Folienförmiger, extrudierter Faserartikel und Verfahren zu dessen Herstellung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein folienförmiger, extrudierter Faserartikel mit miteinander verbundenen, gespaltenen Fasern aus einem synthetischen faserbildenden Grundpolymer. Der vorgeschlagene Faserartikel ist hauptsächlich für den Gebrauch in der Textilindustrie bestimmt, und kann von jener Art sein, die durch Aufspalten von orientierten thermoplastischen Folien erzeugt wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung des Faserartikels.
Es ist bekannt, dass das Aufspalten in einem Stadium unterbrochen werden kann, bei dem die Fasern noch untereinander verbunden sind und eine verzweigte netzwerkartige Struktur mit sehr feiner Maschenweite bilden. Es wurde vorgeschlagen, nicht gewobene Textilien durch kreuzweises Aufschichten von Schichten aus solchen teilweise aufgespaltenen Folien zu erzeugen. Wegen der Tatsache, dass die Fasern immer noch untereinander zu einer verzweigten Struktur verbunden sind, besteh eine geringere Notwendigkeit von Haftverbindungen als bei der Herstellung der üblichen nichtgewobenen Textilien, und solche Textilien können daher biegsamer gemacht werden als die üblichen durch Haftung verbundenen Textilien, ohne Einbusse an Abriebfestigkeit.
Da jedoch das hochpolymere Material eine ausgesprochene Tendenz aufweist, weiter aufzuspalten, ist der Zusammenhang in der verzweigten Struktur nicht sehr gut und für viele Anwendungszwecke der Textilindustrie wird entweder die Abriebfestigkeit oder die Biegsamkeit von nicht gewobenen Textilien immer noch ungenügend sein.
Das aus einer orientierten Folie erzeugte Netzwerk von verzweigten Fasern kann auch zu endlosen Streifen geschnitten werden und, üblicherweise nach Verdrillung, als Garn verwendet werden. Um einen grossen Umfang (bulk) solcher Garne zu erreichen, wurde vorgeschlagen, die verzweigte Struktur zu einem offenmaschigen Zustand auszureissen und einer Fixierung zu unterwerfen. Ebenfalls wurden für diese Fixierung Wärmebehandlungen, Quellungen, Bestrahlungen oder chemische Behandlungen der Polymere vorgeschlagen und Beschichtungen der Fasern angewendet. Die beabsichtigte Wirkung war dabei, die Fasern stets auseinander zu halten.
Es wurde jedoch festgestellt, dass ein solcherart hergestelltes lockeres Garn immer noch eine verhältnismässig geringe Abriebfestigkeit besitzt wegen der ausgeprägten Tendenz zu weiterem Aufspalten, und es wurde ferner festgestellt, dass die erwähnten Verfahren, die ein Zusammenfallen des verzweigten Netzwerkes in einen nicht lockeren Zustand bezwecken, keine wirksame Fixierung in dem Sinne abgeben, dass die Tendenz zu fortgesetztem Aufspalten unterdrückt wird.
Schliesslich wurde eine besondere verzweigte Faserstruktur erzeugt mit zwei Arten von Fasern, d. h. verhältnismässig groben und langen, sogenannten Stammfasern und verhältnismässig feinen und kurzen, sogenannten Zweigfasern, die die ersteren untereinander verbinden. Beide Arten Fasern sind aus demselben polymeren Material und werden aus derselben Folie hergestellt. Diese Struktur ergibt sich, wenn die orientierte Folie einer Abscherung (Torsion) entlang der Orientierungsrichtung gleichzeitig mit einer Streckung senkrecht zu dieser Richtung unterworfen ist. In diesem Zusammenhang ist bekannt, dass die Tendenz zum weiteren Aufspalten etwas vermindert werden kann, wenn die Streckung des Faserstoffes bei hoher Temperatur abgeschlossen wird, wobei sich eine gewisse Verbreiterung des Materials und ein Wechsel der Orientierungsrichtung am Beginn der Spaltungen ergibt.
Ebenfalls bekannt ist, dass eine solche Struktur, wenn erwünscht, zu Stapelfasern aufgearbeitet werden kann, die je aus einer Stammfaser mit abstehenden Zweigfasern besteht. Es wurde jedoch die Notwendigkeit festgestellt, die Tendenz zu fortgesetztem Aufspalten im fertigen Erzeugnis weiter zu reduzieren oder zu unterdrücken.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Fasermaterial zu schaffen, das aus einzelnen oder untereinander verbundenen Fasern aus einem Grundpolymer in Form eines thermoplastischen, orientierten synthetischen polymeren Materials mit hohem Molekulargewicht besteht, und das Elemente aufweist, die geeignet sind, die Fasern im Abstand voneinander zu halten und die, wenn auf verzweigten Faserstoff angewendet, geeignet sind, die Fasern in einer solchen festen Lage festzuhalten, so dass eine grosse Widerstandsfähigkeit gegen die Ausbreitung der Spaltungen während des Gebrauches des Artikels entsteht.
Dementsprechend ist der erfindungsgemässe Faserartikel dadurch gekennzeichnet, dass Verstärkungsfibrillen aus einem zweiten Polymer vorgesehen sind, welches unter Bedingungen, bei denen das erste faserbildende Grundpolymer spaltet, dehnbar ist, wobei die Verstärkungsfibrillen in dem Faserartikel eingebettet sind und die Fasern unter einem Winkel zu deren Längsachse kreuzen.
Der hier verwendete Begriff Fibrillen soll in weitem Sinne alle kleinen Körper des eingegliederten Polymers umfassen, bei denen eine Dimension wesentlich grösser als alle andern ist, und sich weder auf faserartige Gebilde noch auf Gebilde mit gleichmässigem Querschnitt, beschränken.
Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Faserartikels ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass durch Extrusion eine Folie aus einem zu Fasern spaltbaren Polymer mit gleichmässig darin verteilten, parallel zueinander verlaufenden, langgestreckten Fibrillen aus einem zweiten Polymer erzeugt wird, wobei das zweite Polymer unter Bedingungen, bei denen das spaltbare Polymer spaltet, dehnbar ist, dass die Folie in einer schräg zur Längsrichtung der Fibrillen verlaufenden Richtung gestreckt wird, um in der Folie parallel und in Richtung der Streckung verlaufende Spaltlinien zu erzeugen, und dass schliesslich die Folie in einer schräg zur Richtung der Spaltlinien verlaufenden Richtung gestreckt wird, um die Folie zu expandieren und um ein gleichmässiges, lockeres Gefüge zu erhalten, in welchem die Fibrillen die aufgespaltenen Bereiche der Folie überbrücken.
Dieses Verfahren erzeugt einen Faserartikel, der sowohl zur Herstellung von Stapelfasern aus orientierten Folien, wie auch zur Herstellung eines Garnes aus einer verzweigten Faserstruktur und zur Herstellung von nicht gewobenen Textilien geeignet ist.
Die Eingliederung der Fibrillen bewirkt, dass die Fasern stets auseinandergehalten werden und damit wird der Artikel sehr locker. Wenn der Spaltungsprozess derart ausgeführt wird, dass die Fasern eine verzweigte Struktur bilden, in der sich die Fibrillen quer über die Spalten von Faser zu Faser erstrecken, werden die Fibrillen die lockere Eigenschaft beibehalten, indem sie das Netzwerk der untereinander verbundenen Fasern offenmaschig halten, und indem sie ein Zusammenfallen der Struktur verhindern; aber sie werden auch einem weiteren Auseinanderziehen und Aufspalten der Struktur gewissermassen durch eine Blockierung der gespaltenen Struktur widerstehen.
Zwei verschiedene aber verwandte Wirkungen werden dabei durch im wesentlichen dieselben Mittel erzielt, doch versteht es sich, dass eine Wahl zwischen den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung getroffen werden muss, um besondere Wünsche betreffend entweder gutem Zusammenhalt oder ausgeprägter lockerer Eigenschaft zu erfüllen.
Wenn beispielsweise ein guter Zusammenhalt erwünscht ist, sollte die Längsrichtung der Fibrillen mit der Orientierungsrichtung des Grundpolymers vorzugsweise einen verhältnismässig kleinen Winkel bilden. Dabei werden die Fibrillen die Fasern fest untereinander verbinden.
Wenn andererseits sehr lockere Eigenschaft erwünscht ist, sollten die Fibrillen vorzugsweise aus einem leicht streckbaren Polymer sein und, wenn erwünscht, zumindest in den die Fasern verbindenden Teilen gestreckt sein. Diese mittels eines eingegliederten Streckmittels erzeugte Streckung sollte normalerweise zwischen dem Orientieren und dem Aufspalten oder nach dem Aufspalten ausgeführt werden und der Winkel zwischen den Fibrillen und der Orientierungsrichtung des Grundpolymers sollte vorzugsweise verhältnismässig gross, sogar bis zu 900 gemacht werden.
Die zur Aufspaltung des Grundpolymers gebrauchte Kraft bewirkt auch eine Streckung der eingebauten Fibrillen, und eine weitere Lockerung kann erzeugt werden durch das erwähnte Streckmittel, das einen Teil des eingegliederten Fibrillenmaterials aus den Fasern herauspresst.
Während des Orientierens des Grundpolymers verlieren die Fibrillen normalerweise ganz oder teilweise den Kontakt mit dem Grundpolymer, und es bilden sich weite Rinnen längs der Fibrillen. Dies erleichtert die Dehnung der Fibrillen und erlaubt sogar, den im Faserkörper eingegliederten Teilen der Fibrillen sich wesentlich zu strecken.
In einer bevorzugten Anwendungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Mischung des Grundpolymers und des die Fibrillen bildenden Polymers als schlauchförmige Folie extrudiert, wobei die Partikel des letzteren Polymers längsweise in Fibrillenform ausgezogen werden; anschliessend wird der Schlauch auf bekannte Weise spiralförmig zu einer planen Folie aufgeschnitten, in der die Fibrillen einen Winkel mit der Längsrichtung der Folie bilden, wonach die Folie durch Längsstreckung orientiert und schliesslich zu Fasern aufgespalten wird.
Die eingegliederten Fibrillen sollten vorzugsweise einen Durchmesser aufweisen, der wesentlich unter der Dicke der Folie liegt.
Wünschenswerte Eigenschaften mit Bezug beispielsweise auf Färbbarkeit, Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und antistatischen Effekt können mit der Verwendung eines passenden hydrophilen Polymers für die Fibrillen erreicht werden.
Wenn die zwei zu vermischenden Polymere sehr verschiedene chemische Eigenschaften aufweisen, kann es ratsam sein, ein Pfropf- oder Blockpolymer als Mischhilfe zu verwenden.
Die während des Mischens herrschenden Bedingungen können derart eingeregelt werden, dass der bevorzugte Fibrillendurchmesser entsteht, der normalerweise zwischen 0,001 mm und 25 % der Foliendicke liegt.
Um den bevorzugten hohen Dispersionsgrad des für die Fibrillen verwendeten fremden Polymers im Grundpolymer zu erhalten, sollte das fremde Polymer ein verhältnismässig niedriges Molekulargewicht aufweisen. Der Dispersionsvorgang wird erleichtert, wenn zu Beginn das fremde Polymer innig mit einer Modifikation des Grundpolymers mit relativ niedrigem Molekulargewicht oder mit einem Polymer, das sich mit dem fremden Polymer gut verträgt, vermengt wird. Diese erste Mischung wird anschliessend als Grundmischung verwendet und mit dem restlichen oder dem ganzen Grundpolymer vermischt.
Beim Aufspalten des orientierten Grundpolymers, bei dem die Folie in einer zur Orientierungsrichtung querstehenden Richtung gezogen oder verdreht wird, sollen die Fibrillen vorzugsweise aus dem Grundpolymer herausgezogen oder -gepresst werden und dabei auf ein Mehrfaches der Ursprungslänge quer über die Spalte gedehnt werden. Zu diesem Zweck sollte das für die Fibrillen verwendete Polymer eine sehr grosse Dehnbarkeit aufweisen bei einer Temperatur, bei der das Grundpolymer noch gut aufspaltfähig ist, doch andererseits sollte es bei Zimmertemperatur am Ende des Verfahrens nicht klebrig sein.
In vielen Fällen eignen sich als Fibrillen bildende Polymere thermoelastische Materialien mit niedrigen Erweichungspunkten, zum Beispiel Polyvinylazetat oder Polystyrol, die in Hochdruckpolyäthylen oder isotaktisches Polypropylen als Grundpolymer eingegliedert werden, wobei die Aufspaltung bei Temperaturen ungefähr zwischen 50 bis 800C ausgeführt wird.
Es ist jedoch im allgemeinen vorteilhaft, für die Fibrillen ein aushärtbares Polymer zu verwenden, um deren mechanische Stabilität zu vergrössern, und die Aushärtung nach dem Aufspalten durchzuführen, wenn die Fibrillen zu ihrer endgültigen Form gedehnt worden sind. Die Aushärtung kann beispielsweise durch Kondensation, Polymerisation oder Vernetzung erfolgen und mittels chemischer Mittel oder Bestrahlung ausgeführt werden. Bei derartigem Vorgehen kann das Molekulargewicht des eingegliederten Polymers besonders niedrig gewählt werden, wodurch die Streckbarkeit sehr hoch wird.
Beispielsweise sind die wohlbekannten Isocyanat-Polykonden sationsprodukte wie die sogenannten Polyester oder Polyäther, üblicherweise zur Herstellung von Schaumstoffen verwendet, zur Herstellung von Fibrillen, vorzugsweise in vorkondensierter Form, gut geeignet, wobei die normalen Härter verwendet werden können. Die endgültige Aushärtung wird nach dem Aufspalten, beispielsweise durch ein Vernetzungsmittel wie ein Amin, falls das Vorkondensat einen Überschuss an Isocyanaten enthält, oder wie ein Isocyanat im umgekehrten Fall, ausgeführt
Andere Polymere mit verhältnismässig niedrigem Molekulargewicht, die auf ähnliche Weise ausgehärtet werden können, sind ebenfalls geeignet.
Zur Eingliederung der Fibrillen kann folgendes Verfahren angewendet werden, Ein Stoff mit verhältnismässig niedrigem Molekulargwicht von der vorstehend beschriebenen Art, wie das oben erwähnte Isocyanat-Polykondensationsprodukt wird als sehr feine Dispersion in das Grundpolymer eingegliedert, und anschliessend wird aus der Mischung eine Folie hergestellt, die so gedehnt wird, dass sie in derselben Richtung spaltfähig wird, wie die Fibrillen verlaufen. Für das Aufspalten ist eine wirkliche molekulare Orientierung nicht notwendig, wenn die Menge des eingegliederten Fibrillenstoffes verhältnismässig gross ist. Anschliessend wird die Folie aufgespalten, und es kann festgestellt werden, dass das Verb masern des eingegliederten Stoffes während des Aufspaltens stattfindet. Schliesslich werden die durch das eingegliederte Polymer gebildeten Fasern ausgehärtet.
Obschon es tatsächlich in gewissen Beziehungen besser ist, zwischen der Längsrichtung der eingegliederten Fibrillen und der Spaltrichtung einen Winkel zu haben, besonders weil dann die Fibrillen besser mit dem Grundpolymer verbunden werden, wird ein überraschendes Resultat erreicht, da auf jeden Fall sehr feine Fäserchen ungeachtet der erwähnten Richtungen entstehen, wenn ein fein dispergiertes, zu einem mechanisch festen Polymer härtbares Polymer mit verhältnismässig niedrigem Molekulargewicht dem Verfasern unterworfen wird mittels Aufspalten der Folie, in die dasselbe eingegliedert ist, und wenn schliesslich das eingegliederte Polymer ausgehärtet wird.
Wenn das Prinzip, Fibrillensegmente aus einem Fremdpolymer im Winkel zur Orientierungsrichtung des Grundpolymers dazu verwendet wird, Elemente zu bilden, die die Ausbreitung der Aufspaltung des Grundpolymers verhindern, sind die bevorzugten Bedingungen sehr verschieden von den vorstehend beschriebenen. Die eingegliederten Fibrillen oder Fibrillenelemente sollten dann vorzugsweise verhältnismässig grob sein, und aus einer Substanz bestehen, die zäher als das Grundpolymer ist, aber die Eigenschaft aufweist, sich gut mit diesem abzubinden. Im allgemeinen besteht keine wesentliche Notwendigkeit, diese Fibrillen nach der Aufspaltung zu strecken, obschon eine solche Streckung von Vorteil sein kann.
Um eine genügend grosse Zähigkeit zu erreichen, können diese Fibrillen aus einer Substanz hergestellt werden, die im allgemeinen aus einer von der gleichen Zusammensetzung des Grundpolymers ist, die jedoch eine wesentlich höhere Reissfestigkeit aufweist, was beispielsweise durch Kopolymerisation oder durch Vermischung mit einem verträglichen Elastomer oder durch andere wohlbekannte Verfahren geschehen kann.
Andererseits kann das Grundpolymer mit Vorteil einen Stoff enthalten, der die Reissfestigkeit herabsetzt, wie beispielsweise ein Gleitmittel oder eine Modifikation des Grundpolymers mit niedrigem Molekulargewicht.
Die Orientierung und das Aufspalten des Grundpolymers können in einem einzigen Schritt ausgeführt werden, besonders, wenn verhältnismässig grosse Körner des Gleitmittels verwendet werden, und wenn die Streckung bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen ausgeführt wird.
Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren anhand von Beispielen und von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Struktur einer Folie mit eingegliederten Fibrillen vor der Aufspaltung,
Fig. 2 und 3 zwei Arten von erfindungsgemässen faserigen Strukturen,
Fig. 4 einen Teil einer schlauchförmigen Folie mit eingegliederten Fibrillen vor dem spiralförmigen Aufschneiden, das die in Fig. 1 dargestellte Struktur ergibt,
Fig. 5 eine andere Struktur der Folie vor der Aufspaltung,
Fig. 6 die in Fig. 5 dargestellte Folie nach der Aufspaltung,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen Teil einer kreisförmigen Extruderdüse,
Fig. 8 eine Draufsicht eines Teiles einer in der Extruderdüse montierten gezahnten Klinge,
Fig. 9 einen Querschnitt durch die in Fig. 7 dargestellte Extruderdüse,
Fig. 10 einen Querschnitt durch eine vereinfachte Ausführungsform der kreisförmigen Extruderdüse.
In Fig. 1 ist durch die unterbrochenen Linien 11 die Orientierungsrichtung des Grundpolymers einer Folie 12 mit eingegliederten Fibrillen 13 dargestellt.
Die in Fig. 2 dargestellte Struktur wird dadurch erzeugt, dass die in Fig. 1 dargestellte Folie einem Aufspaltungsprozess mit senkrecht zur Orientierungsrichtung wirkenden Kräften unterworfen wird. Dies ergibt Längsfasern 14, die untereinander durch gestreckte Teile 15 der Fibrillen 13 mit anderen in den Fasern 14 eingebetteten Teilen 16 der Fibrillen verbunden sind.
Fig. 3 stellt das Resultat einer Aufspaltung durch Abscherwirkung dar. Die Hauptfasern 14 sind untereinander durch dünne Fasern 17 mit einer flachen S -Form, die von zwei benachbarten Fasern 14 abzweigen, verbunden, wobei die Fibrillen 13 teilweise gestreckt, sowohl die Hauptfasern 14 wie auch einige Zweigfasern 17 kreuzen, um einer weiteren Aufspaltung entgegenzuwirken.
Es ist ratsam, als Fibrillen-bildendes Polymer entweder ein Elastomer oder ein Polymer mit niedrigerem Schmelzpunkt als das Grundpolymer zu verwenden. Dies kann entweder durch geeignete Auswahl der Polymere oder durch Plastifizierung des Fibrillen-bildenden Polymers geschehen.
Fig. 4 stellt eine schlauchförmige Folie 18 mit in Längsrichtung eingegliederten Fibrillen 13 dar. Eine derartige Folie kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass Körner des Grundpolymers mit Körnern des Fibrillen-bildenden Polymers vermengt werden und die Mischung durch eine kreisförmige Extruderdüse extrudiert wird, wobei die Fibrillen während dem Extrudieren gebildet werden. Durch Aufschneiden des Schlauches entlang der spiralförmigen Linie, wird eine plane Folie erzeugt, die nach der Streckung eine orientierte Folie gemäss Fig. 1 ergibt.
Die in Fig. 5 dargestellte Folienstruktur weist in ein Grundpolymer eingegliederte Fibrillen 13 auf, welches Grundpolymer in der durch die Linien 20 angegebenen Richtung orientiert wurde. Die Fibrillen sind verhältnismässig grob und bestehen aus einem zäheren Polymer als das Grundpolymer, haften aber gut an diesem. In Fig. 6 ist das Ergebnis der Aufspaltung einer solchen Folie dargestellt und es ergibt sich aus der Darstellung, dass in diesem Falle die Fibrillen tatsächlich einen grösseren Querschnitt aufweisen als die Fasern.
Die in Fig. 7 bis 9 dargestellte Extrudiervorrichtung besteht aus zwei geschlitzten Ziehtrichtern 21 und 22, wobei der erste im zweiten angeordnet ist. Die beiden Ziehtrichter werden von zwei getrennten Extrudern gespiesen. Das Fibrillen-bildende Polymer wird bei 23 dem inneren Ziehtrichter 21 zugeführt und wird noch in flüssigem Zustand durch eine Nockenvorrichtung 24 zu groben Fäden aufgearbeitet.
Die Nockenvorrichtung 24 wird mittels einer Welle 26 gedreht, die ein Kronrad 27 trägt, das in eine Zahnstange 28 am obern Ende der Nockenvorrichtung eingreift. Stützen 29 an 'oeiden Seiten der Nockenvorrichtung lagern auf Ansätzen 30 im Ziehtrichter 21, welche Ansätze bei 31 durchgebohrt sind, um den Durchgang für das Polymer freizuhalten. Die Nockenvorrichtung ist an der untern Kante gezahnt 32, welche Zahnung im Extrudierschlitz 33 des innern Ziehtrichters 21 angeordnet ist. Das Grundpolymer wird in den Raum 25 ausserhalb des innern Ziehtrichters 21 zugeführt. Im Moment, da die groben Fäden den innern Ziehtrichter 21 verlassen, werden sie somit vom Grundpolymer umschlossen.
Durch rasche Drehung der Nockenvorrichtung 24 oder durch eine rasche Hin- und Herbewegung mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die weit höher ist als die Fliessgeschwindigkeit des Grundpolymers, werden die die Nockenvorrichtung 24 verlassenden Fäden stark gestreckt und werden zu feinen Fibrillen, die eng aneinander in einer im wesentlichen geneigten Richtung zur Extrudierrichtung durch den Schlitz 34 des äussern Ziehtrichters 22 liegen. Die in Fig. 10 dargestellte vereinfachte Extruderdüse weist einen äusseren zylindrischen Raum 35 auf, in den das Grundpolymer aus einem ersten Extruder eingespiesen wird und einen innern zylindrischen Raum 36, in den das Fibrillen-bildende Polymer aus einem zweiten Extruder eingespiesen wird.
Zwischen den erwähnten äussern und innern Räumen sind radial verlaufende Abteile 37 angeordnet, die wechselweise mit dem äussern zylindrischen Raum 35 bei 38 und mit dem innern zylindrischen Raum 36 bei 39 kommunizieren. Die durch die Abteile 37 und deren Abschlüsse 40 und 41 gebildete Struktur erstreckt sich in den zylindrischen Extrudierschlitz. Es versteht sich, dass durch die Verwendung einer solchen Vorrichtung eine schlauchförmige Folie mit längsweise im Grundpolymer eingebetteten Fäden oder Fibrillen erzeugt werden kann, wobei die Grobheit der Fibrillen vom Verhältnis zwischen Fibrillen-bildendem Polymer und Grundpolymer abhängt.
Der Erfindungsgegenstand ist weiter in folgenden Ausführungsbeispielen erläutert:
Beispiel 1
Als Grundpolymer wird ein Polyäthylen mit einer Dichte von 0,96 und einem Schmelzindex gemäss ASTM D 1238/57 T bei Bedingung E von 0,2 verwendet. Als Fibrillen-bildendes Polymer wird eine vorkondensierte Form von Polypropylen Glykol (Molekulargewicht 1200) und Toluoldiisocyanat in einem Molekularverhältnis von 1:2, d. h. mit der zweifachen entsprechenden Menge von Isocyanat verwendet. Die Vorkondensierung wird während 24 h bei 25 C durchgeführt und das Vorkondensat ist sirup artig dickflüssig.
15 Gewichtsteile des Fibrillen-bildenden Polymers und 85 Gewichtsteile des Grundpolymers werden bei 190ob zusammengeknetet bis die mittlere Teilchengrösse 0,006 mm ist, wobei die Viskosität des Fibrillen-bildenden Polymers während des Knetens und anschliessenden Extrudierens zu einer schlauchförmigen Folie von 0,07 mm Dicke etwa auf das Fünffache ansteigt.
Die schlauchförmige Folie wird spiralförmig mit einer Steigung von 450C aufgeschnitten und die sich ergebende bandförmige Folie wird bei 1200C im Verhältnis 10:1 längsgestreckt.
Die Streckung bewirkt eine Orientierung des Grundpolymers in der Folie und dieses wird anschliessend durch Verreibung zwischen Gummiflächen, die mit dazwischenliegender Folie aneinandergepresst werden, zu Fasern aufgespalten.
Durch den Verfaserungsprozess werden Teile der im Grundpolymer eingegliederten Fibrillen gestreckt, um Verbindungen zwischen den Fasern zu bilden.
Die Fibrillen werden anschliessend ausgehärtet unter Anwendung einer Lösung von einem Gewichtsteil 4,4'-Methylen-bis-(2-chloroanilin) in 4,5 Gewichtsteilen Polypropylenglykol (Molekulargewicht 1200). Durch Härtung während 5 Minuten bei 50' wird das Polyurethan gummiartig und unschmelzbar.
Ein aus dem sich ergebenden Produkt gefertigtes Garn ist wegen den Fibrillen sehr locker und mittels direkten Baumwollfarbstoffen färbbar.
Beispiel 2
Es wird ein Grundpolymer verwendet, das aus einer Mischung von 70 Gewichts- % Polypropylen mit einer Dichte von 0,907 und einem Schmelzindex (ASTM D 1238/57 T. Bedingung I) von 0,7, und von 30 Gewichts-% Polyäthylen mit einer Dichte von 0,92 und einem Schmelzindex von 20 (gemäss Beispiel 1 bestimmt) besteht.
Die Mischung wird sorgfältig geknetet und anschliessend erstarren gelassen, wobei das Polyäthylen als mikroskopische Teilchen ausscheidet.
Das Fibrillen-bildende Polymer besteht zu gleichen Gewichtsteilen aus Polypropylen, wie oben angegeben und einem Polyisobutyl mit einem Schmelzindex 1, bestimmt nach denselben Regeln wie für das Polypropylen, wobei die Mischung sorgfältig durchgeknetet wird.
Die beiden Polymermischungen werden je aus getrennten Extrudern extrudiert und anschliessend durch eine Extruderdüse gemäss Fig. 10 geführt, bei der die Fläche der radikalen Abteile 1 mm mal 1 mm misst, die Breite der Extrudierschlitze jedoch nur 0,5 mm. Durch das Extrudieren wird ohne seitliche Streckung eine schlauchförmige Folie von 0,07 mm Dicke erzeugt, die spiralförmig mit einer Steigung von 45O aufgeschnitten wird. Die sich ergebende bandförmige Folie wird im Verhältnis von 6:1 längsgestreckt.
Durch Aufspalten auf die in Beispiel 1 beschriebene Art, jedoch bei einer Temperatur von ungefähr 110ob, wird ein blockiertes Faserprodukt erzeugt, bei dem die Tendenz zu weiterem Aufspalten unterdrückt ist.
Beispiel 3
Das Fibrillen-bildende Polymer ist Polycaprolactam und das Grundpolymer dasselbe Polycaprolactam, vermischt mit einem Kopolymerisat aus Caprolactam und Adipinsäure plus Hexamethyldiamin im Verhältnis 1:1. Die Schmelzindices betragen 3 bzw. 6 (ASTM wie oben, Bedingung K).
Die Komponenten des Grundpolymers werden durch sorgfältiges Kneten vermischt und diese Mischung wird durch Schwellung aufspaltbar gemacht, beispielsweise mit Äthanol, das reines Caprolactam, das als Fibrillen-bildendes Polymer verwendet wird, nicht aufschwellen lässt.
Die Komponenten werden extrudiert und die entstehende schlauchförmige Folie wie in Beispiel 2 spiralförmig aufgeschnitten und bei 140ob im Verhältnis 1:5 gestreckt.
Die gestreckte Folie wird anschliessend durch 1-minütiges Eintauchen in Äthanol aufgeschwellt und bei 120ob gespalten, wobei das Äthanol wegtrocknet, und es ergibt sich eine blokkierte Faserstruktur.
PATENTANSPRUCH 1
Folienförmiger extrudierter Faserartikel mit miteinander verbundenen, gespaltenen Fasern aus einem synthetischen faserbildenden Grundpolymer, dadurch gekennzeichnet, dass Verstärkungsfibrillen aus einem zweiten Polymer vorgesehen sind, welches unter Bedingungen, bei denen das erste faserbildende Grundpolymer spaltet, dehnbar ist, wobei die Verstärkungsfibrillen in dem Faserartikel eingebettet sind und die Fasern unter einem Winkel zu deren Längsachse kreuzen.
PATENTANSPRUCH II
Verfahren zur Herstellung des Faserartikels nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass durch Extrusion eine Folie aus einem zu Fasern spaltbaren Polymer mit gleichmässig
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