779929A1

DE1779929A1 - Verfahren zur Herstellung von Schichtmaterial

Info

Publication number: DE1779929A1
Application number: DE19641779929
Authority: DE
Inventors: Ole-Bendt Rasmussen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-08-28
Filing date: 1964-08-27
Publication date: 1972-01-13
Also published as: FI45631C; DE1785567A1; US3511742A; IL21972A; SE334462B; AT319457B; AT299553B; NL6410073A; DE1569335C3; NL145489B; FI45631B; GB1103114A; FI46926B; SE364531B; FR1405162A; FI46926C; DE1569335A1; CH568142A5; DE1569335B2

Description

Dr. A. ULLRICH . Dr. T. ULLRICH „ _αοοο

PATENTANWÄLTE I / / 1? νί .£ Cl

69 HEIDELBERG, Gaisbergstraße 3

Femsprecher: (06221) 25335 - Telegrammadresse: UUPATENT

Unser Zeichen: 8JO6

Dipl.-Ing. Ole-Bendt Easmussen, Birker/d/Dänemark, 14, G-yvelbakken.

Verfahren zur Herstellung von Schichtmaterial.

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtmaterials durch Extrudieren.

Es ist bekannt, verschiedene extrudierbare Substanzen zur Bildung sehr dünner Schichtgebilde in Verbund-Anordnung zu extrudieren, bei denen die Flachausdehnung im "wesentlichen parallel zur Oberfläche des genannten Schichtmaterials liegt und eine große Anzahl dieser Schichten aufeinander angeordnet sind, wie dies aus dem Querschnitt durch dieses Schichtmaterial zu ersehen ist. lach der Extrudierung wird das Schichtmaterial einer biaxialen molekularen Orientierung durch Strecken unterworfen, um eine weitere Bildung des verbundartigen G-efüges zu erreichen und die Stärke dieses Schichtmaterials zu '

Es ist bekannt, daß die Bildung einer solchen verbundartigen Struktur die Spaltung des extrudierten Materials zur Bildung sehr flexibler papierähnlicher Materialien erleichtert. Des weiteren wird durch Anordnung der verschiedenen Substanzen in einer solchen verbundartigen Struktur ein großer G-renzflächenbereich in Bezug auf die Dicke der Schichten erhalten. Dies führt u.a. zur Erzielung eines verhältnismäßig hohen Zusammenhalts zwischen den Substanzen, selbst wenn diese Substanzen miteinander unverträglich sind. Bei Betrachtung im Quer-

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schnitt oder im Längsschnitt erscheinen solche Laterialien orientiert, während bei einer Draufsicht diese Substanzen wahllos verteilt oder nur bis zu einem begrenzten Umfang linear orientiert erscheinen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Erzeugnis herzustellen mit einer ähnlichen verbundartigen Anordnung und mit einem höheren Ausmaß hinsichtlich seiner Struktur.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es die Stufen des Extrudierens wenigstens zweier Materialien in Form einer Anzahl Ströme umfaßt, die nebeneinander, in einem Kamm-Zahn-Huster liegen, wobei jedes dieser Materialien ineinander verteilt ist in Form hier und da eingefügter dünner Plättchen, deren seitliche Ausdehnung im Winkel zur Flächenausdehnung des Husters liegt und diese Ströme seitlich in der flachen -Dimension des Musters zur Bildung einer Schicht vereinigt sind und diese Schicht in ihrem strukturellen Gr'efüge verfestigt wird.

Auf diese Weise hat das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Erzeugnis eine verbundartige Struktur mit einer großen Anzahl Plättchen, die in einer solchen Weise angeordnet sind, daß jedes Plättchen im Winkel zur Ebene dieses Schichtmaterials angeordnet ist. Jedes Plättchen kann sich über einen Teil oder im v/es entlichen über die ganze Dicke des Schichtmaterials erstrekken. Die so erzielte Wirkung ist eine Kombination der Vorteile, die verbunden sind mit einem großen G-renzflächenbereich, den man in einer verbundartigen Polymer-inPolymer-Dispersion erhält und diese Vorteile stehen im Zusammenhang mit einer Struktur, die Plättchen enthält, die nichtaxial orientiert oder in Reihen angeordnet sind.

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Es ist ferner bekannt, daß einheitlich orientierte polymere Materialien, deren Orientierung eine Molekularorientierung und/oder eine Orientierung darstellt, die man als Ergebnis eines besonderen Mischungssystems erhält, zur Bildung geeigneter Textil- oder textilähnlicher Strukturen, der sogenannten Spaltfasermaterialien leicht zu spalten sind. Solche Materialien haben die Form dauerhafter Pasern, mehrfädiger Garne, netzartiger Garnstrukturen oder Bahnen, die unmittelbar als Schichten in ungewebten Stoffen verwendet werden können. Es ist des weiteren bekannt, daß die Spaltoperation eine vollmechanische Operation sein kann oder daß sie eine totale oder teilweise Entfernung oder Quellung eines der Materialien umfassen kann. Die Spaltung kann sich auch sowohl auf eine physikalische als auch auf eine chemische Behandlung erstrecken. -

Das Verfahren gemäß Erfindung ist insbesondere zur Herstellung eines Schichtmaterials geeignex, das zur Bildung eines Materials der oben genannten Art gespalten werden kann. In dieser Hinsicht wird bemerkt, daß die Tatsache der Anordnung der Plättchen im Winkel zur Schichtebene das Durchdringen von Lösungsmitteln und Quellmitteln und den Beginn mechanisch gebildeter Spaltungen erleichtert.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die Ströme durch rohes Mischen zweier Materialien und Extrudieren des groben Gemischs durch einen Extrudierschlitz in flüssigem Zustand gebildet, der durch dicht im Abstand voneinander angeordnete Blätter oder Uände unterteilt ist. Diese rohe Mischung kann z.B. durch Mischung von Kügelchen der verschiedensten polymeren Materialien vor der Sxtrudierung und unter Durchführung dieser Extrudierung in einem Extruder bewirkt werden, in welchem das Gemisch

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nur bis zu einem begrenzten Ausmaß homogenisiert ist. Uach dem Durchgang des Materials durch die Reihe der Blätter wird das- letztere zweckmäßig durch einen Schlitz oder eine Kammer ohne Blätter geführt, um zu bewirken, daß die flüssigen Ströme zur Bildung eines Schichtmaterials vereinigt werden.

Die vorgenannte Ausführungsform stellt einen besonderen Vorteil dar, weil sie sehr einfach ist.

Die am meisten vollkommenen Strukturen werden jedoch unter Verwendung von zwei oder mehreren Extrudern erhalten, bei denen für jedes Material einer vorhanden ist, und durch wischen der Ströme des unterschiedlichen polymeren-Haterials in einer Zone in kurzem Abstand vor derjenigen Stelle, an der die Schichtstruktur gebildet wird,..

Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung werden die Ströme zunächst durch Extrudieren hier und da eingefügter Ströme aus wenigstens zwei unterschiedlichen Materialien und anschließendes Schneiden eines- jeden dieser Ströme in Abschnitte und Bildung von Abschnitten der Ströme verschiedener Materialien und folglich neuer Ströme gebildet.

Auch in diesem Falle werden die Ströme zweckmäßig durch einen Schlitz oder eine Kammer ohne Blätter nach der Vereinigung geführt.

Das Schichtmaterial kann in jedem Falle entweder in der Form einer ebenen Schicht oder in der Form einer Röhre extrudiert werden. Wenn der Extrudierungsschlitz, der die Schicht bildet, eben ist und eine Querbewegung zur Streckung der einzelnen Plättchen angewendet wird, so sollte diese Bewegung hin- und hergehend sein und als Folge davon wird das Linienmuster des Enderzeugnisses zu einem Zickzackmuster. Venn der Schlitz ringförmig ist, ist es im allgemeinen-zweckmäßig, eine Drehbewegung -anzuwenden."

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Die Erfindung wird nun in ihren weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen teschrieben, in vfelcher

Fig.. 1 schematisch einen Teil eines Extruders zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung

Fig. 2 einen entsprechenden Querschnitt,

Fig. 3 schematisch einen Seitenriß des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Extruders,

Fig. 4 einen Querschnitt von Einzelheiten des Extruders gemäß Figuren 1 bis 3, betreffend die Bildung von Plättchen, in größerem Haßstab,

Fig. 5 einen Querschnitt eines Teils des stationären Teils eines zylindrischen Extruderkopfs zur Herstellung des infrage stehenden Materials,

Fig. 6 einen Querschnitt eines Teils eines beweglichen Teils des selben Extruderkopfs,

Fig. 7 schematisch einen Längsschnitt durch einen Teil des Extruderkopfs zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 8 einen Querschnitt durch den selben Extruder zeigt.

Der in den Figuren 1 bis 4 gezeigte Extruder enthält einen stationären Teil 8 und einen beweglichen Teil Der stationäre Teil 8 besitzt einen ExtrudierUngsschlitz 10, der durch Stahlblätter 11 unterteilt ist und deren Zwischenräume wechselweise mit den leitungen 12 und verbunden sind, denen die Polymeren aus separaten nicht dargestellten Extrudern zugeführt werden.

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Der Schlitz 10 setzt sich fort durch den beweglichen Teil 9 und ist hier durch zwei Reihen von Stahlblättern 14 und 15 unterteilt, wobei die letzteren in der Mitte zwischen und unter den ersteren angeordnet sind.

Der bewegliche feil 9 besitzt Räder 16 auf Schienen 18 und kann nach vorn und rückwärts mit Hilfe einer Stange 19 mit G-elenk, angetrieben durch einen Exzenter 20, bewegt werden.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Durch die Leitungen 13 und 14 werden die Polymeren in flüssigem Zustand in die Räume zwischen die Sta&Lblätter 11 im Schlitz 10 des stationären Teils 8 des Extruderkopfes gepreßt. Tienn der bewegliche Teil 9 hin und her läuft, schneidet jedes der Blätter 14 zunächst einen Abschnitt eines Polymers und dann einen Abschnitt des anderen usw. ab. Während des Abgangs nach unten in die Räume zwischen den Blättern 14 verlangsamt die Reibung an den Oberflächen der Blätter den S¹IuB des Materials an diesen Oberflächen und die verschiedenen Schichten v/erden mehr und mehr gebogen, wie dies in Pig. 4 dargestellt ist. Beim Eintreffen an den Kanten der Blätter 14 werden die Materialströme in der Mitte geteilt und der beschriebene Vorgang wird während des Hindurchlaufens durch die Zwischenräume zwischen den letzteren Blättern wiederholt, wie dies in Pig. 4 gezeigt ist.

Zur Regulierung der Reibung und zur Sicherung eines gleichmäßigen ELusses der Polymeren wird ein Schmiermittel, beispielsweise ein entsprechendes Monomer, durch eine Leitung 21 in den stationären Teil 8 in den Raum zwischen letzterem und dein beweglichen Teil 9 zur Schmierung der Oberflächen desjenigen Teils des Schlitzes 10 in dem beweglichen Teil 9 zugeführt. Die Breite dieses Raums zwischen den Teilen 8 und 9 kann mit Hilfe der Schrauben 22 reguliert werden, die

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auf den Seil 8 einwirken, um diesen au oder von dem Seil 9 weg zu bewegen. Ifie aus Mg. 2 ersichtlich ist, enden, die Blätter 15 kurz vor der Extrudierungs öffnung, um eine gewisse Wanderung der geteilten Ströme ineinander su gestatten, uh einen guten Zusammenhalt in der extruäierten Schicht 23 nach Verfestigung der letzteren "beispielsweise durch Kühlung zu erhalten.

Die Figuren 5 und 6 stellen einen zylindrischen Extruderkopf dar, der ähnlich wie der Extruderkopf gemäß den Figuren 1 bis 4 konstruiert ist. Mg. 5 aeigt einen Querschnitt des stationären Teils 8 mit dem Schlitz 10, geteilt dureii Bädialblätter 11 und Ringleitungen 12 und 13, verbunden, mit den abwechselnden Raunen zwischen den Blattern 11. 3¹Ig.* 6 zeigt einen Querschnitt des beweglichen -'-ails 9 Bit den Blättern 14. Im Setrieb wird der -Λ¹ eil 9 beispielsweise wie in der Abbildung angegeben durch ein Sanarad 24 gedreht, das mit einem Zahnkranz 25 auf deu beweglichen Seil 9 in Eingriff steht.

3ur'.Herstellung eines Schichtmaterials, in welchem die Schienten aus kleineren Schichten zusammengesetzt sind, kann ein Extruder mit einem Extrudierungsschlitz verwendet werden, wie dies in den Figuren 7 und 8 erläutert ist. 3er Sxtrudierungsschlitz 4 ist unterteilt durch eine gross-e Anzahl parallel montierter Stahlblätter 5, die sich von einer Seite des Schlitzes zum anderen erstrecken. Jeder der Zwischenräume 6 zwischen diesen Blättern 5 ist mit einer leitung ? im Extruderkopf verbunden und der Leitung 7 wird ein flüssiges Gemisch zweier Polymerer mit verschiedenen Eigenschaften durch einen nicht dargestellten Extruder auseführt. Das Gemisch besteht aus teilweise ausgezogenen Tröpfchen eines Polymers in dem anderen und beiia Auspressen aus dem Extrudierungsschlitz erzeugen die Blätter 5 einen Schichtfluß, gebildet aus den flüssigen Polymeren in eine schichtartige Struktur, wie dies besonders vorstehend in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben ist. lach den Verlassen des Schlitzes 4 wird die Schicht zur Verfestigung derselben gekühlt.

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Claims

Patentanspruch e

1) Verfahren zur Herstellung eines Schichtmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) wenigstens zwei Materialien in Form einer Vielzahl Seite an Seite in einem Kamm-Zahn-Muster liegender Ströme e.xtrudiert, wobei in jedem Strom die Materialien in Form hier und da eingefügter Schichten verteilt sind und ihre seitliche Dimension im Winkel zu der flachen Ausdehnung des Musters angeordnet ist , '■-■:■

b) diese Ströme seitlich in der flachen Dimension des Musters zur Bildung einer Schicht vereinigt und

c) diese Schicht in der so erhaltenen Strukturform verfestigt.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ströme durch grobes Mischen zweier Materialien und Extrudieren des groben Gemische in flüssigem Zustand durch einen Extrudierungsschlitz, der durch dicht aneinander angeordnete Blätter unterteilt ist, bildet.

3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ströme zunächst durch Extrudieren hier und da eingefügter Ströme von v/enigstens zwei unterschiedlichen Materialien bildet und dann jeden dieser Ströme in Abschnitte schneidet und Abschnitte von Strömen verschiedener Materialien nacheinander in neuen Strömen bildet.

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4) Verfahren nach Anspruch. 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein zylindrisches Kamm-2ahn-Muster verwendet,

5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man während der Extrudierung an denjenigen Teilen des Materials ein Schmiermittel verwendet, die die Oberflächen des Schichtmaterials bilden.

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