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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Flächengebildes, insbesondere für textile Zwecke, bei dem getrennte Ströme aus einem ersten extrudierbaren, polymeren Material und einem zweiten extrudierbaren Material extrudiert werden, diese Ströme unter Bildung eines fliessfähigen Flächengebildes vereinigt werden, das Lamellen aus dem ersten extrudierbaren, polymeren Material und Lamellen aus dem zweiten extrudierbaren Material enthält, die einander durchsetzen, wobei weiters die Oberfläche dieses
Flächengebildes einer Schmierbewegung unterworfen wird, wodurch ein Flächengebilde erzeugt wird, indem die
Lamellen in flacher, sandwichartiger Form angeordnet sind und die Lamellen aus dem ersten, extrudierbaren,
polymeren Material an den Oberflächen des Flächengebildes aneinandergebunden und annähernd senkrecht zu der Ebene des Flächengebildes in der Kernzone angeordnet sind, worauf dann das Flächengebilde verfestigt bzw. gehärtet wird und die Verbindungen zwischen den Lamellen aus dem ersten polymeren Material in der Kernzone unterbrochen werden.
Bei Anwendung dieses bekannten Verfahrens ist es jedoch schwierig, ein Flächenmaterial zu erhalten, in welchem die Lamellen fest aneinander gebunden sind und welches zugleich einen weichen Griff aufweist. Weiters erfordert dieses bekannte Verfahren die Anwendung relativ grosser Mengen an extrudierbarem Material, um ein so hergestelltes Flächengebilde genügend offen für die Verwendung für textile Zwecke zu machen, und dieses extrudierbare Material ist normalerweise im Endprodukt nur geringfügig enthalten und wird im allgemeinen zur
Gänze oder teilweise entfernt.
Die Erfindung bezweckt nun die Herstellung eines Flächengebildes mit einem weichen Griff wenigstens an einer Oberfläche und mit Lamellen, die fest aneinander gebunden sind, wobei relativ geringe Mengen an extrudierbarem Material verwendet werden.
Das Verfahren der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass das
Flächengebilde in einer Ebene hauptsächlich parallel zu der Ebene des Flächengebildes vor, während oder nach dem Unterbrechen in zwei Teile geteilt wird.
Durch Teilen des Flächengebildes, in welchem die Lamellen an den Oberflächen aneinandergebunden und senkrecht zur Ebene des Flächengebildes in der Kernzone sind, werden Flächengebilde erhalten, die an einer
Oberfläche eine offene Struktur aufweisen und in denen die Lamellen an der andern Oberfläche fest aneinander gebunden sind.
Der Ausdruck "Lamellen" bezeichnet Gefüge, bei denen eine Dimension sehr viel geringer ist als die beiden andern Dimensionen.
Die Teilung des Flächengebildes kann durch Schneiden erfolgen, beispielsweise mit Hilfe eines Messers oder einer Säge, welche so eingestellt sind, dass in einem Flächengebilde, welches auf die Säge oder das Messer zu bewegt wird, die Lamellen in der Kernzone durchgeschnitten werden.
Die Ausdrücke"erstes extrudierbares polymeres Material" und "zweites extrudierbares Material" umfassen je verschiedene Materialien, die in Form vorr verschiedenen Strömen extrudiert werden. Normalerweise ist das zweite extrudierbare Material ebenfalls ein Polymer. Dies ist jedoch nicht erforderlich und das Material kann auch beispielsweise eine Paste sein. Das zweite extrudierbare Material kann so ausgewählt werden, dass es unterbrochen werden kann, d. h., dass es für sich, abgesehen von den Lamellen aus dem ersten extrudierbaren polymeren Material, entfernt oder unterteilt oder zerbrochen werden kann. Das Unterbrechen kann durch eine oder mehrere Vorbehandlungen eingeleitet werden. Solche Behandlungen können auch ein Quellen bzw.
Expandieren mit Hilfe eines Expandiermittels umfassen, welches vor, während oder nach dem Extrudieren in das zweite extrudierbare Material eingeführt werden kann. Das Expandieren kann auch gleichzeitig mit der Ausbildung des Flächengebildes während des Extrudierens erfolgen. Alternativ kann in das zweite extrudierbare Material ein Öl einverleibt werden, welches in dem fliessfähigen Material löslich ist, jedoch bei Verfestigung des letzten austritt. Das Zerbrechen der Lamellenstruktur zur Einleitung des Unterbrechens kann mechanisch durchgeführt werden, beispielsweise durch Walzen, Schlageinwirkung, Biegen oder durch Anwendung eines akustischen Feldes, und die Endphase des Unterbrechens wird vorzugsweise durch Ziehen bewirkt.
Das Unterbrechen kann aber auch erleichtert oder überhaupt durchgeführt werden durch Quellen oder vollständiges oder teilweises Entfernen des zweiten extrudierbaren Materials.
Es ist nicht erforderlich, dass das Unterbrechen auf die Kernzone beschränkt ist. So kann es vorteilhaft sein, auch die Oberflächenschichten zu unterbrechen, vorausgesetzt, dass der Zusammenhang gewahrt bleibt.
Dieser feste Zusammenhang kann mit Hilfe eines Klebemittels erhöht werden.
Statt das Flächengebilde zu spalten, können die beiden Teile auch abgezogen oder abgeschält werden, und dies kann erleichtert werden, indem man eine oder mehrere extrudierbare erste polymere Materialien extrudiert, um getrennte Lamellen an entgegengesetzten Seiten der Trennebene des Flächengebildes anzuordnen. So ist das erste extrudierbare polymere Material in der Trennzone nicht gegenwärtig, und dieses besteht im wesentlichen aus dem zweiten extrudierbaren Material. Es können jedoch in dieser Zone auch andere, einen Teil des Flächengebildes darstellende Materialien vorliegen.
Wenn das zweite extrudierbare Material ein passend ausgewähltes polymeres Material ist und im Endprodukt wenigstens in nennenswerter Menge enthalten ist, kann dieses Material dem Produkt gewünschte Eigenschaften verleihen, beispielsweise den bekannten Zweikomponenteneffekt.
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Um die Trennung des Flächengebildes unter diesen Bedingungen zu erleichtern, kann ein weiteres extrudierbares Material zu Lamellen extrudiert werden, um in der Trennzone Lamellen aus diesem weiteren (dritten) extrudierbaren Material zu bilden, und dieses weitere extrudierbare Material wird entweder während oder nach dem Teilen des Flächengebildes ganz oder teilweise entfernt, während ein wesentlicher Anteil des zweiten extrudierbaren Materials in dem Flächengebilde verbleibt. Dieses vollständige oder teilweise Entfernen des dritten extrudierbaren Material kann beispielsweise durch Auslaugen vor oder nach dem Teilen erfolgen.
Alternativ kann das Teilen des Flächengebildes und das Entfernen des dritten extrudierbaren Materials rein mechanisch durchgeführt werden. Das Entfernen kann beispielsweise durch Bürsten oder Schaben erfolgen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist das weitere (dritte) extrudierbare Material sowohl mit dem ersten polymeren Material als auch mit dem zweiten extrudierbaren
Material unverträglich. Auf diese Weise ist die Haftfähigkeit zwischen dem dritten extrudierbaren Material und jedem der beiden andern Materialien sehr schwach und wird das mechanische Entfernen des dritten extrudierbaren Materials erleichtern.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Ströme aus dem zweiten und dem dritten extrudierbaren Material vereinigt und bilden alternierende Lamellen innerhalb der Trennzone. Das so hergestellte
Flächengebilde kann schwieriger zu trennen sein, doch können Anteile des zweiten extrudierbaren Materials von der Oberfläche des Flächengebildes wie ein Flor abgezogen werden. Um die Bildung eines solchen Flors zu erleichtern, kann das Trennen bei einer Temperatur durchgeführt werden, bei welcher das erste polymere
Material verfestigt ist, während das zweite extrudierbare Material noch fliessfähig oder teilweise fliessfähig ist.
Ausserdem besteht eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens darin, dass das zweite extrudierbare Material ein feinverteiltes Gemisch aus zwei oder mehreren polymeren Materialien ist, während das weitere (dritte) extrudierbare Material ein im wesentlichen homogenes Material ist. Wird ein solches
Flächengebilde geteilt, bildet das zweite extrudierbare Material feine Spaltfasern, die für den Griff des
Flächengebildes wichtig sind, insbesondere, wenn diese Spaltfasern, wie vorher erwähnt, wie in Flor abgezogen werden.
Schliesslich besteht eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens darin, dass die ineinandergreifenden Lamellen aus dem ersten und dem weiteren polymeren Material in der Trennzone durch
Lamellen aus einem zusätzlichen andern extrudierbaren Material getrennt gehalten sind. Dabei besteht vor dem Trennen das extrudierte Flächengebilde aus Lamellen aus dem ersten polymeren Material, welche einen Teil des
Flächengebildes durchziehen und in einer Oberflächenschichte fest aneinandergebunden sind, welche im folgenden als die erste Schichte bezeichnet wird, und aus Lamellen aus einem weiteren polymeren Material, welche einen Teil des Flächengebildes durchziehen und in einer Schichte an der andern Oberfläche des Gebildes fest aneinandergebunden sind, welche Schichte im folgenden als die zweite Schichte bezeichnet wird.
Wie bereits erwähnt, ist die erste Schichte praktisch frei von Anteilen an Lamellen aus dem weiteren polymeren Material und die zweite Schichte praktisch frei von Anteilen an Lamellen aus dem ersten polymeren Material. Die
Kernschichte des Flächengebildes enthält Anteile an Lamellen aus dem ersten polymeren Material und Anteile an Lamellen aus dem weiteren polymeren Material, welche Lamellen ineinandergreifen und spaltbar miteinander verbunden sind. Der Ausdruck "spaltbar verbunden" bedeutet, dass die Bindung derart ist, dass es möglich ist, diese Bindung ohne wesentliche Beschädigung der Lamellen des ersten und des weiteren polymeren Materials aufzuheben und ohne die Bindungen innerhalb der ersten Schichte und der zweiten Schichte zu beseitigen.
Beim Teilen eines solchen Flächengebildes werden zwei Hälften erhalten, die vorragende Lamellen aus dem ersten polymeren Material bzw. dem weiteren polymeren Material aufweisen.
Eine spaltbare Bindung bzw. Verbindung wird vorzugsweise dadurch vorgesehen, dass man polymere Materialien verwendet, welche unverträglich, beispielsweise in fliessfähigem oder halbfliessfähigem Zustand ineinander unlöslich sind. Beispielsweise können Flächengebilde, in welchen das erste polymere Material in Polyamid und das weitere polymere Material ein Polyäthylen hoher Dichte oder ein Polyester ist, durch Schälen auf mechanische Weise allein in zwei Hälften geteilt werden und beide Hälften können für textile Zwecke od. dgl. geeignet sein.
Um ein Flächengebilde herzustellen, welches in zwei Hälften geteilt werden soll, wird vorzugsweise eine Extrudiervorrichtung verwendet, welche eine ringförmige Reihe von im Abstand voneinander angeordneten Düsen, vorzugsweise Schlitzen, aufweist, die mit der Richtung dieser Reihe einen Winkel einschliessen. Diese ringförmige Reihe voneinander einen Abstand aufweisender Düsen enthält einen Satz von Düsen für das Extrudieren des ersten polymeren Materials und einen zweiten Satz von Düsen für das Extrudieren des zweiten extrudierbaren Materials. Die beiden Düsensätze sind so angeordnet, dass sie die Komponenten ineinandergreifend extrudieren, u. zw. in eine Sammelkammer hinein, welche einen Auslassschlitz aufweist, der sich entlang der Düsenreihe erstreckt.
Die Sammelkammer soll sich vorzugsweise nach den Extrudierdüsen nach unten (in Fliessrichtung) verengen, vorzugsweise in Form eines Halses, d. h. sehr rasch, um eine hohe Scherwirkung (Schubwirkung) zwischen den Düsen der Düsenreihe und den Wänden der Sammelkammer zu erzielen. Die ringförmige Düsenreihe und die Sammelkammer rotieren relativ zueinander und auf diese Weise werden die extrudierten Ströme unter Bildung von Lamellen abgezogen und von der Vorwärtsrichtung schraubenförmig
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abgelenkt, wenn sie durch die Sammelkammer hindurchgehen, in welcher sie ihren Weg bzw. Fluss "breitseitig" fortsetzen. Der "breitseitige" Fluss durch die Sammelkammer und den Schlitz an ihrem Ende bewirkt, dass die
Lamellen durch eine Schmierbewegung bzw.
Schleppbewegung in eine flache, sandwichartige Lage in den
Oberflächenschichten gebracht werden.
Jeder der kleinen Kanäle für die Speisung der Extrudierdüsen soll vorzugsweise an den Extrudierdüsen verengt sein, um einen relativ hohen Druckabfall in den Düsen zu erzeugen und dadurch die Möglichkeit zur
Verwendung von Komponenten mit verschiedenen Viskositäten zu verbessern.
Wenn ein Flächengebilde extrudiert wird, in welchem Lamellen aus dem ersten polymeren Material und einem weiteren polymeren Material in der Kernzone ineinandergreifend angeordnet und durch Lamellen aus einem vierten extrudierbaren Material getrennt sind, sind die für das Extrudieren des ersten polymeren Materials verwendeten Schlitze von den für das Extrudieren des weiteren polymeren Materials verwendeten Schlitze abgesetzt, während die Enden der für das Extrudieren des vierten extrudierbaren Materials verwendeten Schlitze möglichst weit vom Mittelpunkt entfernt verlaufen, um die Trennung der Lamellen aus dem ersten polymeren
Material von den Lamellen aus dem weiteren polymeren Material sicherzustellen.
Die Bindungen zwischen den
Lamellen in den Oberflächenschichten werden normalerweise dadurch erzeugt, dass man für das Extrudieren des vierten extrudierbaren Materials Schlitze verwendet, welche hinreichend kurz sind, um zu ermöglichen, dass die
Lamellen in der Oberflächenschichte miteinander verschmelzen. Alternativ werden die Bindungen dadurch erzeugt, dass an einer oder an beiden Oberflächen des fliessfähigen Flächengebildes in der Sammelkammer eine kammartige Einrichtung verwendet wird. Es ist auch möglich, jeden Zahn einer solchen kammartigen Einrichtung als Extrudierdüse auszubilden, welche imstande ist, weitere Lamellen in die Oberfläche des Flächengebildes zu injizieren.
Um einen besseren textilartigen Griff zu erzielen, ist es erwünscht, die Lamellen einer starken
Zugbehandlung zu unterwerfen. Um jedoch hohe Rotationsgeschwindigkeiten zu vermeiden und eine hohe
Produktionsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, ist es normalerweise erwünscht, die Lamellen, während sie noch fliessfähig sind, in zwei Stufen zu ziehen. Dies kann so bewerkstelligt werden, dass man die Sammelkammer mit einer grossen Anzahl von Trennwänden ausstattet, um in der Sammelkammer eine Reihe von Kanälen zu schaffen, die parallel zu der Reihe der Extrudierdüsen verläuft und das fliessfähige Lamellenmaterial, welches aus den Kanälen aufsteigt, in eine zweite Sammelkammer einspeist, welche sich ebenfalls entlang dieser Reihe erstreckt. Diese zweite Sammelkammer umfasst vorzugsweise einen Hals, der in ihren Schlitz übergeht.
Diese
Kammer sowie auch die Reihe der Extrudierdüsen, in welchen die Lamellen ursprünglich gebildet werden, sind vorzugsweise ortsfest mit Bezug auf die Reihe von Schlitzen, während die erste Sammelkammer rotiert.
Das textile oder textilähnliche Produkt, welches durch Teilen des erzeugten Flächengebildes erhalten wird, hat an einer Oberfläche eine bindende Schichte und an der andern Oberfläche eine Flordecke, welche aus aufragenden Lamellen besteht. Falls die Bindeschichte kontinuierlich ist, sind die Produkte besonders geeignet für Teppiche und Polstermöbel. Falls die Bindeschichte eine ununterbrochene Oberfläche aufweist und die Bindung durch Fadenbündel bewirkt, eignen sich die Produkte besonders etwa für Kleidungsstücke und Fenstervorhänge.
Das bei dem erfindungsgemässen Verfahren verwendete erste polymere Material kann irgendein extrudierbares Material sein, welches sich für die Herstellung von textilartigen Produkten eignet und kann im festen Zustand entweder kristallin oder amorph sein.
Es können sowohl vollsynthetische als auch halbsynthetische polymere Materialien verwendet werden. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, ein Vorpolymer zu verwenden, welches nach dem Extrudieren gehärtet wird.
Wie bereits erwähnt, können das erste extrudierbare polymere Material und das zweite extrudierbare Material aus mehreren verschiedenen Materialien bestehen. Dies gilt auch für die andern erwähnten extrudierbaren Materialien. Diese verschiedenen Materialien werden durch getrennte Kanalsysteme und getrennte Düsen der Düsenreihe extrudiert.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen : Fig. 1 in vergrössertem Massstab einen Schnitt durch ein Flächengebilde mit Lamellen in U-Form vor dem Trennen entlang der Ebene A-A, Fig. 2 teilweise im Schnitt eine schaubildliche Darstellung einer Extrudiervorrichtung, welche eine Ringdüse und eine Sammelkammer mit einem Ringschlitz aufweist, zur Verwendung für die Herstellung eines Flächengebildes wie in Fig. 1 gezeigt, Fig. 3 bis 9 verschiedene Düsen- bzw. Schlitzanordnungen zur Verwendung in der Extrudiervorrichtung gemäss Fig. 2, Fig. 10 im Schnitt ein zusammengesetztes Material, hergestellt durch Trennen eines Flächengebildes der in Fig. 1 gezeigten Art und Verbinden der ursprünglichen Oberflächenschichten miteinander, Fig.
ll in einer schematischen Darstellung das doppelte Ziehen und gleichzeitige Zerteilen der Lamellen und Fig. 12 in einer schaubildlichen, schematischen Darstellung, teilweise im Schnitt, eine Düsenanordnung entsprechend der in Fig. ll gezeigten Anordnung.
In Fig. 1 ist das Flächengebilde der Einfachheit halber so gezeigt, als ob es nur aus zwei Materialien hergestellt wäre, einem ersten extrudierbaren, polymeren Material, aus dem die Lamellen--l--bestehen, und einem zweiten extrudierbaren Material, aus dem die Lamellen --2-- bestehen. Zur Verdeutlichung sind die Lamellen durch Linien dargestellt, doch weisen sie tatsächlich eine Dicke entsprechend den Zwischenräumen
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zwischen vollen und unterbrochenen Linien auf. Wie ersichtlich, werden die Lamellen durch eine
Schmierbewegung ausgebreitet und bilden ein flaches, sandwichartiges Gebilde nächst den Oberflächen und erhöhen so den Zusammenhang des Gebildes in diesen Bereichen, während die Lamellen annähernd senkrecht zur
Ebene des Flächengebildes in der Kernzone angeordnet sind. Die Linie--A-A--bezeichnet die Trennebene.
Es ist nicht erforderlich, diese Trennebene exakt in jenem Teil der Kernzone zu bezeichnen, wo die Lamellen senkrecht zur Ebene des Flächengebildes angeordnet sind.
In Fig. 1 bestehen beide Oberflächenschichten lediglich aus den Lamellen-l--und aus dem ersten extrudierbaren polymeren Material, und die Lamellen--2--aus dem zweiten extrudierbaren Material liegen nur in der Kernzone vor.
Die in Fig. 2 veranschaulichte Vorrichtung weist eine Ringdüse-3-auf und umfasst eine Reihe von
Schlitzen bzw. Düsen, die mit einer Sammelkammer zusammenwirken, welche aus zwei Teilen-4 und 5-- besteht, die so geformt sind, dass sie eine Extrudierdüse --6-- und einen Hals --7-- bilden. Das erste polymere Material--l--wird durch die relativ langen Schlitze--8--der Ringdüse extrudiert, während das zweite extrudierbare Material --2-- durch die kürzeren Schlitze --9-- extrudiert wird.
Die beiden Teile - 4 und 5--der Sammelkammer werden miteinander relativ zu der Düsenreihe in Rotation versetzt und üben so eine Schleppbewegung auf die Lamellen--l und 2--aus, wenn diese aus den Schlitzen-8 und 9-- extrudiert werden. Diese Schleppbewegung hat zur Folge, dass die Lamellen in Schraubenlinien im wesentlichen flach entlang der Düsenreihe gelegt werden. Gleichzeitig werden jedoch die Lamellen durch weitere Mengen von extrudiertem Material vorwärts getrieben und während dieser Bewegung erfahren ihre Ränder eine
Schleppbewegung entlang den Seitenteilen der Sammelkammer und insbesondere entlang des Halses-7--.
Dadurch werden die Lamellen einer Schmierbewegung in ihren oberflächennahen Bereichen unterworfen und es bildet sich eine sandwichartige Anordnung wie in Fig. 1 ersichtlich.
Das extrudierte Produkt besteht aus kürzeren
Lamellen--2-, die die Lamellen-l--voneinander trennen, welche folglich die Oberflächenschichten des
Flächengebildes bilden.
Wenn die Sammelkammer (Teile-4 und 5--) in Rotation versetzt wird, muss die Einrichtung zum
Ausstossen des zunächst röhrenförmigen Flächengebildes aus der Extrudiervorrichtung ebenfalls in Rotation versetzt werden, damit ein Aufdrehen der Schraubenform der Lamellen verhindert wird. Die Sammelkammer kann jedoch ortsfest vorgesehen werden, um eine solche Rotation der Ausstosseinrichtung zu vermeiden, doch in diesem Fall sollen die ringförmige Reihe von Düsen und die vielfachen Zuführungen zu denselben ebenfalls rotieren. In diesem Fall können die Vielfachzuführungen durch konzentrisch rotierende Fittings gespeist werden.
Die bei der in Fig. 2 veranschaulichten Vorrichtung angewendete Schlitzanordnung ist vergrössert und in
Einzelheiten in Fig. 3 dargestellt, welche eine Schlitzanordnung veranschaulichen, die lange Schlitze--8- alternierend mit kurzen Schlitzen --9-- aufweist. Zur Vereinfachung ist die Schlitzreihe geradlinig dargestellt.
Die in Fig. 4 bis 7 veranschaulichten Schlitzanordnungen werden zur Herstellung eines Flächengebildes verwendet, das eine schwächere Kernzone aufweist, wodurch das Zerteilen des Flächengebildes in zwei Teile in einer Ebene parallel zu der Ebene des Flächengebildes erleichtert wird.
Bei Verwendung der in Fig. 4 und 5 gezeigten Schlitzanordnungen wird ein erstes extrudierbares, polymeres Material durch die Schlitze--10--extrudiert, welche an entgegengesetzten Seiten der Trennzone angeordnet sind und ein extrudierbares zweites Material wird durch die Schlitze --11-- extrudiert. So erstrecken sich in dem in zwei Teile zu trennenden Flächengebilde die Lamellen aus dem zweiten Material über die gesamte Dicke und die Lamellen aus dem polymeren Material sind in der Kernzone, in welcher die Teilung stattfinden soll, nicht enthalten. Ein durch Verwendung der Schlitzanordnung gemäss Fig. 4 und 5 hergestelltes Flächengebilde wird an den Oberflächen aufgekämmt, um die Lamellen aus dem polymeren Material aneinanderzubinden. Das Kämmen wird mit Hilfe von Zähnen durchgeführt, welche in der in Fig. 2 gezeigten Sammelkammer angebracht sind.
Die in Fig. 6 gezeigte Schlitzanordnung zeigt Schlitze-12-für das Extrudieren eines ersten polymeren Materials, Schlitze --13-- für das Extrudieren eines weiteren (Trenn-) Materials und Schlitze-14-für das Extrudieren eines zweiten polymeren Materials. Bei Verwendung der Schlitzanordnung nach Fig. 6 wird ein Flächengebilde erhalten, welches eine kontinuierliche Schichte aus dem zweiten polymeren Material innerhalb der Trennzone enthält. Wenn die Teilung eines solchen Flächengebildes stattgefunden hat, kann das zweite polymere Material beispielsweise durch Bürsten leicht entfernt werden.
Die in Fig. 7 gezeigte Schlitzanordnung stimmt mit jener in Fig. 6 überein, mit der Ausnahme, dass die Schlitze --13-- für das Extrudieren des weiteren (Trenn-) Materials sich über die gesamte Breite der Ringdüse erstrecken. Bei Verwendung dieser Schlitzanordnung wird ein Flächengebilde mit einer Kernzone hergestellt, welche aus alternierenden Lamellen aus dem weiteren Material und dem zweiten polymeren Material besteht.
Die in Fig. 8 und 9 gezeigte Schlitzanordnung dient zum Extrudieren eines Flächengebildes mit Lamellen aus einem ersten polymeren Material und einem zweiten polymeren Material, welche Lamellen ineinandergreifend lediglich in der Kernzone angeordnet sind. Beim Teilen eines Flächengebildes, welches innerhalb der Kernzone solche ineinandergreifende Lamellen aufweist, erfolgt die Teilung in einem Bereich entsprechend der in Fig. 8 und 9 gezeigten Ebene--B-B-.
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Die in Fig. 9 veranschaulichte Schlitzanordnung umfasst Schlitze für das Extrudieren eines ersten polymeren
Materials, Schlitze --16-- für das Extrudieren eines zweiten polymeren Materials und Schlitze-17-für das Extrudieren eines weiteren (Trenn-) Materials.
Bei einem unter Verwendung der in Fig. 8 und 9 gezeigten Schlitzanordnung hergestellten Flächengebilde sind die aus dem ersten polymeren Material bestehenden Lamellen an einer Oberfläche miteinander verbunden und die aus dem zweiten polymeren Material bestehenden Lamellen sind an der andern Oberfläche miteinander verbunden. Bei Verwendung der gezeigten Schlitzanordnungen werden die Lamellen in den Oberflächenschichten miteinander verschmolzen, doch kann das Verbinden auch durch Kämmen erfolgen, wobei aus den Rändern der Lamellen Fäden gezogen und aus benachbarten Fäden Bündel in einem sandwichartigen Aufbau gebildet werden.
Ausserdem kann das Verbinden durch Injizieren bzw. Einführen von Reihen von andern Lamellen in die
Randbereiche der Lamellen an den Oberflächen erfolgen.
Das Einführen von Lamellen aus weiteren oder Trennmaterial ist nur dann erforderlich, wenn die Lamellen aus dem ersten und dem zweiten polymeren Material die Neigung zeigen, miteinander zu verschmelzen und eine festhaftende Bindung zu bilden, beispielsweise wenn das erste polymere Material mit dem zweiten polymeren Material identisch ist.
Das in Fig. 10 gezeigte Flächengebilde wurde hergestellt durch Trennen eines Flächengebildes der in Fig. 1 gezeigten Art in zwei Teile und Unterbrechen der Lamellenstruktur beispielsweise durch Entfernen der Lamellen des extrudierbaren Materials--2--. Die beiden entstandenen Teile wurden dann mit Hilfe eines Klebstoffes verbunden, welcher auf die ursprünglichen Oberflächenschichten punktweise aufgetragen wurde. Durch dieses punktweise Auftragen des Klebstoffes wurde eine hohe Biegsamkeit erzielt.
Die Festigkeit des zusammengesetzten Materials kann erhöht werden durch Einverleiben eines verstärkten Materials, welches beispielsweise aus parallelen Fäden zwischen den Schichten, die zusammengeklebt werden, bestehen kann.
Eine weitere Erhöhung der Festigkeit ist erzielbar durch gekreuztes Schichten der beiden durch das Teilen des Flächengebildes erhaltenen Teile.
Wenn die Oberflächen des Flächengebildes, welches in zwei Teile geteilt werden soll, gekämmt wurden, um aus den Rändern von benachbarten Lamellen Fäden auszuziehen, wurde das Schichten vorzugsweise derart ausgeführt, dass in dem Endprodukt die ursprünglich in einer der Oberflächenschichten enthaltenen Fäden gekreuzt waren mit den Fäden jener Oberflächenschichte, die ursprünglich der erstgenannten Oberflächenschichte entgegengesetzt war.
Um die Feinheit des Flors des Flächengebildes zu erhöhen und solche Flächengebilde für sanitäre Zwecke und auch zur Verwendung für feine Teppiche brauchbar zu machen, wird bevorzugt, die Lamellen in der Extrudiervorrichtung einem doppelten Verzug zu unterwerfen, wie schematisch in Fig. 11 veranschaulicht.
In Fig. 11 und 12 erfolgt das seitliche Ziehen der Lamellen unter Bildung der U-Form in zwei Stufen mit dem Ergebnis, dass die Feinheit der Lamellen ausserordentlich erhöht werden kann, u. zw. selbst in der Kernzone des Flächengebildes, und mit dem weiteren Ergebnis, dass die Lamellen gleichzeitig mit diesem Verziehen zerstückelt werden, wobei sich kontinuierliche Reihen diskontinuierlicher Lamellen bilden. Aus den Extrudierschlitzen --8 und 9-- fliessen die extrudierbaren Materialien--l und 2-in die rotierende Sammelkammer--18--, während sie zu halbfeinen, kontinuierlichen Lamellen gezogen werden, welche durch die Sammelkammer im wesentlichen in einem "breitseitigen" Fluss strömen.
Der Hals der Sammelkammer setzt
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geht der im wesentlichen breitseitige Fluss in einen annähernd längserstreckten Fluss über, so dass die Lamellen aus jedem der Kanäle in Bündeln hervorgehen. Jedes Bündel wird weitergezogen durch die Bewegung zwischen den Wänden --19-- und der zweiten Extrudierkammer--20--und bildet eine Reihe in dem extrudierten Flächengebilde.
In dem Schlitz--21--kann sich die Kammer allmählich erweitern, um das Flächengebilde gewünschtenfalls dicker zu machen und um den Mittelteil der U-Form anzuheben. Für diesen Zweck kann es vorteilhaft sein, die zweite Sammelkammer zu kühlen, beispielsweise durch ein Kühlmedium, welches durch Kanäle in den Wänden der Sammelkammer umläuft.
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The invention relates to a method for producing a synthetic sheet-like structure, in particular for textile purposes, in which separate streams of a first extrudable, polymeric material and a second extrudable material are extruded, these streams are combined to form a flowable sheet-like structure, the lamellae from the first contains extrudable, polymeric material and lamellae of the second extrudable material, which penetrate each other, furthermore the surface of this
Sheet is subjected to a lubricating movement, whereby a sheet is produced by the
Lamellae are arranged in a flat, sandwich-like shape and the lamellae from the first, extrudable,
polymeric material are bonded to one another on the surfaces of the sheet and are arranged approximately perpendicular to the plane of the sheet in the core zone, whereupon the sheet is solidified or hardened and the connections between the lamellae made of the first polymer material in the core zone are broken.
When using this known method, however, it is difficult to obtain a sheet material in which the lamellae are firmly bonded to one another and which at the same time has a soft feel. Furthermore, this known method requires the use of relatively large amounts of extrudable material in order to make a sheet so produced sufficiently open for use for textile purposes, and this extrudable material is normally only marginally contained in the end product and is generally used
Totally or partially removed.
The invention now aims to produce a sheet with a soft feel at least on one surface and with lamellae which are firmly bonded to one another, with relatively small amounts of extrudable material being used.
The method of the type mentioned at the outset is characterized according to the invention in that the
Sheet structure in a plane mainly parallel to the plane of the sheet before, during or after the interruption is divided into two parts.
By dividing the sheet, in which the lamellae are bonded to one another at the surfaces and perpendicular to the plane of the sheet in the core zone, sheets are obtained which on one
Surface have an open structure and in which the lamellae are firmly bonded to one another on the other surface.
The term "lamellae" denotes structures in which one dimension is much smaller than the other two dimensions.
The flat structure can be divided by cutting, for example with the aid of a knife or a saw, which are set so that the lamellae in the core zone are cut through in a flat structure which is moved towards the saw or the knife.
The terms "first extrudable polymeric material" and "second extrudable material" each encompass different materials that are extruded in the form of different streams. Usually the second extrudable material is also a polymer. However, this is not necessary and the material can also be a paste, for example. The second extrudable material can be selected so that it can be interrupted; that is, by itself, apart from the lamellae of the first extrudable polymeric material, it can be removed or divided or broken. The interruption can be initiated by one or more pre-treatments. Such treatments can also involve swelling or
Expanding with the aid of an expanding means which can be introduced into the second extrudable material before, during or after the extrusion. The expansion can also take place simultaneously with the formation of the sheet-like structure during the extrusion. Alternatively, an oil can be incorporated into the second extrudable material, which oil is soluble in the flowable material, but emerges when the last one solidifies. The breaking of the lamellar structure to initiate the interruption can be carried out mechanically, for example by rolling, impact, bending or by applying an acoustic field, and the final phase of the interruption is preferably effected by pulling.
The interruption can, however, also be facilitated or carried out at all by swelling or completely or partially removing the second extrudable material.
It is not necessary that the interruption be limited to the core zone. It can be advantageous to interrupt the surface layers as well, provided that the context is preserved.
This solid connection can be increased with the help of an adhesive.
Instead of cleaving the sheet, the two parts can also be peeled off or peeled off, and this can be facilitated by extruding one or more extrudable first polymeric materials to place separate lamellae on opposite sides of the plane of separation of the sheet. Thus, the first extrudable polymeric material is not present in the separation zone and it consists essentially of the second extrudable material. However, other materials which constitute part of the fabric can also be present in this zone.
If the second extrudable material is a suitably selected polymeric material and is present in at least an appreciable amount in the end product, this material can impart desired properties to the product, for example the known two-component effect.
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In order to facilitate the separation of the sheet material under these conditions, another extrudable material can be extruded into lamellae in order to form lamellae of this further (third) extrudable material in the separation zone, and this further extrudable material is either during or after the dividing of the Sheet-like structure completely or partially removed, while a substantial proportion of the second extrudable material remains in the sheet-like structure. This complete or partial removal of the third extrudable material can take place, for example, by leaching before or after the dividing.
Alternatively, the dividing of the sheet-like structure and the removal of the third extrudable material can be carried out purely mechanically. It can be removed, for example, by brushing or scraping.
In a preferred embodiment of the method according to the invention, the further (third) extrudable material is extrudable both with the first polymeric material and with the second
Incompatible material. In this way the adhesion between the third extrudable material and each of the other two materials is very weak and will facilitate the mechanical removal of the third extrudable material.
In another embodiment of the invention, the streams of the second and third extrudable materials are combined and form alternating lamellae within the separation zone. The so produced
Sheets can be more difficult to separate, but portions of the second extrudable material can be peeled off the surface of the sheet like a pile. In order to facilitate the formation of such a pile, the separation can be carried out at a temperature at which the first polymer
Material is solidified, while the second extrudable material is still flowable or partially flowable.
In addition, one embodiment of the method according to the invention consists in that the second extrudable material is a finely divided mixture of two or more polymeric materials, while the further (third) extrudable material is an essentially homogeneous material. Will be such a
Split fabric, the second extrudable material forms fine split fibers, which are responsible for the handle of the
Fabrics are important, especially when these split fibers, as previously mentioned, are pulled off as in pile.
Finally, one embodiment of the method according to the invention consists in that the interlocking lamellae made of the first and the further polymeric material pass through in the separation zone
Lamellae are kept separate from an additional different extrudable material. The extruded sheet material consists of lamellae from the first polymeric material, which is part of the
Pull through the sheet and are firmly bonded to one another in a surface layer, which is hereinafter referred to as the first layer, and of lamellae made of a further polymeric material, which run through a part of the sheet and are firmly bonded together in a layer on the other surface of the structure, which Layer is hereinafter referred to as the second layer.
As already mentioned, the first layer is practically free of fractions of lamellae made of the further polymeric material and the second layer is practically free of fractions of lamellae made of the first polymeric material. The
The core layer of the fabric contains portions of lamellae made from the first polymeric material and portions of lamellae made from the further polymeric material, which lamellae interlock and are splittably connected to one another. The term "cleavably linked" means that the bond is such that it is possible to break this bond without substantially damaging the lamellae of the first and further polymeric material and without breaking the bonds within the first layer and the second layer.
When dividing such a planar structure, two halves are obtained which have protruding lamellae made of the first polymeric material or the further polymeric material.
A cleavable bond or connection is preferably provided by using polymeric materials which are incompatible, for example insoluble in one another in a flowable or semi-flowable state. For example, sheet-like structures in which the first polymeric material is polyamide and the further polymeric material is a high-density polyethylene or a polyester can be mechanically split into two halves by peeling and both halves can be suitable for textile purposes or the like .
In order to produce a sheet which is to be divided into two halves, an extrusion device is preferably used which has an annular row of spaced apart nozzles, preferably slots, which form an angle with the direction of this row. This annular row of spaced apart nozzles includes one set of nozzles for extruding the first polymeric material and a second set of nozzles for extruding the second extrudable material. The two sets of nozzles are arranged to extrude the components into one another, u. zw. Into a collecting chamber, which has an outlet slot which extends along the row of nozzles.
The collecting chamber should preferably narrow downwards (in the direction of flow) after the extrusion nozzles, preferably in the form of a neck, i. H. very quickly in order to achieve a high shear effect (thrust effect) between the nozzles of the nozzle row and the walls of the collecting chamber. The annular row of nozzles and the plenum chamber rotate relative to one another and in this way the extruded streams are withdrawn to form fins and helically from the forward direction
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distracted when they pass through the collection chamber in which they continue their path or flow "broadside". The "broadside" flow through the plenum and the slot at its end causes the
Lamellas by a lubricating movement or
Dragging movement into a flat, sandwich-like position in the
Surface layers are brought.
Each of the small channels for feeding the extrusion nozzles should preferably be narrowed at the extrusion nozzles in order to generate a relatively high pressure drop in the nozzles and thereby the possibility of
Use of components with different viscosities to improve.
When extruding a sheet in which blades of the first polymeric material and another polymeric material in the core zone are interdigitated and separated by blades of a fourth extrudable material, the slots used for extruding the first polymeric material are different from those for the Extruding the further polymeric material used slits, while the ends of the slits used for extruding the fourth extrudable material run as far from the center as possible, in order to separate the lamellae from the first polymeric
Ensure material from the lamellae from the further polymeric material.
The bonds between the
Lamellae in the surface layers are normally created by using slots for the extrusion of the fourth extrudable material which are short enough to allow the
The lamellas in the surface layer fuse together. Alternatively, the bonds are created in that a comb-like device is used on one or on both surfaces of the flowable sheet-like structure in the collection chamber. It is also possible to design each tooth of such a comb-like device as an extrusion nozzle which is able to inject further lamellae into the surface of the sheet-like structure.
In order to achieve a better textile-like grip, it is desirable that the slats have a strong
Subject to train treatment. However, in order to avoid high rotational speeds and a high one
To maintain production speed, it is normally desirable to pull the lamellas while they are still flowable in two stages. This can be done by equipping the collecting chamber with a large number of partition walls in order to create a series of channels in the collecting chamber which runs parallel to the row of extrusion nozzles and the flowable lamellar material which rises from the channels into one feeds second collection chamber, which also extends along this row. This second collection chamber preferably comprises a neck which merges into its slot.
This
Chamber as well as the row of extrusion nozzles in which the lamellas are originally formed are preferably stationary with respect to the row of slots as the first plenum rotates.
The textile or textile-like product, which is obtained by dividing the fabric produced, has a binding layer on one surface and a pile cover consisting of protruding lamellae on the other surface. If the binding layer is continuous, the products are particularly suitable for carpets and upholstered furniture. If the binding layer has an uninterrupted surface and the binding is effected by bundles of threads, the products are particularly suitable for items of clothing and window curtains.
The first polymeric material used in the method according to the invention can be any extrudable material which is suitable for the manufacture of textile-like products and can be either crystalline or amorphous in the solid state.
Both fully synthetic and semi-synthetic polymeric materials can be used. In some cases it is advantageous to use a prepolymer which is cured after extrusion.
As already mentioned, the first extrudable polymeric material and the second extrudable material can consist of several different materials. This also applies to the other extrudable materials mentioned. These different materials are extruded through separate channel systems and separate nozzles of the nozzle row.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. 1 shows, on an enlarged scale, a section through a flat structure with lamellae in U-shape before the separation along the plane AA, FIG. 2 shows, partially in section, a diagrammatic representation of an extrusion device which has an annular nozzle and a collecting chamber with an annular slot 3 to 9 different nozzle or slot arrangements for use in the extrusion device according to FIG. 2, FIG. 10 shows, in section, a composite material produced by separating a sheet of the type shown in Fig. 1 and connecting the original surface layers to one another, Fig.
11 shows the double drawing and simultaneous division of the lamellas in a schematic representation; and FIG. 12 shows a diagrammatic, schematic representation, partly in section, a nozzle arrangement corresponding to the arrangement shown in FIG.
In Fig. 1, for the sake of simplicity, the sheet is shown as if it were made from only two materials, a first extrudable polymeric material from which the lamellae - 1 - are made and a second extrudable material from which the Lamellae --2-- exist. For clarity, the lamellas are shown by lines, but they actually have a thickness corresponding to the spaces between them
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between full and broken lines. As can be seen, the slats are through a
Spreading lubrication movement and form a flat, sandwich-like structure next to the surfaces and thus increase the cohesion of the structure in these areas, while the lamellae are approximately perpendicular to the
Are arranged plane of the fabric in the core zone. The line - A-A - indicates the parting plane.
It is not necessary to designate this parting plane exactly in that part of the core zone where the lamellae are arranged perpendicular to the plane of the sheet-like structure.
In Fig. 1, both surface layers consist only of the lamellae-1 - and of the first extrudable polymeric material, and the lamellas - 2 - of the second extrudable material are only present in the core zone.
The device illustrated in FIG. 2 has an annular nozzle 3 and comprises a number of
Slots or nozzles which cooperate with a collecting chamber, which consists of two parts - 4 and 5--, which are shaped so that they form an extrusion nozzle --6-- and a neck --7--. The first polymeric material - 1 - is extruded through the relatively long slots - 8 - of the ring nozzle, while the second extrudable material --2-- is extruded through the shorter slots --9--.
The two parts - 4 and 5 - of the collecting chamber are set in rotation relative to the row of nozzles and thus exert a dragging movement on the lamellae - 1 and 2 - when they are extruded from the slots - 8 and 9 - . This dragging movement has the consequence that the lamellae are laid in helical lines essentially flat along the row of nozzles. At the same time, however, additional amounts of extruded material propel the lamellas forward and during this movement their edges experience one
Dragging movement along the side parts of the collection chamber and in particular along the neck-7-.
As a result, the lamellas are subjected to a lubricating movement in their areas close to the surface and a sandwich-like arrangement is formed as can be seen in FIG. 1.
The extruded product consists of shorter ones
Lamellae - 2-, which separate the lamellae-l - which consequently form the surface layers of the
Form fabric.
If the collection chamber (parts-4 and 5--) is set in rotation, the device must be used for
Ejection of the initially tubular sheet-like structure from the extrusion device can also be set in rotation so that the helical shape of the lamellae is prevented from unscrewing. The collection chamber may, however, be made stationary in order to avoid such rotation of the ejector, but in this case the annular row of nozzles and the multiple feeds to them should also rotate. In this case, the multiple feeds can be fed by concentrically rotating fittings.
The slot arrangement used in the device illustrated in FIG. 2 is enlarged and shown in FIG
Details shown in Fig. 3 which illustrate a slot arrangement having long slots - 8 - alternating with short slots - 9 -. For the sake of simplicity, the row of slots is shown in a straight line.
The slot arrangements illustrated in Figures 4-7 are used to produce a sheet having a weaker core zone, thereby facilitating the division of the sheet into two parts in a plane parallel to the plane of the sheet.
Using the slot arrangements shown in Figures 4 and 5, a first extrudable, polymeric material is extruded through the slots - 10 - which are located on opposite sides of the separation zone and an extrudable second material is fed through the slots --11-- extruded. Thus, in the sheet-like structure to be separated into two parts, the lamellae made of the second material extend over the entire thickness and the lamellae made of the polymeric material are not contained in the core zone in which the division is to take place. A sheet-like structure produced by using the slot arrangement according to FIGS. 4 and 5 is combed on the surfaces in order to bind the lamellae made of the polymeric material to one another. Combing is carried out with the aid of teeth which are mounted in the collecting chamber shown in FIG.
The slot arrangement shown in Fig. 6 shows slots -12- for extruding a first polymeric material, slots -13- for extruding a further (separating) material and slots -14- for extruding a second polymeric material. Using the slot arrangement according to FIG. 6, a sheet is obtained which contains a continuous layer of the second polymeric material within the separation zone. When the division of such a sheet has taken place, the second polymeric material can easily be removed, for example by brushing.
The slot arrangement shown in Fig. 7 corresponds to that in Fig. 6, with the exception that the slots --13 - for the extrusion of the further (separating) material extend over the entire width of the ring nozzle. When using this slot arrangement, a sheet is produced with a core zone which consists of alternating lamellae made of the further material and the second polymeric material.
The slot arrangement shown in FIGS. 8 and 9 is used for extruding a sheet-like structure with lamellae made of a first polymeric material and a second polymeric material, which lamellae are arranged in an interlocking manner only in the core zone. When dividing a planar structure which has such interlocking lamellae within the core zone, the division takes place in a region corresponding to the plane - B-B- shown in FIGS. 8 and 9.
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The slot arrangement illustrated in Figure 9 includes slots for extruding a first polymer
Material, slots -16- for extruding a second polymeric material and slots -17- for extruding another (separating) material.
In a sheet formed using the slot arrangement shown in FIGS. 8 and 9, the lamellae made of the first polymeric material are connected to one another on one surface and the lamellas made of the second polymeric material are connected to one another on the other surface. When using the slot arrangements shown, the lamellae in the surface layers are fused together, but the connection can also be made by combing, with threads being drawn from the edges of the lamellae and bundles being formed in a sandwich-like structure from adjacent threads.
In addition, the connection by injecting or introducing rows of other lamellas into the
Edge areas of the lamellas are made on the surfaces.
The introduction of lamellae made of further or separating material is only necessary if the lamellae made of the first and the second polymeric material show a tendency to fuse with one another and form a tight bond, for example when the first polymeric material is identical to the second polymeric material is.
The sheet-like structure shown in Fig. 10 was made by separating a sheet-like structure of the type shown in Fig. 1 into two parts and interrupting the lamellar structure, for example by removing the lamellas of the extrudable material - 2 -. The two resulting parts were then connected with the help of an adhesive, which was applied point by point to the original surface layers. This point-wise application of the adhesive achieved a high degree of flexibility.
The strength of the composite material can be increased by incorporating a reinforced material which, for example, can consist of parallel threads between the layers which are glued together.
A further increase in strength can be achieved by cross-layering the two parts obtained by dividing the sheet-like structure.
When the surfaces of the fabric to be divided into two parts were combed in order to pull threads from the edges of adjacent lamellas, the layering was preferably carried out in such a way that the threads originally contained in one of the surface layers were crossed with the threads in the end product Threads of that surface layer that was originally opposite to the first-mentioned surface layer.
In order to increase the fineness of the pile of the sheet-like structure and to make such sheet-like structures useful for sanitary purposes and also for use for fine carpets, it is preferred to subject the lamellas in the extrusion device to a double draft, as illustrated schematically in FIG.
In Fig. 11 and 12, the lateral pulling of the lamellae to form the U-shape takes place in two stages, with the result that the fineness of the lamellae can be greatly increased, u. between itself in the core zone of the fabric, and with the further result that the lamellae are broken up at the same time as this warping, with continuous rows of discontinuous lamellae being formed. From the extrusion slots - 8 and 9 - the extrudable materials - 1 and 2 - flow into the rotating collection chamber - 18 - while they are drawn into semi-fine, continuous lamellae which pass through the collection chamber essentially in a "broad-sided "River flow.
The neck of the collection chamber sets
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the essentially broad-sided flow changes into an approximately elongated flow, so that the lamellae emerge from each of the channels in bundles. Each bundle is drawn on by the movement between the walls - 19 - and the second extrusion chamber - 20 - and forms a row in the extruded sheet.
In the slot - 21 - the chamber can gradually widen to make the sheet thicker if desired and to raise the central part of the U-shape. For this purpose it can be advantageous to cool the second collecting chamber, for example by means of a cooling medium which circulates through channels in the walls of the collecting chamber.
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