DE1951163A1 - In the longitudinal direction frayable film web or the like. of thermoplastic material and the method and device for their manufacture - Google Patents
In the longitudinal direction frayable film web or the like. of thermoplastic material and the method and device for their manufactureInfo
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Description
1951163 Andrejewski & Honke Patentanwälte1951163 Andrejewski & Honke patent attorneys
Essen, den 8. Oktober 1969 Kettwiger Straße 36 (t)Essen, October 8, 1969 Kettwiger Strasse 36 ( t )
Patentanmeldung
EBNEST SCRAGG & SONS LIMITED
Sunderland Street
Macclesfield, Cheshire /England Patent application
EBNEST SCRAGG & SONS LIMITED
Sunderland Street
Macclesfield, Cheshire / England
In Längsrichtung zerfaserbare Folienbahn oder dergl, aus thermoplastischem Material sowie Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung.Foil web or the like that can be shredded in the longitudinal direction, of thermoplastic material and the method and device for their manufacture.
Bereits seit einiger Zeit bemühen sich Fachleute um die Herstellung von Spalt- oder Splittfasern aus Kunststoffolien, wobei man von der Beobachtung ausgeht, daß sich beim strecken derartiger Folien zunächst feine Risse bilden, die sich bei Anwendung von stärkerer Kraft zu Spalten ausweiten, bis die Folie schließlich reißt. Bei den bisher bekanntgewordenen Arbeiten geht es nun darum, diesen Vorgang derart zu steuern, daß eine möglichst gleichmäßige Spaltung der Folie in allerfeinsten Abständen erreicht wird, um möglichst feine Fasern zu arhalten. Bekanntgeworden sind in diesem Zusammenhang bereits Verfahren, bei denen die Folie zunächstFor some time now, experts have been trying to make it of split or split fibers from plastic films, whereby one is based on the observation that when stretching such Foils initially form fine cracks, which appear when Use stronger force to expand into gaps until the film finally tears. With the work that has become known so far, it is now possible This is about controlling this process in such a way that the film splits as evenly as possible at the finest possible intervals, to keep the fibers as fine as possible. In this context, processes have already become known in which the film initially
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durch kräftige Orientierung und gegebenenfalls Quellung spaltbar gemacht und dann durch mechanische Behandlung verschiedenster Art zu Fasern verarbeitet wird. Bei einem anderen bereits bekannten Verfahren wird in die Folie ein Sprengmittel eingebracht, welches nach der Orientierung der Folie bezw. nach Einbringen in die orientierte Folie in derselben einen derartigen innerencleavable through strong orientation and possibly swelling made and then processed into fibers by mechanical treatment of various kinds. Another already known one Method is introduced into the film, a disintegrant, which BEZW after the orientation of the film. after introduction in the oriented film in the same such an inner one
* Druck erzeugt, daß die Folie ganz oder teilweise zu Fasern auf-* Pressure creates that the film is completely or partially expanded into fibers.
F gespalten wird.F is split.
Wenn sich auch durch diese Behandlung Folien zu feinsten Fasern aufspalten lassen, so lässt sich hierdurch jedoch weder die Anzahl der Fasern pro Folieneinheit noch der Querschnitt der hergestellten Fasern eindeutig festlegen. Bei der Herstellung fülliger Garne gleichbleibender Qualität aus derartigen Chemiefasern ist es jedoch von ausschlaggebender Bedeutung, die Entstehung der Verästelung bezw. den Querschnitt der Fasern genau steuern zu können.Even if this treatment turns foils into the finest fibers can be split, however, neither the The number of fibers per film unit nor the cross-section of the fibers produced clearly define. In the preparation of voluminous yarns of constant quality from such man-made fibers However, it is of crucial importance to determine the emergence of the ramifications or the cross-section of the fibers exactly to be able to control.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine in Längsrichtung zerfaserbare Folienbahn oder dergl. aus thermoplastischem Material vor, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie in Längsrichtung verlaufende Innenhöhlungen sowie Oberflächenvertiefungen in einer derartigen Ausbildung und Anordnung aufweist, daß bei Zerfaserung mit wenigstens drei Längsrippen erzielbar sind, d.h. also Fasern hergestellt werden können, deren Querschnitt in etwa einem wenigstens dreizackigen Stern entspricht.To this end, the invention proposes a longitudinal direction Fibrous film web or the like. Made of thermoplastic material before, which is characterized in that it is in the longitudinal direction extending inner cavities and surface depressions in such a design and arrangement that at Defibration with at least three longitudinal ribs can be achieved, i.e. fibers can be produced whose cross-section is approximately corresponds to at least a three-pointed star.
Dabei weist die Folienbahn oder dergl. vorzugsweise auf einer oder beiden Oberflächen in Längsrichtung verlaufende Rillen mit halbrundem Querschnitt und in ihrem Inneren zwischen diesenThe film web or the like preferably has one or both surfaces have longitudinal grooves semicircular cross-section and in their interior between them
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Rillen in Längsrichtung verlaufende Hohlräume mit kreisrundem Querschnitt auf. Bei einer Ausbildung der Außenrillen auf beiden Oberflächen lassen sich, wenn die Rillen der einen Fläche genau denen der anderen Fläche gegenüberliegen und die im Innern ausgebildeten Hohlräume mitten zwischen zwei nebeneinander liegenden Rillen einer Fläche angeordnet werden* beim Zerfasern Fasern mit drei Längsrippen herstellen. Wenn man jedoch die im Inneren verlaufenden Hohlräume mitten zwischen zwei einander gegenüberliegenden Außenrillen anordnet, lassen sich bei der Zerfaserung Fasern mit vier Längsrippen herstellen. Andererseits können die Außenrillen in der einen Fläche gegenüber denen der gegenüberliegenden Fläche auch seitlich versetzt angeordnet werden, wodurch, wenn man die im Inneren verlaufenden Hohlräume jeweils unter einer Rille der einen Fläche anordnet, beim Zerfasern eine Mischung aus Fasern mit drei Längsrippen und solchen mit vier Längsrippen entsteht. Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung kann eine derartige Folie als Mehrschichtfolie aus zwei oder mehr verschiedenartigen Kunststoffen bestehen, sodaß beim Zerfasern wenigstens einige der entstehenden Fasern mehr als eine Komponente enthalten und infolgedessen selbstkräuselnde Eigenschaften besitzen.Grooves running in the longitudinal direction cavities with a circular cross-section. When the outer grooves are formed on both Surfaces can be made if the grooves of one surface are accurate those of the other face and those on the inside formed cavities in the middle between two adjacent Grooves are arranged on a surface * when fiberizing fibers with three longitudinal ribs. However, if you have the inside running cavities in the middle between two opposing outer grooves can be used during the defibering Make fibers with four longitudinal ribs. On the other hand, the outer grooves in one surface can be compared to those of the opposite Surface can also be arranged laterally offset, which, when you look at the internal cavities under a groove on one surface, when defibrating a mixture of fibers with three longitudinal ribs and those with four Longitudinal ribs arise. According to another special feature of the invention Such a film can consist of two or more different plastics as a multilayer film, so that the Defiber at least some of the resulting fibers contain more than one component and are consequently self-curling Possess properties.
Zur Herstellung einer derartigen in Längsrichtung zerfaserbaren Folienbahn oder dergl. sieht die Erfindung insbesondere vor, daß die innerhalb der Folienbahn liegenden Höhlungen während des Extrusionsvorganges ausgebildet werden und die Vertiefungen an den Oberflächen der Folienbahn in diese im Anschluß an die Extrusion eingepresst bezw. eingewalzt werden.For the production of such a film web or the like that can be fiberized in the longitudinal direction, the invention provides in particular that the cavities lying within the film web are formed during the extrusion process and the depressions are formed the surfaces of the film web in this following the extrusion pressed or be rolled in.
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Eine Vorrichtung zur Herstellung einer in Längsrichtung zerfaserbaren Folienbahn oder dergl. besitzt vorzugsweise einen Extruder mit Anordnungen zum Injizieren eines vom Folienmaterial abweichenden Stoffes, wie z.B. Luft, in die Folie während der Extrusion und eine dem Extrusionskopf nachgeschaltete Druckwalzeneinrichtung mit einer oder mehreren gerippten Walzen.A device for producing a fiberglass one in the longitudinal direction Film web or the like preferably has an extruder with arrangements for injecting one of the film material different substance, such as air, into the film during the Extrusion and a pressure roller device connected downstream of the extrusion head with one or more ribbed rollers.
Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:A more detailed explanation of the invention results from the following description of some exemplary embodiments of the accompanying drawings; show it:
Figur 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Folienbahn oder eines derartigen Bandes;Figure 1 shows a cross section through an embodiment of a film web according to the invention or one such tape;
Figur 2 einen Querschnitt durch eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Folienbahn oder eines Bandes;Figure 2 shows a cross section through a further training the film web according to the invention or a tape;
Figur 3 einen Querschnitt durch eine nochmalige Abwandlung der erfindungsgemäßen Folienbahn oder des Bandes;FIG. 3 shows a cross section through a further modification the film web or the tape according to the invention;
Figur 4 eine schematisehe Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung der Folie und aus ihr herstellbaren Fasern;FIG. 4 shows a schematic representation of a device according to the invention for producing the film and fibers that can be made from it;
Figur 5 einen Querschnitt durch eine dreischichtige erfindungsgemäße Folienbahn; undFIG. 5 shows a cross section through a three-layer film web according to the invention; and
Figur 6 einen Querschnitt durch eine fünfschichtige erfindungsgemäße Folienbahn.Figure 6 shows a cross section through a five-layer film web according to the invention.
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Die in den Figuren 1 -3 im Querschnitt dargestellten erfindungsgemäßen Folienbahnen oder -bänder, weisen im Inneren Höhlungen 11 mit kreisförmigem Querschnitt auf, welche in Längsrichtung der Bahn oder des Bandes, d.h. in Extrusionsriehtung, durchgehend oder intermittierend ausgebildet sein können, zu welchem Zweck eines der in der Patentanmeldung P 19 259 87.1 der gleichen Anmelderin beschriebenen Verfahren angewendet werden kann. Die an der Ober- und Unterseite der Folienbahnen oder -bänder ausgebildeten Rillen 12 haben halbkreisförmigen Querschnitt und können entweder durch entsprechend geformte Lippen des Extrusionskopfes während der Extrusion ausgebildet werden, oder auch mittels gerippter Walzen im Warm- oder Kaltwalzverfahren, wie dies nachstehend zu erläutern sein wird.The illustrated in Figures 1-3 in cross section according to the invention Foil webs or strips have inside cavities 11 with a circular cross-section, which in the longitudinal direction the web or the band, i.e. in the extrusion direction, can be formed continuously or intermittently, to whichever Purpose of one of the same in patent application P 19 259 87.1 Applicant described method can be used. Those formed on the top and bottom of the film webs or strips Grooves 12 have a semicircular cross-section and can either be through correspondingly shaped lips of the extrusion head are formed during extrusion, or by means of ribbed rolls in the hot or cold rolling process, as follows will have to be explained.
Bei der Ausbildung der Folienbahn oder des Bandes nach Figur ergeben sich beim Zerfasern Fasern mit drei Längsrippen, zu welchem Zweck jede im Innern verlaufende Höhlung 11 mitten zwischen zwei nebeneinanderliegenden Außenrillen 12 verläuft. Dadurch ergibt sich eine materialmäßige Schwächung der Folie längs der strichpunktierten Linien 13, sodaß beim Strecken einer derartigen Folieribahn oder eines derartigen Bandes dieselbe längs dieser Linien einreißt und Fasern 14 mit drei in Längsrichtung verlaufenden Rippen entstehen.In the formation of the film web or the tape according to the figure, fibers with three longitudinal ribs, zu, result when defibrating what the purpose of each interior running cavity 11 in the middle between two adjacent outer grooves 12 runs. This results in a material weakening of the film along the dash-dotted lines 13, so that the same when stretching such a film web or such a tape along these lines tears and fibers 14 with three in Longitudinal ribs arise.
Eine typische Außenabmessung einer derartigen Faser beträgt 0,03 mm (0,001"), wobei die gestreckte Folie dann etwa 0,05 mm (0,002") dick ist. Da die Folie um etwa das 10-fache kalt verstreekt werden kann, beträgt ihre ursprüngliche stärke etwa 0,15 mm (0,006"), wobei die Breite des Extrusionskopfes etwa 2,54 mm (0,01") beträgt, um eine gewisse Schwächung in der Extrusionsstufe su erlauben.A typical outer dimension of such a fiber is 0.03 mm (0.001 ") with the stretched film then about 0.05 mm (0.002") thick. Since the film is stretched around 10 times cold can be, its original thickness is about 0.15 mm (0.006 ") with the width of the extrusion head about 2.54 mm (0.01 ") to allow some weakening in the extrusion stage.
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Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger StraßePatent attorneys Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Strasse
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Folienbahn oder ein -band, welches bei Zerfaserung Fasern mit vier Längsrippen ergibt. Hierbei liegt jede der Innenhöhlungen 11 zwischen einander gegenüberliegenden Rillen 12, sodaß auch hier wieder eine Zerfaserung der Folienbahn oder des -bandes längs der Linien 15 erfolgt. Die hierbei entstehenden Fasern l4 sind, wenn man von der gleichen Dick© der gestreckten Folie ausgeht, ψ etwas stärker als die Fasern bei der Folienausbildung nach Figur 1.FIG. 2 shows a cross section through a film web or tape which, when defibrated, results in fibers with four longitudinal ribs. Here, each of the inner cavities 11 lies between mutually opposite grooves 12, so that here, too, the film web or tape is defibrated along the lines 15. The resulting fibers 14 are, assuming the same thickness © of the stretched film, ψ somewhat stronger than the fibers in the film configuration according to FIG. 1.
Die tatsächliche Form der Fasern, welche sich aus den Folien nach Figur 1 und 2 herstellen lassen, hängt von der Genauigkeit ab, mit welcher die Rillen 12 in Bezug auf die innenliegenden Hohlräume 11 eingepresst oder eingewalzt werden. Eine Verschiebung von 0,03 mm (0,001") oder so in der Anordnung der Rillen 12 ergibt statt Fasern mit drei Längsrippen solche mit vier Längsrippen. Für bestimmte Zwecke kann es jedoch erforderlich sein, sicherzustellen, daß die Rillen 12 in ganz bestimmter Weise angeordnet werden. Die Art und Welse, wie dies geschieht, soll später im einzelnen erläutert werden.The actual shape of the fibers which can be produced from the films according to FIGS. 1 and 2 depends on the accuracy from, with which the grooves 12 are pressed or rolled in with respect to the internal cavities 11. A shift 0.03 mm (0.001 ") or so in the location of the grooves 12 results in fibers with three longitudinal ribs instead of fibers with four longitudinal ribs. However, it may be required for certain purposes be to ensure that the grooves 12 are arranged in a very specific way. The way this is done will be explained in detail later.
Andererseits lässt sich eine Gleichmäßigkeit des Produktes dadurch erreichen, daß man eine Folie oder ein Band gemäß der Ausbildung nach Figur 3 herstellt, bei welcher die Rillen 12 an der Oberseite gegenüber denen an der Unterseite verschoben sind. Da beide Gruppen von Rillen gleichzeitig hergestellt werden, lässt sich dies durch entsprechende Konstruktion der gerippten Walzen erreichen. In diesem Fall braucht man nicht unbedingt darauf zu achten, daß die Außenrillen 12 mit den Innenhöhlungen 11 genau fluchten, da eine derartige Folie auf jeden Fall in eineOn the other hand, a uniformity of the product can be achieved achieve by producing a film or a tape according to the embodiment of Figure 3, in which the grooves 12 on the top are shifted compared to those at the bottom. Since both groups of grooves are made at the same time, this can be achieved by appropriate construction of the ribbed rollers. In this case you don't necessarily need to make sure that the outer grooves 12 are precisely aligned with the inner cavities 11, since such a film in any case in a
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Mischung von Pasern 14 mit vier bezw. drei Längsrippen zerfasert wird, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Als besondere Vorsichtsmaßnahme kann man den Abstand der Rillen voneinander etwas größer oder etwas kleiner wählen als die Abstände der Innenhöhlungen, sodaß eine Mischung von Fasern mit drei oder vier Längsrippen verschiedener Formen bei der Zerfaserung entsteht, die von satz zu Satz gleichmäßiger sein können»Mixture of fibers 14 with four respectively. three longitudinal ribs frayed as shown in FIG. As a special precaution you can choose the distance between the grooves to be slightly larger or smaller than the distances between the Inner cavities, so that a mixture of fibers with three or four longitudinal ribs of different shapes is created during the defibering process, which can be more even from sentence to sentence »
Eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folie und der daraus herstellbaren Fasern ist in Figur k dargestellt und besitzt eine Schlitzdüse 21 mit einer Schlitzhöhe von etwa 0,25 mm (0,01") und einer die Breite des extrudierten Bandes oder der Folie ergebenden Schlitzbreite von 25,4 - 1270 mm (I" - 50") oder mehr, wobei eine Einrichtung 22 vorgesehen ist, um in die extrudierte Folie oder das Band innenliegende Hohlräume oder Unterbrechungen einzuführen, wie dies im einzelnen in der bereits genannten Patentanmeldung der Anmelderin beschrieben ist. Diese Hohlräume im Inneren der Folie können ein Gas wie beispielsweise Luft oder Stickstoff enthalten oder ein vom Grundstoff der Folie abweichendes Polymer. Diese Einrichtung 22 kann aus einer Düsenreihe bestehen, welche innerhalb des Extrusionskopfes 21 angeordnet ist und einen Luft- oder anderen Gasstrom oder auch einen anderen Stoff in die durch den Extrusionskopf 21 fließende Folienmasse abgeben· Die extrudierte Folie 23 wird durch Walzen 24, welche beispielsweise durch aufgewickelten feinen Draht gerippt sind oder deren Mantelfläche auch durch Ätzung oder Gravierung die gewünschten Rippen erhalten kann, wie dies beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 19 36 808.2 der gleichen Anmelderin beschrieben wird, teilweise gestreckt, wobei die Außenrillen 12 in die FolienmasseAn apparatus for producing the film according to the invention and the fibers which can be produced therefrom is shown in FIG. K and has a slot nozzle 21 with a slot height of about 0.25 mm (0.01 ") and a slot width of 25.4-1270 mm (I "-50") or more, with a device 22 being provided to introduce internal cavities or interruptions into the extruded film or tape, as described in detail in the applicant's patent application already cited These cavities in the interior of the film can contain a gas such as air or nitrogen or a polymer that differs from the basic material of the film release another substance into the film mass flowing through the extrusion head 21. The extruded film 23 becomes partially stretched by rollers 24, which are ribbed, for example, by wound fine wire or whose outer surface can also be given the desired ribs by etching or engraving, as described, for example, in the German patent application P 19 36 808.2 of the same applicant, with the outer grooves 12 into the film mass
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eingepresst werden· Vorzugsweise werden beheizte Walzen verwendet» Von diesen Rillenwalzen 24 aus wird die Folie 22 dann Zugwalzen 25 zugeführt, durch welche sie bis auf das 10-fache ihrer Lange gestreckt wird und dabei zerfasert. Die entstehenden Fasern werden Je nach Wunsch aufgewickelt, wobei sie beispielsweise so wie sie ankommen auf einen entsprechenden Wicke 1-baum aufgewickelt werden können oder zunächst zu Strängen zusammengefasst und dann auf einzelnen Auf wickel- oder Zwirnspindeln aufgewickelt werden.are pressed in · Heated rollers are preferably used. The film 22 is then made from these grooved rollers 24 Pull rollers 25 fed through which they up to 10 times its length is stretched and thereby frayed. The resulting fibers are wound up as required, whereby they can be wound onto a corresponding winding 1-tree, for example, as they arrive, or are first combined into strands and then wound onto individual winding or twisting spindles.
Wie bereits erwähnt, kann es für gewisse Zwecke erforderlich sein, den Verlauf der Höhlungen in der extrudierten Folie gegenüber den, Rippen der Walzen 24 genau festzulegen. Dies lässt sich beispielsweise optisch durchführen, indem der Verlauf der Folienkante beobachtet und durch eine Fotozelle oder eine ähnliche Einrichtung gesteuert wird. Andererseits lässt sich eine derartige Kontrolle und Steuerung auch dadurch erreichen, daß man an der extrudierten Folie e/inen oder mehrere Wülste, beispielsweise an den Kanten, ausbildet oder an den Kanten ein anderes Polymer in eine entsprechende Höhlung eingebettet, sodaß sich eine Verstärkung ergibt, wobei diese Wülste oder verstärkten Teile zur korrekten Führung der Folie in das Walzenpaar 24 dienen können, indem sie mit in diesen Walzen ausgebildeten Rillen zusammenwirken. Mach dem Durchlauf der Folie durch die streckwalzen können diese Wülste oder verdickten Teile der Folie abgestreift und abgeworfen werden·As already mentioned, it may be necessary for certain purposes to adjust the course of the cavities in the extruded film with respect to the ribs of the rollers 24 to be precisely defined. This can be done optically, for example, by the The course of the film edge is observed and controlled by a photocell or a similar device. on the other hand Such control and control can also be achieved thereby achieve that one or more of the extruded film Bulges, for example on the edges, or another polymer embedded in a corresponding cavity at the edges, so that reinforcement results, these bulges or reinforced parts to correctly guide the film into the Roller pair 24 can serve by cooperating with grooves formed in these rollers. Make the slide through These bulges or thickened parts of the film can be stripped off and thrown off by the stretching rollers
Durch Extrusion einer Mehrschichtfolie oder eines Mehrschichtbandes und seine Behandlung in der vorstehend beschriebenen Weise lassen sich Fasern aus mehreren Komponenten herstellen·By extruding a multilayer film or a multilayer tape and treating it in the manner described above This is how fibers can be made from several components
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Figur 5 zeigt beispielsweise, wie eine Dreiachichtfolie zerfasert und eine Mischung aus Einkomponentenfasern und Zweikomponentenfasern ergibt. Hierbei wird für die Außenschichten der Folie gleichartiges Material verwendet« während ein andersartiges Material zwischen ihnen eingebettet ist· In Figur 6 ist eine aus zwei Komponenten bestehende Fttnfsehiehtfolie dargestellt, welche, wie die Figur zeigt, in gleichartige Bikomponentenfaser^ zerfasert.FIG. 5 shows, for example, how a three-layer film is frayed and results in a mixture of single component fibers and bicomponent fibers. This is used for the outer layers the film uses the same material «while a different material is embedded between them · In Figure 6 is a two component viscous film shown, which, as the figure shows, in similar Bicomponent fiber ^ frayed.
Ansprüche»Expectations"
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