DE1479677A1

DE1479677A1 - Verfahren zum Herstellen eines offenen Netzwerkes in Kunststoff-Folien

Info

Publication number: DE1479677A1
Application number: DE19641479677
Authority: DE
Inventors: Sammons William Albert; Albert May
Original assignee: Smith and Nephew PLC
Current assignee: Smith and Nephew PLC
Priority date: 1963-08-27
Filing date: 1964-08-24
Publication date: 1969-06-04
Also published as: ES303474A1; NL6409865A; US3387077A; SE304106B; GB1055963A; DE1479677B2; BE652289A; DE1479677C3; DK124807B

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD · D i ρ L-1 η g. H. B E RK E N F E LD, Patentanwälte, Köln

Anlage	24	.Io	.68	Mi/	Aktenzeichen	P 14 79	677.1
zur Eingabe vom				Name d. Anm.	Smith	& Nephew

Verfahren zum Herstellen eines offenen Netzwerkes in Kunststoff-Folien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines offenen Netzwerkes in Kunststoff-Folien, bei welchem die Folie einer Prägung zur Erzielung kleiner massiver Vorsprünge unterworfen wird und in längs- und querseitigen Reihen Zwischenräume zwischen benachbarten Vorsprüngen vorliegen, wobei der Kunststoff einem Recken oder einer Verformung in zwei verschiedenen Richtungen unterworfen wird, bis er bleibend verformt wird und sich Schlitze in verschiedenen Lagen oder Zonen des dünngemachten Materials zwischen den vorspringenden Figuren ausbilden, sowie nach Beendigung der Zugbeanspruchung Bänder verbleiben, die einstückig mit verschiedenen benachbarten vorspringenden Figuren vorliegen und dieselben miteinander verbinden, bei welchem die Folie in Längs- und Querrichtung gleichzeitig gereckt wird.

Aus der französischen Patentschrift 1 295 248 ist ein Verfahren zum Herstellen eines offenen Netzes in Kunststoff-Folien bekannt, bei welchem die Folie zunächst in Längsrichtung gereckt und erst im Anschluss hieran die Verformung der Folie in Querrichtung erfolgt.

s 3Ί/2Ο 909823/0897

Die erfindungsgemäss gleichzeitig erfolgende längs- und querseitige Verformung hat den Vorteil, daß neben einer Einsparung an Zeit und Aufwand eine gleichmässlge Ausbildung des Netzwerkes erzielbar ist. Tatsächlich besteht, wenn die Folie erst in Längs- und anschließend In Querrichtung gereckt wird, die Gefahr, daß die einzeln wirkenden Zugkräfte unglelchmässig sind und somit die gewünschte Ausbildung des Netzwerkes schwerlich erhalten wird. Auch ist bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ein Einreissen von selbst stark zugbeanspruchten Ecken und Kanten der zu verformenden Folie ausgeschlossen. *

Das Netzwerk hat eine Stärke von etwa einem Bruchteil eines Hundertstels eines Zentimeters bis zu etwa 12,5 nun dder mehr. Als Ausgangsmaterial können Thermoplaste, z.B. Polymere der Olefingruppe, wie des Äthylens und Propylens, Mischpolymere dieser verwendet werden. Weitere Beispiele sind lineares Polyäthylen hoher Dichte oder ) mittlerer Dichte, Äthylen-Propylenmischpolymere und Polyester. Auch Folien aus duktilen Metallen können für das Verfahren der Erfindung verwendet werden.

Die Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert:

Fig. 1 ist eine diagrammförmige Draufsicht, die das Folienmaterial erläutert, das kontinuierlich in einer Vorrichtung bewegt und zunächst einem längsseitigen und sodann einem querseltigen

Recken unterworfen wird; 909823/0897

-2-

Pig. 2 ist eine ähnliche Ansicht wie die Fig. 1,

zeigt jedoch ein Verfahren zum gleichzeitigen Unterwerfen des Folienmaterials einem längs- und querseitigen Recken;

Fig. 3 ist eine ähnliche Ansicht wie die Fig. 2, dieselbe zeigt jedoch ein weiteres Verfahren zum gleichzeitigen Unterwerfen des Materials einem Recken in zwei Richtungen, d.h. in längs- und querseitiger Richtung;

Fig. 4 zeigt stark vergrößert in Draufsicht ein Teil der thermoplastischen Folie, wobei die obere Oberfläche parallele Reihen ähnlicher Vorsprünge regelmässiger hexagonaler Form in versetzter Anordnungaufweist, während die untere Oberfläche dipses Materials (nicht gezeigt) flach ist;

Fig. 5 ist eine ähnliche Ansicht wie die Fig. M, dieselbe zeigt jedoch das Material, nachdem dasselbe dem ersten Reckvorgang unterworfen worden ist, d.h. durch Ziehen in Richtung der Pfeile 12, siehe Fig. H;

Fig. 6 ist eine ähnliche Ansicht wie die Fig. 4 und 5, dieselbe zeigt Jedoch das Folienmaterial entsprechend dem Zustand nach der Fig. *♦, nachdem dasselbe einem querseitigen Recken unterworfen worden ist, d.h. nachdem dasselbe in Richtung der Pfeile 13 (Fig. 5) unter Ausbilden einer netzartigen Struktur gezogen worden ist. 909823/0897

Pig. 7 zeigt stark vergrößert in Draufsicht ein Teil der thermoplastischen Folie, deren obere Oberfläche parallele Reihen ähnlicher Vorsprünge regelmässiger hexagonaler Form versetzt angeordnet aufweist, sowie die untere Oberfläche flach ist, wie in der Fig. 4 wiedergegeben, nachdem dieselbe gleichzeitig in längs- und querseitiger Richtung nach dem erfindungsgemässen. Verfahren gereckt worden ist.

Fig. 8 zeigt stark vergrößert in Draufsicht ein Teil W der thermoplastischen Folie mit parallelen Reihen

länglicher rechtwinkliger Vorsprünge an einer Oberfläche, die versetzt zueinander angeordnet sind;

Fig. 9 ist eine vergrößerte Endansicht eines Teils der Folie nach Fig. 8;

Fig. Io ist eine Draufsicht des Materials nach den

Fig. 8 und 9, nachdem dasselbe gleichzeitig einem längsseitigen und querseitigen Recken nach dem Verfahren unterworfen ist.

Fig. 11 zeigt in der Draufsicht das Material nach der Fig. 7j das in der erfindungsgemässen Weise durch gleichzeitiges Recken in zwei Richtungen erhalten worden ist, und zwar nachdem dasselbe weiterhin gleichzeitig erfindungsgemäss in zwei Richtungen gereckt wurde.

Fig. 1 zeigt ein bekanntes Verfahren, vermittels dem eine sich durch die Verarbeitungsmaschine bewegende Folie zu-

9(19 823/0897 _ii_

ⁿ&fihst einem querseitigen und einem längsseitigen Tt&c«en unterworfen wird. In dieser Figur wird durch das Bezugszeichen lH das Folienmaterial wiedergegeben, das sich von einer Abwickelrolle (nicht gezeigt) aus in Richtung des Pfeils 15 bewegt. Die Folie tritt durch Greif- und Antriebswalzen 16 und 17 hindurch und sodann zu weiteren Greif- und Antriebswalzen 18 und 19 in entsprechender Entfernung von dem ersten Walzenpaar, wobei diese Walzen eine höhere lineare Oberflächengeschwindigkeit als die Walzen 16 und 17 aufweisen. Hierdurch wird das Material in längsseitiger Richtung gereckt, d.h. die Richtung des Pfeils 2o. Hierdurch wird ebenfalls in der gezeigten Weise die Dicke des Materials verringert.

Nachdem das längsseitige Recken ausgeführt worden ist und das Material hinter den Walzen 18 und 19 vorliegt, wird dasselbe durch eine übliche Reckanordnung - nicht gezeigt - in der durch Pfeile 21 wiedergegebenen Richtung ausgedehnt und tritt sodann in Richtung des Pfeils 22 zu einer geeigneten Aufwickelrolle (nicht gezeigt).

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen das Folienmaterial in den drei Stufen des bekannten Verfahrens nach der Fig. 1, und das Material nach der Fig. 4 tritt zwischen den Walzen 16 und 17 hindurch zu dem ersten Reckvorgang. (Die "Punkte" des Materials Ik an der linken Seite der Figur geben die hexagonalen Vorsprünge des Materials nach der Fig. k wieder, und die gekreuzten Linien an der rechten Seite der Figur geben die in der Fig. 6 gezeigte netzartige Ausbildung wieder.)

-5-

909823/0897

Das erste Recken erfolgt In Richtung der Pfeile 12 (Pig. Ij) und wird fortgesetzt, bis das dünngemachte Material 23 zwischen den vorspringenden Figuren oder Vorsprüngen 24 ausreichend in einem derartigen Ausmaß gereckt ist, daß eine bleibende Verteilung eintritt, und der in der Fig. 5 gezeigte Zustand vorliegt.

Sobald das in dieser Weise gedehnte Material einem zweiten Recken in Richtung der Pfeile 13 (Fig. 5) unterworfen wird, ergibt sich, daß in den: durch die gestrichelten Linien 25 (links in der Fig. 5 wiedergegeben) wiedergegebenen Lagen sich eine Vielzahl an Schlitzen 26 (an der rechten Seite der Fig. 5 gezeigt) auszubilden beginnt. Sobald das Material in dem in der Fig. 6 wiedergegebenen Zustand ausgedehnt worden ist, ist ein Netzwerk ausgebildet worden, das die hexagonal vorspringenden Figuren 24 einschließt und jeweils vier Bänder 27 aufweist, die einstückig hiermit ausgeführt sind, und sich zu vier benachbarten vorspringenden Figuren erstrecken. Anhand der Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Breite des Materials bezüglich der Fig. 5 zugenommen hat.

Die den Fig. 1, 4, 5 und 6 entsprechende Herstellungsweise 1st in der deutschen Patentschrift ... (Patentanmeldung S 74 888 X/39a) beschrieben.

Die Pig. 2 und 3 zeigen zwei Verfahren zum gleichzeitigen längs- und querseitigen Recken eines sich durch die Ver- arbeitungsmaschine bewegenden Folienmaterials.

809823/0897

Nach der Fig. 2 wird das von einer Abwickelrolle (nicht gezeigt) abgezogene Material 28 zwischen Greif- und Antriebswalzen 29, 3o hindurch zu einer geeigneten bekannten Reckanordnung (nicht gezeigt) zugeführt, durch die ein querseitiges Recken entsprechend den Pfeilen 31 erfolgt, und zwar wird dies ausgeführt, bis das Folienmaterial zwischen die anderen Greif- und Antriebswalzen 32 und 33 eintritt.

Da durch das querseitige Recken (Pfeil 3D normalerweise ein längsseitiges Verkürzen des Folienmaterials in der Reckzone erfolgen würde, würde dem Material ein gleichzeitiges längsseitiges Recken vermittelt werden, wenn die Greif- und Antriebswalzen 32 und 33 die gleiche lineare Oberflächengeschwindigkeit wie die Greif- und Antriebswalzen 29 und 3o aufweisen. Um jedoch das Ausmaß des längsseitigen Reckens zu vergrößern, können die Walzen 32 und 33 mit größerer linearer Oberflächengeschwindigkeit durch die Walzen 29 und 3o betrieben werden.

Das gleichzeitige Recken vermittels des in der Fig. 3 wiedergegebenen Verfahrens erfolgt in der folgenden Weise: Diese Ausfuhrungsform ist sehr ähnlich derjenigen nach der Fig. 2, jedoch wird anstelle eines Ausdehnens der Breite des Materials J>k zwecks querseitigem Recken dasselbe auf seine ursprüngliche Breite gehalten, und die hinteren Greif- und Antriebswalzen 35 und 36 weisen eine größere lineare Oberflächengeschwindigkeit als die ersten Greif- und Antriebswalzen 37 und 38 auf;?

-7-909823/0897

Hieraus ergibt sich, daß normalerweise das Material 34 nach Durchtritt durch die Walzen 37 und 38 schmaler wird, wenn dasselbe hieran nicht gehindert wird. Somit wird vermittels Vorsehen einer Anordnung, durch die das Schmalerwerden verhindert wird, das Material automatisch in querseitiger Richtung gereckt, wie durch die Pfeile 39 wiedergegeben, während dasselbe längsseitig in der durch den Pfeil 4o gezeigten Weise gereckt wird (durch die größere lineare Oberflächengeschwindigkeit der Walzen 35 und 36 bezüglich derjenigen der Walzen 37 und 38).

Es können entweder die Vorrichtungen nach den Fig. 2 ader 3 oder eine andere geeignete Vorrichtung für das gleichzeitige Recken in zwei Richtungen des Materials mit Vorsprüngen auf wenigstens einer Oberfläche angewandt werden, um so das erfindungsgemässe Verfahren durchzuführen.

Nach einem Ausführungsbeispiel zum Durchführen des erfind ungsgemäs sen Verfahrens wird das Material, wie in der Pig. 4 wiedergegeben, einem gleichzeitigen Recken in ^ zwei Richtungen durch das Verfahren nach der Fig. 3 unterworfen.

Dies führt zu der Ausbildung einer netzartigen Struktur in dem Material, wie in der Fig. 7 wiedergegeben, wobei sechs dünngemachte Bänder 4l von jeder hexagonalen vorspringenden Fig. 42 aus zu sechs benachbarten hexagonalen vorspringenden Figuren geführt sind.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens weist die Folie die in den Fig. 8 und 9 wiedergegebene Form auf, wbbei das Bezugszeichen 43

909823/0897 -8-

längliche, rechtwinklig geformte Vorsprünge an einer Oberfläche einer geeigneten Kunststoff-Folie 44 ergibt. Obgleich die Erfindung nicht auf die hier angegebenen Dimensionen beschränkt ist, wurde bei einer Untersuchung mit Vorsprüngen gearbeitet, die jeweils eine Länge von 1 mm und eine Breite von o,25 mm aufweisen. Zwischen Rechteck und Rechteck der gleichen Reihe liegt ein Abstand von 1 mm und zwischen parallelen Rechtecken ein Abstand von o,5 mm vor.

Das Folienmaterial wird einem gleichzeitigen Recken nach dem Verfahren der Fig. 3 unterworfen, und während dasselbe bei der gleichen Breite gehalten wird, wird es längsseitig auf praktisch das Breifache seiner ursprünglichen Länge gereckt, wodurch sich die Ausbildung des in der Fig. Io gezeigten offenen Netzwerkes ergibt, bei dem sechs Arme 45 von jedem der Rechtecke 43 ausgehen und hiermit einstückig vorliegen, sowie sich die Arme ebenfalls bis zu den sechs benachbarten Rechtecken 43 erstrecken und hiermit einstückig ausgeführt sind.

Für das Durchführen der Erfindung kann die Reckkraft in einer Richtung gleich oder größer oder kleiner als diejenige sein, die gleichzeitig der in der senkrecht hierzu beaufschlagten Richtung ist. Gleichzeitig kann jede beaufschlagte Reckkraft auch in ihrer Wirkung beschränkt sein und nur soweit wirksam werden, daß ein bestimmter Prozentsatz oder tatsächliche Dehnung in dieser speziellen Richtung erfolgt, und zwar unabhängig von dem Prozentsatz oder der tatsächlichen Dehnung wie sie in der anderen Richtung ausgeführt wird. Auch hier 909823/0897 -9-

kann wiederum die beaufschlagte Kraft eine der zwei gleichzeitig beaufschlagten Kräfte einheitlich oder regelmässig oder in anderer Weise während des Anwendens derselben verändert werden.

Obgleich die gleichzeitig beaufschlagten Kräfte gleichzeitig zur Anwendung kommen, können dieselben in einigen Fällen früher oder später als die andere Kraft beaufschlagt werden, oder die eine Krafteinwirkung kann so berechnet werden, daß dieselbe kürzer oder länger vor der Einwirkung der anderen Kraft aufhört.

In Draufsicht ist die Form der vorspringenden Figuren an einer oder beiden Oberflächen des Folienmaterials vorzugsweise polygonal, unregelmässig oder regelmässig, und zwar vorzugsweise regelmässig. So können diese Formen z.B. dreieckig, quadratisch, fünfeckig, sechseckig, siebeneckig, achteckig oder in anderer Weise ausgeführt sein.

Diese Bevorzugung derartiger Formen beruht auf der Tatsache, daß die mehr oder minder scharf winkelförmigen Kanten der vorspringenden Figuren zu einer erheblichen Differenzierung in den Zugbelastungen des dünngemachten Materials der Folie benachbart zu den Kanten führen, und hierbei wurde gefunden, daß sich dadurch eine wesentliche Erleichterung der Schlitzbildung in dem Material ausgehend von diesen Lagen ergibt, sobald ein gleichzeitiges Recken in beiden Richtungen beaufschlagt wird.

Erfindungsgemäss läßt sich somit eine große Vielzahl an offenen Netzstrukturen bei dünnen Filmen, Folien oder dgl. bis zu relativ dicken Platten in Abhängigkeit von den Ab-

909823/0897 __lo_

messungen des Ausgangsmaterials herstellen. ι 479677

Die vorspringenden Figuren, wie bereits ausgeführt, können kleine Sechsecke mit ausreichenden Zwischenräumen zwischen denselben sein. Bezüglich einer spezifischen Ausführungsform weist die Folie eine Dicke von 0,13 mm auf, und die im Abstand zueinander vorliegenden vorspringenden Figuren liegen in Reihen von 60 Figuren pro cm in zwei Richtungen vor, die miteinander einen rechten Winkel bilden wodurch pro cm 5^o Figuren angeordnet sind. Es können jedoch auch Reihen mit etwa Ho bis zu 12o oder mehr Figuren pro Zentimeter in zwei Richtungen vorliegen, da es zur Zeit nicht möglich ist, Prägewalzen herzustellen, die derartig kleine Abstände für die VorSprünge aufweisen.

In anderen Fällen kann der Abstand zwischen den vorspringenden Figuren oder Prägestellen relativ groß sein und sich z.B. auf 6,35 mm belaufen, und die Dicke der Folie kann sich auf z.B. etwa 6,1 mm oder mehr belaufen.

Bei Anwenden eines Thermoplasten kann derselbe auch ggfls. ( einen entsprechenden Anteil an Füllmitteln und/oder Farbstoffen sowie Stabilisatoren u.dgl. Zusatzmittel enthalten. Zum Herstellen des offenen Netzwerkes versteht es sich, daß nur derartige Zusatzmittel und Mengen derselben angewandt werden können, die mit der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verträglich sind.

In einigen Fällen kann das Folienmaterial bei dem Herstellen einer netzartigen Struktur aufgrund des Durchfüh-

909823/0897

rens des erfindungsgemässen gleichzeitigen Reckens in zwei Richtungen, und zwar vorzugsweise unter Anwenden einer Wärmebehandlung, einem zweiten gleichzeitigen in zwei Richtungen ausgeführten erfindungsgemässen Reckverfahren unterworfen werden.

Ein Beispiel eines hierdurch erzielten Ergebnisses ist in der Fig. 11 wiedergegeben. Man geht hierbei von dem Material nach der Fig. 7 aus, das einer geeigneten Wärmebehandlung zum Erweichen unterworfen und sodann gleich- w zeitig in längs- und querseitiger Richtung gereckt wird. Man sieht, daß die die Sechsecke in den waagerechten Reihen verbindenden Arme hl zerstört worden sind und die verbleibenden Arme ¹H länger und dünner gemacht sind. Es ergibt sich jedoch, daß hierdurch ein offeneres Netzwerk ausgebildet worden ist, das für einige Anwendungsgebiete des Materials zweckmässig ist.

Patentansprüche

-12-909823/08 9 7

Claims

Patentansprüche 14/9677

1. Verfahren zum Herstellen eines offenen Netzwerkes

bei
in Kunststoff-Folien,/welchem die Folie einer Prägung zur Erzielung kleiner massiver Vorsprünge unterworfen wird und in längs- und querseitigen Reihen Zwischenräume zwischen benachbarten Vorsprüngen vorliegen, wobei der Kunststoff einem Recken oder einer Verformung in zwei verschiedenen Richtungen unterworfen wird, bis er bleibend verformt wird und sich Schlitze in verschiedenen Lagen oder Zonen des dünngemachten Materials zwischen den vorspringenden Figuren ausbilden, sowie nach Beendigung der Zugbeanspruchung Bänder verbleiben, die einstückig mit verschiedenen benachbarten vorspringenden Figuren vorliegen und dieselben miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie in Längs- und Querrichtung gleichzeitig gereckt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ausbilden der Netzstruktur die Folie einem zweiten gleichzeitigen Recken in zwei verschiedenen Richtungen vorzugsweise unter Beaufschlagung von Wärme unterworfen wird.

£jj

3. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden

^ Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strecken oder

Dehnen in einer Richtung vor dem Streiken oder Dehnen in

"^ der anderen Richtung beginnt und dementsprechend das Strecken oder Dehnen in einer Richtung vor dem Strecken oder Dehnen in der anderen Richtung endet, wobei hauptsächlich das gleichzeitige Strecken oder Dehnen in beiden

''■'■ ■·· ■'·'■· '<: N.S -Λ7 3 des Äi.dururujügee. W. 4,9. -13-

Richtungen erfolgt. 147QR77

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Beaufschlagung kommenden und rechtwinklig zueinander angreifenden Reckkräfte gleich groß oder ungleich sind.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reckvorgang durch eine

ψ einheitlich beaufschlagte oder durch eine veränderliche Kraft ausgeführt wird.

6. Offenes Netzwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge in Draufsicht die Form von länglichen Rechtecken haben, die in Abständen zueinander in endständigen Reihen angeordnet sind, die Reihen versetzt angeordnet sind, die Rechtecke in allen Teilen parallel zueinander liegen, und die Öffnungen relativ große Flächen im Vergleich zu dem massiven Kunststoff einnehmen.

-IH- 909823/0897

Leerseite