DE2140091A1

DE2140091A1 - Verfahren und Vorrichtung zur An fertigung von Fasermaterial

Info

Publication number: DE2140091A1
Application number: DE19712140091
Authority: DE
Inventors: James Nelson Portadown County Armagh McMeekin Samuel Drumbeg Belfast Nord Irland Ruddell, (Großbritannien)
Original assignee: LAMBERG IND RES ASS
Current assignee: LAMBERG IND RES ASS
Priority date: 1970-08-13
Filing date: 1971-08-10
Publication date: 1972-02-17
Also published as: DE2140091C3; IE35484L; FR2102250B1; ZA715127B; AU3231171A; GB1358987A; NL7111219A; IE35484B1; NL170509B; BE771242A; FR2102250A1; DE2140091B2; NL170509C; HU163421B

Description

21A009.1

Dipl.-Ing.

Rudolf Busselmeier Augsburg, den 2. August 1971

Dipl.-Ing. Priorität

Rolf Charrier vom 13. August 197°

Großbritannien Brit.Patentan.eiauns »r. 3,029/7»

Postfach 242
Postscheckkonto: München Nr. 74539

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PATENTANMELDUNG

LAMBEQ INDUSTRIAL RESEARCH ASSOCIATION LISBURN, COUNTY ANTRIM, NORD - IRLAND

Verfahren und Vorrichtung zur Anfertigung von Fasermaterial.

Die Erfindung betrifft Fasermaterial und Ersatz-, Zusatzu.ä. Material hierfür.

Sie befaßt sich besonders mit Entwicklungen, die von einem bekannten Grundkonzept ausgehen, welches das Recken (Strecken, Ziehen, Dehnen, Verziehen), eines dünnen ungereckten Films aus Kunststoffmaterial, besonders aus Polyäthylen oder Polypropylen, in einer (einzigen) Richtung in einer solchen Weise und auf solchem Wege umfaßt, daß der Film (sich) zerfasert oder leicht zerfasert (in viele Einzelteile zerlegt) werden kann, dies durch darauffolgende Behandlung. Das Recken orientiert (richtet) die Moleküle in der Reckrichtung, so daß das zerfaserte (fibrillierte) Fasermaterial eine für textile Zwecke geeignete, angemessene Festigkeit hat bzw. erhält. Der Hauptvorteil eines solchen Prozesses ist die Möglichkeit des Erzeugens textiler oder ähnlicher Produkte wie z.B. von Zwirn oder Garn direkt vom bzw. aus dem Film ohne die Notwendigkeit dös Anwendens vieler der beim Garnspinnen verwandten üblichen Verfahrens- oder Behandlungsschritte.

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Die Erfindung ist eine Konsequenz aus der Erkenntnis — obwohl nicht jede Ausführungsform der Erfindung ihre Anwendung mit sich bringt oder mit sich bringen muß --, daß es überraschenderweise möglich ist, die Bedingungen und/pder Maßnahmen, unter denen ein geeignetes aus Einzelteilen, näm-.lieh Partikeln bestehendes Belag-Material in einem Prozeß des oben erwähnten Typs auf einen Film aufgebracht wird, so zu steuern, daß angemessene Adhärenz (Haften) und eine gewünschte Verteilung des Materials erreicht werden, und zwar ohne daß störender (oder gegenseitig störender) Einfluß auf das Zerfasern (Fibrillieren) des Films bis zu dem Ausmaß entsteht, bei dem das Zerfasern nicht mehr angemessen oder überhaupt ψ nicht ausführbar ist.

Gemäß der Erfindung weist ein Verfahren zum Behandeln eines Kunststoff-Films den Verfahrensschritt auf, daß auf eine oder beide Oberflächen (Seiten) des ungereckten (ungestreckten) oder nur teilweise gereckten Films ein aus Partikeln bestehendes (etwa: pulverförmiges, gekörntes) Material unter solchen Bedingungen aufgebracht wird, daß die Partikel über die Belagfläche oder -flächen teilweise in das Film-Material eingebettet sind bzw. werden und/oder am Film anhaften, und zwar in ausgewählter Verteilung.

^ Das Ausmaß, bis zu dem die Partikel in das Film-Material eingebettet sind und/oder an ihm haften, kann so sein, daß es das Zurück- oder Festhalten der Partikel während der folgenden und dem Zerfasern dienenden Behandlung des Films erleichtert und/oder gewährleistet.

Im besonderen kann erfindungsgemäß ein Verfahren zum Behandeln von Kunststoff-Film den Verfahrensschritt umfassen, daß ein partikelförmiges Material in einer ausgewählten Verteilung auf bzw. über mindestens eine Fläche (ggfs. Teilfläche) einer oder beider Oberflächen (Seiten) des ungereckten oder nur teil-gereckten Films aufgebracht wird, wobei bzw. worauf dann das Film-Material oder das Partikel-Material oder auch

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beide bis zu einem solchen Grade geschmolzen (oder erweicht) werden, der es sichert, daß die Partikel teilweise im Film-Material eingebettet sind und/oder am Film haften (wobei aber keine wesentliche Anzahl - also nur wenige oder keine von Partikeln Kügelchen oder Tröpfchen bilden oder gar zu .einer kontinuierlichen, ununterbrochenen Schicht zusammenwachsen) , und zwar bis zu einem solchen Ausmaß eingebettet sind bzw. haften, das einerseits das nachfolgende Zerfasern des Films nicht verhindert, andererseits jedoch das Festhalten der Partikel am Film während des Zerfaserns und nach diesem sicherstellt.

Das Material des Films kann z.B. Polypropylen oder Polyäthylen sein, und die Partikel können beispielsweise aus Polyäthylen, Nylon oder Kalk (Kreide) bestehen.

Der Ausdruck "teilweise eingebettet", wie er in diesem Text und in den Ansprüchen für die Beziehung oder Lage der Partikel zum bzw. im Film benutzt wird, bedeutet, daß die Partikel vom Film-Material nur teilweise umgeben oder umhüllt sind.

Die Erfindung hat sehr nützliche Anwendungen, wo ein Fibrillieren (Zerfasera) folgen soll, gleichgültig, ob nun die Partikel selbst im zerfaserten Material (z.B. in den Einzelfasern des aus dem Zerfaservorgang entstehenden Fasermaterials) verbleiben bzw. zurückbleiben, oder ob nur die Wirkung (Effekt) der Aufbringung bzw. Anwendung der Partikel in solchem Fasermaterial bestehen bleibt, wobei alle oder die meisten Partikel selbst vom Film-Material zu irgendeinem (Zeit-)Punkt zersetzt (dissoziiert) werden. Indessen kann die Erfindung aber auch beim Fehlen des Zerfaserns ein nützliches Produkt ergeben.

Beispiele von erfindungsgemäß erzeugten Materialien sind: (a) Zwei-Komponenten-Fasermaterial.

In solchen Fällen sind die Partikel im zerfaserten Material vorhanden undrz.B. einen niedrigeren

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Schmelzpunkt als das Film-Material haben, was das Binden eines "non-woven"-St offs (nicht gewebten Stoffs) erleichtert oder ermöglicht, der aus dem zerfaserten Material gemacht wird.

(b) Zerfasertes Ein-Komponenten-Material·

In solchen Fällen sind die Partikel im zerfaserten Material nicht mehr gegenwärtig (vorhanden), aber der Effekt ihrer Anwendung (Aufbringens) bleibt bestehen, beispielsweise in seinem Einfluß auf den Weg und die

^ Art, wie das Zerfasern vor sich geht, auf das Aussehen

. oder das Bearbeiten bzw. Verarbeiten des zerfaserten Materials usw.

(c) Unzerfasertes Material.

Solches Material kann natürlich aus Material gemäß (a) und (b) vor dem Zerfaservorgang bestehen und nützliche Eigenschaften etwa in der Form wie z.B. eines "papierisierten" Kunststoff-Films haben.

Die Erfindung kann auf vielen verschiedenen Wegen ausgeführt werden, und einige Ausführungsformen, mit möglichen Abänderungen, ψ werden im folgenden als Beispiele anhand der Zeichnung beschrieben, in welcher

Figur 1 und 2 eine Ausführungsform in schematischer Seitenansicht,

Figur 3 eine vergrößerte Teilansicht der Ausführung nach Fig. 1 und 2 und

Figur k,5,6 und 7 Ansichten entsprechend Figur 3 von vier weiteren Ausführungen zeigen.

Gemäß Figur 1-3 wird ein Polypropylenharz aus einem mit einem Durchmesser von 2 Zoll (ca. 31 mm ) versehenen Drei-Zonen-Extruder Io extrudiert, der mit einem Schlitzwerkzeug (Schütz-

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düse) Il ausgerüstet ist, dessen Schlitzabmessungen 2o Zoll χ o,oo22 Zoll (ca. 512 mrn χ 0,056 nun) sind. Die Temperaturen in den drei aufeinanderfolgenden Extruderzonen sind:

Erste Zone 2^llo ° C Düsenkopf 27o ° C Zweite Zone 25o ° C Düsenlippen 27o ° C Dritte Zone 260 ⁰C

Das Extrudat oder der extrudierte Film 12 wird auf ein Paar von Kühlwalzen 13,l'i aus rostfreiem Stahl gegossen oder geführt; die Walzenoberflächen-Temperatur wird thermostatisch mittels durch die Walzen zirkulierenden Wassers gesteuert bzw. geregelt. Nicht gezeigte Mittel sind für die Steuerung oder Regelung der Temperatur und der Strömung (Durchflußmenge) des Wassers vorgesehen.

Das geschmolzene Extrudat wird mit der ersten Kühlwalze 13 mit Hilfe eines "Luftmessers" (dünnen breiten Luftstrahls) 15 in innige Berührung gebracht, das bzw. der (15) einen Luftstrom oder -breitstrahl so auf den Film richtet, daß dieserin Berührung mit der ersten Walze iy gezwungen wird. Nach Verlassen des Kühlwalzenpaars 13,l4 läuft der Film 12 um eine Anzahl von Spann- oder Dehn- bzw. Spreizstäben (oder Rollen) l6 zwecks Aufrechterhaltens ebener flacher Filmform, und die Kanten (Seitenkanten) werden durch einen geeigneten Mechanismus abgeschnitten oder abgekantet.

Der Film wird durch einen Heißluftofen 17 zwischen zwei Sätzen oder Systemen von Führungswalzen l8, I9 (in Art von Tauchwalzen) geführt, wobei der zweite Walzensatz 19 mit höherer Umfangsgeschwindigkeit rotiert als iß«, Das Geschwindigkeitsverhältnis (Umfangsgeschwindigkeit von 19 zu Umfangsgeschwindigkeit von 18) bestimmt das Ausmaß des Reckens (Strekkens, "Verzugs") und liegt üblicherweise in der Gegend von 8:1, und die Ofentemperatur wird bei I50 C gehalten.

Der irerockte Oder "varaogane" Film wird über eine benadeite ("boa ti Γ te to") Walaen-Zerfaservorrichtung 2o geführt, und der

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resultierende Faserflor bzw. das Faser(streck)band wird mit irgendeinem erforderlichen Finish (Sprühmittel, Ausrüstungstnittel) 22 besprüht und bei 23 gesammelt bzw. abgelegt.

Vor dem Zerfasern im Fibrillator 2o werden diskrete Partikel auf eine oder beide Filmoberflachen (-seiten) aufgebracht. .

Die Partikel werden aufgebracht, bevor der Film gereckt worden ist, und die Partikel werden auf den Film aufgebracht, während der Film sich noch in einem geschmolzenen oder halbgeschmolzenen (ganz oder partiell erweichten) Zustand befindet, bevor er durch die Kühlwalzen abgekühlt wird. Wie in Fig. 1 und 3 gezeigt, wird das Partikel-Material durch eine Anzahl von Perforationen unten im vibrierenden Trichter (Schütteltrichter, Rüttelschacht) 2.k auf die Oberfläche der ersten Kühlwalze 13 zugeliefert ( "aufgesiebt"). Die Partikel werden dann von dem teilweise geschmolzenen Polymer "gefaßt¹¹, d.h. von der Filmoberfläche aufgenommen und in diese Filmfläche teilweise eingebettet und also in diese eine Fläche eingedrückt, während der Film um die Kühlwalze herumläuft. Die Menge des Partikelmaterials sollte nicht so groß sein, daß es die Kühlrate (Wärmeabfuhr) der Filmabkühlung ernsthaft beeinträchtigt(was der Fall sein würde oder könnte, wenn zwischen dem Film und der Kühlwalze eine wärmeisolierende Schicht aus dem Partikelmaterial gebildet oder aufgebaut würde).

Es können viele Partikel-Materialien dafür verwendet werden, verschiedene Eigenschaften der erzeugten Fasern zu erzielen.

Man kann beispielsweise farbige oder gefärbte Partikel verwenden, die dann in der Filmoberfläche Farbeffekte hervorrufen, und also können die Partikel diesselbe Farbe oder eine Anzahl verschiedener Farben haben, letzteres zum Erzeugen eines Mehrfarbeneffekts'.

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Die Partikel können Körner (Granulate) eines Polymers mit niedrigem Schmelzpunkt sein, z.B. Polyäthylen-Pulver von geringer Dichte. Es überrascht, daß sogar dann keine Schwierigkeiten auftreten, wenn man Partikel mit niedrigem Schmelzpunkt bei Bestehen der Notwendigkeit der Anwendung einer hohen Temperatur im Reck-Ofen 17 verwendet. Man erklärt sich diese verblüffende Tatsache etwa so, daß in die Partikel-Matrix, wie sie wäre, eingeschlossene Luft diejenige Wärmeisolierung liefert, die es verhindert, daß der Partikelbelag irreguläre Verkluinpungen oder komplettes Zusammenwachsen oder -backen bildet. Bei Verwendung solcher Partikel werden Fasern erzeugt, bei denen mindestens Teile ihrer Oberfläche einen niedrigeren Schmelzpunkt haben als der Rest, und dies ermöglicht es den Fasern^ in der Form eines "non-woven"-Stoffs sich gegenseitig wärme-zu-binden, ohne daß aber der größere Teil der Faser schmilzt.(also: eine Art "Fritten¹¹ oder "Sintern"). Es ist wesentlich und wichtig, daß die Körner diskrete (getrennte, individuelle) Partikel oder in diskrete Partikel trennbare Gebilde oder mindestens diskret-wirkende Partikel bleiben. Jede wesentliche und besonders jede ungleichmäßige Abweichung von dieser Bedingung würde SoB₀ zum Filmbruch oder Filmriß im Streck- oder Reckofen 17 oder zum Bruch des Films im oder am Fibrillator 2o führen. Der Test, ob die Partikel ausreichend diskret sind oder nicht, liegt darin, ob sie den Reckoder Streckvorgang oder den Zerfaserungsvorgang in katastrophaler Weise stören oder nicht.

Die Partikel können aus Material bestehen, das färbbar ist, z.B. aus Nylonpulver, und man könnte so Fasern erzeugen, bei denen mindestens ein Teil ihrer Oberfläche färbbar ist, z.B. färbbar mittels üblicher saurer Farben,

Wenn die Partikel metallisch sind oder aus Metall bestehen, z.B. aus Aluminium, dann können Fasern mit verschiedenen thermischen und elektrischen Eigenschaften erzeugt werden, entsprechend (abhängig von) der Dichte und /oder auch der Partikel auf der oder den Filmoberflächen.

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Wenn -die Partikel aus hydrophilem (wasserfreundlichem) Material, z.B. aus Zellulosepulver oder Kasein, bestehen, dann werden die erzeugten Fasern schmutzfeindliche und antistatische Eigenschaften im Vergleich mit ähnlichen Fasern haben, denen die aufgebrachten Partikel fehlen.

Bei einer modifizierten Einrichtung gemäß Fig. k wird das Partikelmaterial durch eine Düse 3° i-ⁿ den Luftstrom des "Luftmessers" 15"(Blasdüse) injiziert und von diesem generell ψ radial auf den Film 12 gerichtet (geblasen), wenn dieser Film in Berührung mit der Oberfläche der ersten Kühlwalze gelangt. In diesem Augenblick sollten die Partikel solche Form und solche Streuung (Dispersion, Verteilung) haben, daß sie den Durchgang der Luft nicht stören und die Auslaßöffnung der Luftdüse nicht verstopfen, und sie sollten auch nicht eine solche Masse besitzen, daß sie den geschmolzenen Film durch ihr Moment (Aufprallenergie) ernstlich deformieren könnten.

Ein zweites Luftmesser (Luftblasdüse) kann in das System eingebaut sein, wobei eines dieser "Messer" (Breit- und Dünnstrahldüsen) dazu dient, den Film in Berührung mit der Walze ^ zu zwingen, und wobei das andere "Messer" das Zubringen öder Zuliefern und das teilweise Einbetten der Partikel in den geschmolzenen oder halbgeschmolzenen Film besorgt.

- Die auf den Film aufgebrachten Partikel verharren während des Zerfaserungsvorgangs, und sie können auf den Fasern in dem im wesentlichen gleichen Zustande wie auf dem Film verbleiben.

Fig. 5 zeigt eine weitere Einrichtung oder Anordnung, bei der der Deutlichkeit wegen die Partikel vergrößert und in geringer Zahl gezeigt sind. Die Partikel werden auf ein endloses Band 35 aus geeignetem Material aufgeliefert oder aufge-

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streut, das beispielsweise eine silikonisierte Oberfläche hat; das Band 35 bewegt sich in Berührung mit der (13) und in der gleichen Richtung wie die erste Kühlwalze 13· üas Band ist in inniger Berührung mit dem geschmolzenen Film 12 und dient zum Anpressen des Films 12 an die Kühlwalze. So wird jegliches auf dem Band liegende Material in den (geschmolzenen oder erweichten) Film eingebettet. Das Kühlen des Films wird nicht gestört.

Das Ablegen wie beispielsweise das Aufstreuen der Partikel auf das Band kann durch jegliche geeignete Technik erfolgen — z.B. mit einfachem schwerkraftgespeistem Trichter/Schüttel- oder Rüttelsieb, und es ist möglich, daß das Ablegen so geregelt oder gesteuert wird, daß ein regelmäßiges oder unregelmäßiges Muster von Partikeln auf der Filrnoberflache entsteht. Dieses Muster würde während des Prozesses bestehen bleiben (abgesehen natürlich davon, daß es in der Wärme-Reckphase "gedämpft." oder verzerrt würde), und es könnten sich z.B. spezielle Farbeffekfce in einem Garn ergeben, das aus dem zerfaserten Film gemacht ist, wo die Partikel in sich gefärbt (durchgefärbt) oder färbbar sind bzw. waren.

Die Spannung im endlosen Band 35 dient zum Regeln oder Steuern des Eindruck-Grads (Eindrüektiefe) der Partikel in den Film.

Das Band könnte beispielsweise aus einem silikonisierten synthetischen Gummi gemacht sein, swscks leichten Trennens (Abhebens) vom gekühlten und gehärteten FiIm₀

In einem besonderen Fall wird das Band durch eine Zufüfrr-(Liefer-)Rolle ko von nicht orientiertem Film ersetzt, siehe Figur 6.

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Hier wird ein Sandwich (-Sahn) erzeugt, mit den Partikeln in ihrer Mitte. Die Partikel würden also z.B. gegen Abrieb geschützt, was wichtig ist, wo die Haltbarkeit der anschließend gefärbten Fasern gegen Reiben betroffen ist. Ein solches Sandwich (Sandwich-Band) muß nicht auf nur zwei Schichten eingeschränkt oder beschränkt sein.

In Figur 7 ist eine sehr günstige und in mancher Hinsicht vorzuziehende Art des Aufbringens des Partikelmaterials auf den Film gezeigt. In diesem Fall wird der Film 12 in den Spalt zwischen der Kühlwalze 13 und einer Hart gummi walze 42 extrudiart. Der Spalt ist unter Druck gesetzt, was in jeglicher oder passenden Weise geschehen kann, z.B. durch hydraulisches Andrücken der Waise 42 gegen die Kühlwalze 13. Seitlich gegen die Walze 42 gegenüber der Kühlwalze 13 liegt eine Kühlwalze 43 an, die also mit der Walze 42 in Berührung steht. Zwischen, der senkrechten Mittellinie der Gummiwalze und der Kühlwalze 13 ist ein Abstreichmesser (Rakel) 44 angeordnet. Dieses Rakelmesser 44 bildet mit der Oberfläche der Walze 42 ein Reservoir (Vorrat) für Partikelmaterial 45, und sein Abstand von der Oberfläche der Walze 42 ist so, daß die Partikel' in der gewünschten Konzentration bzw. Ver- ^ teilung oder Streuung rund auf der Oberfläche der Walze 42 geführt und teilweise in den halbgeschmolzenen Film 12, wenn und wo dieser die Kühlwalze 13 berührt, eingebettet bzw. eingedrückt werden.

Dia Erfindung wird nun anhand einiger Beispiele ihrer praktischen Ausführung weiter erläutert.

Beispiel 1»

Ein mit Polypropylen-Körnern gefüllter Extruder von 2 Zoll (ca, 51 mm) Durchmesser speist ein Werkzeug (Düse) mit einem

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Düsenschlitz von 2o Zoll (ca. 51° nun), wobei der Düsenspalt o,oo22 Zoll ( ca, 0,056 mm) breit ist ( = Abstand der Düsenlippen, Spaltbreite). Der extrudierte Film wird so abgegeben, daß er gleichzeitig oder beinahe gleichzeitig zwischen die erste Kühlwalze einer standardisierten (bekannten) Filmgießeinheit mit wassergekühlter Kühlwalze und ein sich bewegendes (laufendes) endloses Band aus silikonisiertem synthetischem Gummi gelangt, welches Band in Ikrührung mit der Kühlwalze und in gleicher Richtung wie diese und mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie diese, nämlich mit 9 Yards/min (ca. 8 m/min), läuft, siehe Figur 5· Die Temperatur des Wassers in der Kühlwalze ist 2o C, und die Dicke des Films beim Auflaufen auf die Kühlwalze ist 0,003 Zoll (ca. o,o77 mm). Auf das endlose Band, und zwar bevor dieses Band das Extrudat berührt, wird Polyäthylen-Pulver aufgebracht, das von einem Schütteloder Rütteltrichter mit perforiertem Boden (z_oB_o Loch- oder Siebboden) so zugeliefert wird, daß es einen gut verstreuten und ebenen Belag von Partikeln auf dem endlosen Band ergibt. Die Partikel sind so groß, daß sie durch, ein 300 Gauge-Maschensieb (z.B. 300 Maschen/Zoll )■ hindurchgehen =

Das endlose Band steht in Umschlingungsberührung mit der Kühlwalze auf 12 Zoll (Umschlingungsweg ca. 3I mm ) und drückt über diesen Weg fest gegen die Kühlwalze und bettet so die Partikel teilweise in das Extrudat. Nach Durchlaufen dieses Berührungsweges ist das Extrudat kühl und im wesentlichen "gesetzt" (stabil), und das Band wird weggeführt, wobei es die in dem Film eingebetteten Partikel verläßt. Die Bahnbreite des Films beim Ablaufen von der Kühlwalze ist 18 Zoll (ca. kSo mm), und weitere o₉5 Zoll (ca. I3 mm) werden an jeder Seite beim Durchgang durch einen Satz von Rasierklingen entfernt.

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Nun wird der Film einem konventionellen Heißluft-Reckofen (-Streclvof en) zugeführt: Temperatur 15o C, Eintritts-(Zulauf-)Geschwindiglceit 9 yards/min (ca. 8 m/min), Austrittsgeschvrindigkeit 72 yards/min (ca. -64 m/min), der Verzug (Streck- oder Reckfaktor) des Films ist also 8. Der jetzt orientierte Film wird einer Zerfaserungsvorrichtung mit Nadelwalze oder Isiadelwalzen zugeführt, unter Anwendung einer Bogenlänge (z.B. Umsehlingung) von 6 Zoll (ca. 130 mm) und eines Fibrillierungsverhältnisses von 2 '· I₁ und man erzielt ein Faserprodukt mit unregelmäßiger Netzstruktur, das geeignet ist für Umwandeln in einen "non-woven"-Stoff, bei dem die Partikel auf der Faser durch Wärme geschmolzen werden, "so daß sie die "non-woven"-Struktur binden. Weil die Partikel endgültig mit der Faser assoziiert, d.h. an sie gebunden und mit ihr verbunden sind, gibt es kein Wandern geschmolzenen Polyäthylens innerhalb der "non-woven"-Struktur, und also hat der so hergestellte Stoff keinen verschlechterten Griff. Obwohl die Ofentemperatur höher ist als der Schmelzpunkt des Polyäthylen-Pulvers, fand man, daß die Polyäthyletipartikel beim Verlassen des Ofens im wesentlichen imgeschmolzen waren, möglicherweise dank thermischer Isolierung durch Luft zwischen den Partikeln.

Beispiel 2»

Der extrudierte Film (in diesem Beispiel 0,0015 Zoll -ca, o,o37 mm - dick) wird so abgeführt, daß er gleichzeitig oder fast gleichseitig zwischen die erste Kühlwalze und einen laufenden zweiten Film aus Polypropylen gelangt, der von einer Vorratsrolle oder Wickelwalze kommt, siehe Figur 6. Dieser zweite Film hat auch eine Dicke von o,ool5 Zoll (ca. o,o37 la») "^d wird wie oben angegeben mit den Partikeln belegt.

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Das Extrudat, die Partikel und der zweite Film sind bzw. werden nicht getrennt, sondern assoziiert gehalten durch ,Heiß-Recken (Warm-Stracken) und Fibrillieren. In diesem Beispiel wird anstelle von Polyäthylenpulver ein Nylonpulver verwendet, Die resultierende Faser ist in ihrem Effekt eine Zweiiconsponentenf aser mit einem Kern aus JTylonpartikeln in einem Futter ©dar einer Hülle aus Polypropylen.

Naoh dem Zerfasern wird die Faser in einem Farbbad gefärbt, das eine disperse Farbe enthält,'die für Verwendung bei Nylon- passend ist₉ und dies ergibt eine gefärbte Faser mit guter Eeib-Haltbarkeit«, Di® Färb® durchdringt den Film und err θ ie lit das Nylon, und die @ir<igefärbte Farbe dec Nylons ist durch den Film hindurch sichtbar»

Beispiel 3»

Xn diesem Beispiel wird die Einrichtung gemäß Fig. 7 benutzt.

Der Extruder hat einen Durchmesser von 2 Zoll (ee,51 mm), ist aait Polypropylengranulat gefüllt und speist einen Düsenkörper mit einem Büsesasehllta von 2o Soll (ca. 512 ram) mit einem Lippenabstand (Spaltbreit«) von ©,©©22 Zoll (ca. 0,056 sara)_o Der extrudierta Film wird in dem Spalt zwischen der KühlwÄlae und der Gutaraiwßiz* gebracht. Di« Kühlwalχen-Temperatur ist 5o° C, und die Temperatur einer zweiten Kühlwalze beträgt 2o° C. Hinter dem Rakelmesser, auf der Oberfläche der Gummiwalzse ist ein Vorrat von Kalk (Kreide) in Partikelform abgesetzt, so wie er durch «in 2oo-6auge-

• '2 *

Masclienaieb (z.B. 2oo Maschen je Zoll ) hindurchgeht· Das Kakelmesser 1st mit einem Abstand von o,oo75 Zoll (ca* o»ol9 mm) von der Oberfläche der Gummiwalze eingestellt·

• ·

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Die Kühlwalze und die Gununiwalzo drehen sich gegensinnig oder gegenläufig mit Oberflächen" oder Umfangsgeschwindigkeiten von 9 y;ards/min (ca. 8 m/min).

Die Gunanivalze drückt sich fest an die Kühlwalze an, so daß die unter dem !tafelmesser durchpassierenden Partikel teilweise in das Extriidat eingebettet (eingepresst) werden. Nach dieser Bsrührung ist das Extrudat kühl und im wesentlichen "gesetzt"* Dia Breite des die Kühlwalzen verlassenden Films ist iß Zoll (ca. 46o mni), und 0,05 Zoll (ca* 1,3 sam) werden van jeder Seitenkante mittels geeignet montierter Rasierklingen abgeschnitten.

Dann wird der Film durch eliiexj Qf'ea und eine Nadolwalzen-Fibrillior- oder Zerfaservorrichtung durchgeführt, so wie di@se in Beispiel 1 beschrieben, und mit gleichen Betriebsparameter» ausgestattet.

Das aus der Zerfaservorrichtung austretende Faserprodukt ist für Verwendung al* Textilfaser geeignet, und es ist Produkten überlegen, die ohne die Auflage von Kalk herge-P stellt sind« Diese Überlegenhalt kommt nicht nur von ein«B gewiesen glanzbeaeitigenden Effekt (Stumpfmacher-Effekt ) von surüelWble Ib endete K&lk, «önderu auch von. einer Verbesserung in den Faser-Denier« und der Dealers-»Verteilung, die Fasern «sind feiner, und die Verteilung (z.B. Abweichungs-"Breite") ist enger quer schmaler. Zusätzlich sind die Fasern weniger haarig; Haarigkeit ist ein Kennzeichen, üblicherweise ein unerwünschtes Merkmal, bekannten, f!brillierten Materials.

'. £« wurde wahrgenommen, daß meist viel, wenn nicht aller Kalk während des Durchlaufens zum und durch den Ofen und

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durch die Zerf asorvorrichtisng verlorengeht . Sein© "Narbe" odor »ein Rest ist jedoch ausreichend, um dis ©rwähjntea Vorteile zu erzielen (obwohl der glansvermindernde Effekt sich entsprechend proportional der Menge des verlorenen Kalks vermindert), welche Vorteile vermutlich dank der riss-induzierten Spaltungs-Einleitung während des Fibrillier-Vorgangs entstehen.

Harte Partikel - andere als Kalk - können verwendet werden. Tatsächlich kann Sand bem&tzt werden, er kann auf den Film (z.B„ sandstrahlgebläseartig) aufgestrahlt werden»

Arbeit on gemäS diesem B©ispi©l äiat msm. gefunden, daß noch andera Vorzug© und Fortschritt© ©rg±©lt wurden, Ein solcher Vorzug war, daß w©s©Btl±©h und üb®FTa,8ch,®na weniger Kraft aissa Stroeksa ©d@r SoeSsaa d©a Filsaß feeaötigt wurde. Ein andssrar ¥ert©ii tisr_e UoM oin wurde9 das bislang amftr©t₉ ι-τοέμ, eläa {Schneidmittel ©der darglo) iaf©lgo Äbss«tsüanß ®twas stumpf wurden ο Diasos Problem war, da® d®s°. P11e3 dasssa, w©sia die Schneid» oder Trisaa-Mlttel mtmmpt ifaroa, suaa M©ilS©a ©der Brechen in der R©eks@n© CSts°eeks®sa@) neigt© ₉ b©@©nd®s"a iaa Ofen, was zu Scfewi©s*igls®it©a und sm Pr©dukti®susvaraög©rangen führte. Diese Schwierigkoitea war©su se|ar R©eSa ®rsasthafter in Fällen, wo nicht nur die Kasten« b©eehjaltt@n (getriffiaat) wurden, sondern wo a&r PlIm in ©iss© Asasstsl ψ&η B'and®rn geschnitten {längegosehnitteii) vmrd®« .Überraschand war die Feststellung,, daß aater diesem = ©rfiiKtaig®geaaäß©;rä. Umständen nur noch eine geringe, weaa überhaupt noch eine Tendenz su Brüchen bestand.

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Beiapiel 4,

Ih diesem Beispiel wird dar Prozeß nach Beispiel 3 wiederholt, jedoch unter Fortfall der Schritte des Fibriliierens und dos Reckons J außerdem wendet man Polyäthylen anstelle von Polypropylen an, schließlich tritt an die Stell© von Kalk ein Pulver aus Ton¹ und Zelluslose, Das Endprodukt ist ®ln nützlicher "papierisierter" PoIyäthylsn-Filjm Die Zellulose gibt dem Produkt einen hydrophilen Charakter, der elektrostatische Aufladung reduziert· Di© belegte Oberfläche ist für Tinte und dergl. aufnahmefähig , also auch für andere Schreib- und Druckmaterialien (Farbe, Tusche etc*)»

Als eine Alternative su Ton (Tonerde, Mergel) und Zellulose (Zellstoff) können Ton und ein geeigneter thermoplastischer Stoff angewandt werden. Xn diesem Falle schmilzt, nachdem der Bglag aufgebracht ist, ein Meißkalandern die thermoplastische Komponente d&® Pulvers (die einen niedrigeren Schmelzpunkt hat als der Film) und sintert si« mit dem Ton, wobei so die Bindung der Partikel aneinander und an den Film ver&««i3@rt wird«

Der belegt* Film kann, w±@ dies in der Papierindustrie üblich ißt, poliert werden*

Es wird angemerkt,, d&ß dsr Streck- oder Reck-Verfahrensschritt bei diesem Beispiel entfällt. Indessen mag in einigen Fällen ein Orientieren erforderlich sein. Venn dem so ist, daran wird dies wahrscheinlich die konventionel· Ie bi-axlale (zweiachsige) Orientierung sein, und man würde sie ausführen« während und so lange der Belag partikelförmig (s.B. körnig) ist, d.h. also vor jeder Sinterung' oder ähnlichen Behandlung.

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Wenn, ein dickerer Belag gefordert wird, als er passenderwoisc unter Anwendung der vorliegenden Erfindung erzielbar ist, dann kann ebenfalls moch im Rahmen der Erfinduns ein zusätzliches Ealegea. oder Beschichten an·» schließend mit Hilfe irgendeines geeigneten gewünschten Verfahrens durchgeführt werden, wobei der (zuvor) erfindungsgemäß gebildete Belag einen'Schlüssel oder ein Mittel zum Binden des zusätzlichen Belags auf dem Film abgibt,

Man sieht, daß dio soeben gegebenen Beispiele jeden der drei Materialtypen einschließen, die weiter oben in dieser Beschreibung abgehandelt würden,·, Also seigen Beispiele 1 und 2 Faserraaterial der Zwei-Komponentest«Art, Beispiel 3 behandelt fibrilliertes (aufgefasertes) Material der Ein-Komponenten-Art; und Beispiel 4 beschäftigt sich mit unzerfasertem Material*

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die besonderen Merkmale beschränkt, die in dieser Beschreibung anhand der Zeichnung offenbart sind. Beispielsweise könnten im Rahmen der' Erfindung Partikel auf beide Filmseiten aufgebracht werden, oder man könnte die Partikel in Art «ine« Mustere aufbringen, indem man sie auf e£ne (Teil-) Flechen de« Filme auflegt und auf andere Flächen nicht» -oder xndfm m&n sie mit variierenden Dichten auf verschiedene Filmteile Aufbringt. Vo eine Kühlwalzen-Gießeinrichtung nicht beschaffbar ist, kann der bereits hergestellte Film durch eine heiße Klemm- oder Quetschstelle geführt werden zwecks Eindrückens des Partikel-Materials. Wie weitet oben erwähnt, können die Partikel bei manchen Ausführungsarten eher schmelzen als der Film. Auch kann es in einigen Ausführungen der Erfindung, wo geschmolzenes fUmbildendes Extrud&t vorwendet wird, für das Erzielen der not-

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wendigen Adhäsion der Partikel hilfreich sein, daß die letzteren heiß cind₅ und dies hilft auch zum Aufrechterhalten des geschmolzenen (oder erweichten) Charakters des Extrudats, bis die- Partikel fest eingepresst (eingebettet) s ind.

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Claims

Di pi.- Ing. Rudolf Busselmeier Augsburg, 2. August 1971 Dipl.-Ing. Rolf Churner <Ί<| Patentanwälte 2140091 Augsburg 31 ■ Eehlingersstraße 8 Postfach 242 PoiUdieckkonto: München Nr. 74S 39 5797/Ο1/Bu/Än PATENTANSPRÜCHE

1.!Verfahren zum Behandeln eines Kunststoff-Films, dadurch V/ g β kennzeichnet, daß @s den, Verf ahrensschritt des Aufbringend eixxes Partikel-Matörialss auf eine oder beide Oberflächen (Seiten) des aoch ungedeckten oder nur teilweise gereckten Films unter solchen Bedingungen umfaßt, daß die Partikel über di© Auflagefläche ©dar -flächen teilweise in dm® Füllmaterial aingegebettet sind und/©d@r am Filsa anhaften und gwar in einer gewähltssi Verteilung»

2. Verfahren nach Anspruch I₅ dadUareh geksssasaich- n © t, daß die Partik©! i.n bsw_o asi don File bis sra aiaem solchen Ausmaße ©iag©b®tt©t nndf&d®T ®,nh&£tend angebracht werden, daß ihr F©stlaslt©ra während darauff©lg©2i.©iQr Be= handlung des Filas® swseks Zerfas®2ras dos Wllms örlsiich» tert wird·

Verfahren sum Behandeln eiaas Filas aus ICjinsts'toff, dadurch gekennE@ichH©t₉- daß es ά®η Schritt des Aufbringens eisies Part ils el »Mat ©rials in einer gewähl· ten Verteilung (Streuung) über mindestens ©in© Fläefoe (ggfa. Teilfläche) einer der baidosi Oberflächen (Seiten) des ungereckten oder nur teilweis© gereckten Pilss® umfaßt, wobei bzw, woraufhin da® Filsi-=Mat©rial ©der das Partikel-Material oder beide Matorialion bis au

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solchen Grade geschmolzen (g£jfs. erweicht) werden, der es sichert, daß die Partikel in das Film-Material eingebettet werden und/odor an ihm anhaften (jedoch ohne daß eine wesentliche Anzahl von Partikeln ■Kügelchen oder Tropfen bildet oder zu einer nicht unterbrochenen Schicht zusammenwächst), und zwar bis zu einem solchen Ausmaße eingebettet werden und/oder anhaften, welches, ohne darauffolgendes Zerfasern des Films zu verhindern, das Festhalten der Partikel auf dem Film während des Zerfaserns und danach sichert.

4. Verfahren nach Anspruch 3_t dadurch gekennzeichnet, daß es den weiteren Schritt des Zerfaserns des Films umfaßt.

5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel ebenfalls aus Kunststoff (plastischem bzw* wärmeplastischem Material) bestehen.

6. Verfahren nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß das Partikel-Material einen niedrigeren Schmelzpunkt besitzt als das Film-Material.

7« Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g<ekennzeichn e t, daß- es den weiteren Schritt des Bildens eines "non-woven^f'-Stoffs aus dem zerfaserten Film umfaßt, wobei bzw. woraufhin dieses "non-woven"-Material (ein solches Material ist ein nicht gewebter Stoff) bis auf eine Temperatur erhitzt (erwärmt) wird, bei der das Partikel-Material mindestens teilweise schmilzt (bzw. erweicht) , wobei aber diese Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts dos Film-Materials liegt, wodurch die Fasern des "non-wovon"-Stoffs gegenseitig durch Bindung des bzw. von dom Partikel-Material verbunden (aneinandergefügt )werden.

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δ. Verfahren nach Anspruch ^, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Partikel metallische Partikel sind.

9· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel eine oder mehrere von der Filmfarbe verschiedene Farben haben.

10. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η ζ eic hne t, daß die Partikel verschiedene (ggfs. auch untereinander verschiedene) Färbbarkeitscharakteristiken besitzen, verglichen mit der oder den entsprechenden Charakteristiken des Films.

11. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel hydrophil (wasserfreundlich,' ggfs. hygroskopisch) sind.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

3 - H₁ dadurch gekennzeichnet , daß ein zweiter Kunststoff-Film auf eine Seite des ursprünglichen Films, auf den (bzw. auf welche) die' Partikel aufgebracht wurden, aufgelegt wird.

13· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Partikel Kalk- oder Kreidepartikel sind.

l4. Verfahren nach Anspruch 13t dadurch gekennzeichnet, daß 63 den weiteren Schritt des FiIm-Zerfaaerns (-Fibrillierens) umfaßt.

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15· Verfahren nach Anspruch 1Λ, dadurch gekennzeichnet, daß während des bzw. durch den Zorfaserungsvorgang mindestens der größere Toil (Zahl) der Partikel vom Film entfernt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic hn e t, daß die Partikel von solcher Beschaffenheit sind und so auf den Film aufgebracht werden, daß sie im Film teilweise eingebettet sind, aber an diesem nicht (klebend) anhaften.

17· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic hn β t, daß die Partikel mindestens einen merklichen oder wesentlichen Anteil von Ton-Partikeln besitzen, und daß sie so aufgebracht werden, daß sie dauernd anhaften.

l8· Verfahren nach Anspruch 171 dadurch gekennzeic hn e t, daß die Partikel Tonpartikel und Zellulosepartikel umfassen.

19· Verfahren nach Anspruch 171 dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel Tonpartikel und Partikel aus thermoplastischem Material (Kunststoff) mit einem Schmelzpunkt umfassen, der niedriger liegt als derjenige des Films.

2o. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 - 191 dadurch gekennzeichnet, daß es den weiteren Schritt des Heiß-Kalanderns des Films umfaßt.

21· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 - 2o, dadurch gekennz eichnet, daß es den weiteren Schritt des bi-axialen (zweiachsigen) Orientierens des Films nacll dem Aufbringen der Partikel und vor jeglichem folgendem »Schritt umfaßt.

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22. Verfahren nach einem odor mehreren der Ansprüche 17 - 21, dadurc·. gekennzeichnet, daß en den weiteren Schritt des Aufbringens weiteren Belagmaterials auf den Film umfaßt, welches für Tintο, Druckfarbe oder dergl. annahme- bzw. aufnahmefähig ist.

23· Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filmmaterial Polypropylen ist.

24. Verfahre'n nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 22, dadurch gekennz eichnet, daß das Film-Material Polyäthylen ist.

25· Einrichtung bzw. Vorrichtung für das Behandeln von Kunststoff-Film, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Extruder (Io,11) zum Extrudieren des Films (12), einen Satz von Kühlwalzen (I3,l4),dem der extrudierte Film (12) direkt nach seiner bildung (Entstehung) zugeführt wird, und Mittel (24) zum Aufbringen von Partikel-Material auf den Film dann, bzw. dort, wann bzw. wo der Film den Kühlwalzen zuläuft, derart daß die Partikel teilweise in das Film-Material eingebettet werden und/oder in einer gewählten Verteilung an ihm anhaften, besitzt.

26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen Ofen (17), dem der gekühlte Film zuläuft, und Mittel (l8,19) zum Recken, bzw; Strecken (Verziehen) dea Films bei dessen Durchgang durch den Ofen besitzt .

27· Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, 'daß sie ferner eine ZerfaserungsvoVrichtung (2o) besitzt, welcher der gereckte Film zugeführt wird.

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28. Einrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichn β t, · daß die Zerfaserungsvorrichtung ein Nadelwalzen-Fibrillator ist.

29· Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 25 - 28, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Aufbringen des Partikel-Materials auf den Film dienenden Mittel eine Hartwalze (42), die mit der· ersten Kühlwalze (13) einen Druckspalt (Press-Spalt) bildet, und ein Rakelmesser (kk) besitzt, das mit einem solchen Abstand (Spalt) von der Hartwalze angeordnet ist, daß es in Kombination mit der Oberfläche der ersten Kühlwalze bzw. der Hartwalze einen Vorrat (Vorrats-Raum, Reserve-Raum, 45) für das Partikel-Material bildet, das von dort aus durch Drehen der Walze unter dem Rakelmesser zu dem Spalt zwischen der Walze und der ersten Kühlwalze gebracht wird, wobei der Extruder dazu geeignet ausgebildet und angeordnet ist, den extrudierten Film zu, in und durch den Spalt (Spalt zwischen den Walzen,13i ^2) zu richten bzw. zu dirigieren.

30. Verfahren zum Behand'eln eines Films aus Kunststoff, gekennzeichnet durch Aufbringen von Partikelmaterial im wesentlichen wie beschrieben und/oder in der Zeichnung, dargestellt.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß es den weiteren Schritt des Filmzerfaserns umschließt.

32· Verfahren zum Behandeln eines Kunststoff-Films, im wesentlichen wie in Beispiel 1 beschrieben.

33· Verfahren zum Behandeln eines Kunststoff-Films, im wesentlichen wie in Beispiel 2 beschrieben.

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34. Verfahren zuni Behandeln oines Kunstntof f-Films, im •wesentlichen wie in Beispiel j beschrieben.

35· Verfahren zum Behandeln eines Kunststoff-Films, im wesentlichen wie in Beispiel 4 beschrieben.

36. Verfahren für kontinuierlichas Behandeln eines Kunststoff-Films im wesentlichen wie in der Beschreibung beschrieben und/oder wie in den verschiedenen Figuren der Zeichnung dargestellt. (

37· Nach einen oder mehreren Verfahren gemäß einem öder mehreren der Ansprüche 1 - 24 und/oder 3o - 35 erzeugtes Material.

38. Verfahren und Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeic -hn e t, daß die Hartwalze(42) ersetzt ist durch ein endloses Band(35^i das übar entsprechende Walzen oder Rollen geführt ist.

39· Verfahren und Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 ff. , dadurch gekennzeichnet , . daß der gegebenenfalls zu zerfasernde Film mehrschichtig, sandwichartig oder -ähnlich mit im zentralen Bereich ange- " ordneten Partikeln besteht.

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