DE1479902C - Verfahren zum Herstellen eines langen Schwammkorpers aus thermoplastischem Harz - Google Patents

Description

Da die Garne oder Fäden in eine viskose Flüssigkeit eingetaucht werden, kann das in der viskosen Flüssigkeit enthaltene thermoplastische Harz sogar in jeden Einzelfaden des Garns oder der Fäden eindringen, wodurch die Bindung auf der gesamten Oberfläche der Garne oder Fäden ausreichend bewirkt werden kann. Durch Einstellen der Viskosität der viskosen Lösung kann ferner die Dicke des thermoplastischen Harzes so dünn und gleichförmig wie möglich gemacht werden, und es kann eine Schicht erzeugt werden, in der im wesentlichen kein Schaum vorliegt.

Das in der viskosen Flüssigkeit enthaltene thermoplastische Harz und das schäumbare thermoplastische Harz haben die Eigenschaft, aneinanderzuhaften. Das thermoplastische Harz, das geschäumt werden kann, wird als dicke Schicht ausgebildet und im plastifizierten Zustand durch Wärme geschäumt, wodurch das Garn oder die Fäden und der Schaum fest miteinander verbunden werden. Aus diesem Grund tritt bei den Produkten, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt werden, keine Abtrennung der Schwammschicht durch Biegen oder Knicken auf, und die mechanische Festigkeit der Produkte bleibt erhalten.

Da die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren her- «5 gestellten Produkte eine dicke Oberflächenschicht aus schwammartigem Material haben, zeigen sie hohe Elastizität, eine einem /Schwamm entsprechende Weichheit, einen warmen Griff, leichtes Gewicht, gute Wärmeisolation und gute Beständigkeit gegenüber Wasser. Durch die in dem Material eingebetteten Garne oder Fäden zeigt das Material eine sehr hohe Zugfestigkeit und eine sehr geringe Dehnung in Richtung der Lage der Garne oder Fäden. Werden Gewirke verwendet, zeigen- die Produkte auch eine hohe. Zugfestigkeit in senkrechter Richtung, und das Material weist insgesamt eine hohe mechanische Festigkeit auf.

Da die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Schwammkörper die vorstehend beschriebenen guten Eigenschaften aufweisen, sind sie z. B. zur Verwendung als künstliches Leder, Schnüre, Bänder, Gürtel und synthetisches Holz geeignet.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung führt man beim Zusammenstellen der langen Garn- oder Fadengruppe Schußfäden zu, welche die in Richtung ihrer Längsachsen ausgerichteten Fäden verweben.

Um eine besonders hohe Zugfestigkeit, Alterungsbeständigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit zu erreichen, verwendet man nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung als Garne oder Fäden Glasgarne bzw. Glasfaden. Solche Fäden haben darüber hinaus noch den Vorteil, daß sie sich bei Temperatur- und Feuchtigkeitsunterschieden wenig ändern.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Abb. 1 bis 5 und der Beispiele 1 und 2 näher erläutert.

Abb. I zeigt einen Garnfaden, der mit einer im wesentlichen von Blasen freien Harzschicht überzogen ist, die nachfolgend als die erste Schicht bezeichnet wird. Eine Anzahl der in dieser Weise mit der ersten Schicht überzogenen Garnfäden wird zusammengenommen und in Richtung ihrer Längsachsen ausgerichtet, wobei eine Garngruppe großer Länge gebildet wird. Es gibt zwei Wege zur Bildung diener Garngruppe: Der eine besteht darin, eine Anzahl von Garnfäden nur in der Richtung ihrer Längsachsen ohne Verwendung von Schußfäden auszurichten; der andere besteht darin, durch Verweben einer Anzahl von Garnfäden in zwei Richtungen rechtwinklig zueinander, als Kett- und Schußfäden, ein Gewebe zu bilden.

Abb. 2 ist eine Ansicht einer Garngruppe, die durch Anordnung einer Anzahl überzogener Garne in Längsrichtung ohne Anwendung von Schußfäden hergestellt ist.

Abb. 3 ist eine Ansicht einer Garngruppe, die durch Verweben von Kett_r und Schußfäden, die wie » oben überzogen sind, hergestellt ist.

Die gesamten Oberflächen der auf diese Weise hergestellten Garngruppen werden mit einer dicken Schwammschicht des thermoplastischen Harzes überzogen, so daß die Garne in die Schwammschicht eingebettet werden, und ein einziger zusammenhängender Körper entsteht. Für diesen Zweck ist es notwendig, entweder ein erhitztes und erweichtes, ein Schäummittel enthaltendes thermoplastisches Harz auf diese Garngruppe aufzubringen oder diese Garngruppe durch eine mit einem Extruder verbundene Kreuzkopfeinrichtung durchtreten zu lassen, um ein Extrusionsüberziehen zu bewirken.

In beiden Fällen wird das thermoplastische Harz' insbesondere in erhitztem und erweichtem Zustand aufgebracht, ohne besondere Vorkehrungen wird die Schwammschicht des Überzugs bei dieser Stufe naturgemäß viel dicker als die erste Schicht, welche die einzelnen Garne überzieht.

Dabei ist es aotwendig, daß die Stärke der zweiten Schicht größer gemacht wird als die der ersten Schicht. Es können bekannte Mittel zu einem Verstärken der Schwammschicht innerhalb der notwendigen Grenzen angewendet werden, z. B. kann der Harzdurchtritt in der Kreuzkopfeinrichtung erweitert werden.

Um die Bildung von kleinen Poren, die sich zu den Oberflächen des fertiggestellten Produktes öffnen, zu vermeiden, ist es weiterhin zweckmäßig, daß Produkt zwischen Einrichtungen, wie etwa einem Paar gegenüberliegender Walzen, zusammenzupressen, während seine Oberflächen noch weich sind, um hierdurch die Poren auf den Oberflächen zusammenzuquetschen und zu schließen. Hierbei können den Oberflächen, * wenn gewünscht, Muster aufgeprägt werden.

Um die thermoplastische Harzüberzugsschicht schwammartig zu machen, wird eine Verbindung, die sich bei Erhitzen unter Bildung einer großen Gasmenge zersetzt, wie etwa Azobis-isobytyldinitril, Azodicarbonamid, Dinitrosopentamethylendiamin, in das thermoplastische Harz eingemischt, und das Überziehen mit dieser Mischung wird unter Erhitzen bewirkt. Es ist auch möglich, eine solche Methode anzuwenden, bei der zuerst ein wasserlösliches anorganisches Salz, wie etwa wasserfreies Glaubersalzpulver, oder organisches Stärkepulver mit dem thermoplastischen Harz gemischt, die Garngruppen dann mit dem gemischten thermoplastischen Harz unter Erhitzen überzogen und die wasserlösliche Substanz danach in Wasser herausgelöst wird, so daß Hohlräume in dem thermoplastischen Harz zurückbleibend

Abb. 4 und 5 sind eine Ansicht des Produktes, das durch Überziehen der wie in A b b. 2 bzw. 3 zusammengesetzten Gruppe aus einer Mehrzahl von Garnen mit einer Schwammschicht des thermoplastischen Harzes erhalten worden ist.

Das erhaltene Produkt ist in Längsrichtung geschnitten. In diesem Schnitt ist die äußere Schwamm-

schicht viel dicker als die erste Schicht, die die ein^: zelnen Garne überzieht; die Schwammschicht ist sehr auffallend, und die erste Schicht ist kaum sichtbar.

Das so hergestellte Produkt hat als Außenteil einen dicken Schwammschichtüberzug, der fest mit der Garngruppe verbunden ist.

Es wird ein Produkt erhalten, welches, obwohl es in der Erscheinung ein weiches, schwammartiges, aus thermoplastischem Harz zusammengesetztes Material ist, infolge der im Innern des Produktes enthaltenen ausgerichteten Garne in charakteristischer Weise eine äußerst große Zugfestigkeit gegen den in Richtung der Längsachsen der Garne gegebenen Zug aufweist.

In den erhaltenen Produkten verbindet die erste Schicht 2 die Garne 1 und die Schwammschicht 3, die Verbindung zwischen den Garnen 1 und der Schwammschicht 3 ist sehr fest. Da die erste Schicht 2 gebildet wird, bevor die Garne 1 zu einer Gruppe zusammengefaßt oder ausgerichtet werden, haftet die erste Schicht 2 infolge vollständigen Eindringens der viskosen Harzfiüssigkeit in die Zwischenräume zwischen allen die Garnfäden aufbauenden Einzelfasern sehr gut an dem Garn 1. Weiterhin bestehen die erste Schicht 2 und die Schwammschicht 3 aus dem thermoplastischen Harz, welches zu gegenseitiger Haftung befähigt ist; die Bindung dazwischen ist daher hinreichend fest. Eine Trennung der Schwammschicht von den Garnfäden ist selbst dann nicht oder kaum zu beobachten, wenn das Produkt von Hand gerieben oder mit den Fingernägeln gekratzt wird. ·

B eispiel 1

Ein langer Glasfaden (Glasgarn), der sich aus tausend zusammengedrehten Glaseinzelfasern von 7 Mikrön Durchmesser zusammensetzte, wurde unter leichter Spannung in Vinylchloridharz-Plastisol der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung getaucht. Während des Durchganges dieses Garnes durch das Bad wurde das Garn gegen die Oberfläche der Führungswalze gepreßt, um hierdurch eine hinreichende Eindringung des Plastisols in die Zwischenräume zwischen den Einzelfasern herbeizuführen.

Zusammensetzung des Plastisols

Vinylchloridharz (Pastenharz) 60 Teile

Piastiziermittel (Dioctylphthalat) 58 Teile

Stabilisiermittel '..·'.

(dibasisches Bleistearat) 3 Teile

Stabilisiermittel

(dibasisches Bleiphosphit) 1,2 Teile

Das Garn wurde dann aus dem Bad herausgenommen und durch einen engen Raum geführt, um überschüssig aufgenommenes Plastisol zu entfernen. Danach wurde es sofort durch einen elektrischen Ofen von 360° C geleitet, wobei das aufgenommene Plastisol geliert und getrocknet wurde. Siebenundzwanzig der so erhaltenen Garnfäden wurden parallel zueinander und darüber hinaus jeder Faden angrenzend an den nächsten ausgerichtet, so daß eine Garngruppe in Form einer einzigen Schicht erhalten wurde.

Nachfolgend wurde ein Vinylchloridharz der unten angegebenen Zusammensetzung einem Extruder zugeführt, dessen Vorderkante mit einer Kreuzkopf- ~ einrichtung mil einer engen Öffnung von 2-12 mm Größe ausgestattet war. Dann wurde durch Leiten der Garngruppe durch die Kreuzkopfeinrichtung schwammartiges Vinylchloridharz nach der herkömmlichen Extrusionsmethode auf der Garngruppe aufgezogen. Unmittelbar nachdem die überzogene Garngruppe die Kreuzkopfeinrichtung verließ, wurden deren Oberflächen mittels eines Paares gegenüberliegender Walzen zusammengepreßt, so daß die Oberflächenporen, zusammengequetscht und geschlossen und glatte Oberflächen erhalten wurden.

Zusammensetzung der schwammartigen Vinylchloridschicht

Vinylchloridharz .100 Teile

Plastiziermittel

Dioctylphthalat 27 Teile

Dioctyladipat (DOA) 5 Teile

Butylbenzylphthalat (BBP) 13 Teile

epoxydiertes Sojabohnenöl .... 10 Teile

Stabilisiermittel

tribasisches Bleisulfat 2 Teile"

(dibasisches Bleistearat) ....... 0,2 Teile

(Calciumstearat) 0,05 Jeile

Schäummittel

Azodicarbonamid .'. 0,4 Teile

Bei der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise wurde die Vinylchloridharzschicht unmittelbar nach dem Extrusionsüberziehen schwammartig, und, es wurde ein langes flaches gurtartiges Produkt mit einer Stärke von etwa 3 mm und einer Breite von etwa 13 mm erhalten. --

Dieses lange gurtartige Produkt zeigte einen gewissen Grad an Zugfestigkeit gegen Horizontalzug trotz der Tatsache, daß es keine Schußfäden in der Richtung senkrecht zu seiner Längsachse hatte; infolge der darin enthaltenen Garne zeigte es eine sehr große Zugfestigkeit gegen den Zug in der Längsrichtung. Das Produkt als Ganzes war weich und elastisch und hatte warme Berührungseigenschaften des schwammartigen Körpers. Besonders hervorzuheben ist, daß es selbst bei wiederholtem Biegen in Form eines einzigen zusammenhängenden Körpers blieb, ohne irgendein Anzeichen einer Abtrennung der Garne von dem Vinylchloridharz.

Es war demgemäß ein handelsfähiges Produkt mit besonderer Eignung für Gurtcord, Armbänder, Halsbänder, Gürtel und Treibriemen".

B e i s ρ i e 1 2

Ein zähes Stapelfasergarn mit der Zahl 16(16 count) wurde unter leichter Spannung in eine Polystyrolemulsion der folgenden Zusammensetzung eingetaucht und ähnlich wie im Beispiel 1 behandelt.

Zusammensetzung der Polystyrolemulsion

Polystyrolharz 100 Teile

Benzol 100 Teile

DBP (Dibutylphthalat) 10 Teile

Toluol 210 Teile

Emulgiermittel (Polyoxyäthylen —

hydrierter Ricinusöläther) 4 Teile

Wasser .: ;..... 206 Teile

Nach gründlicher Entfernung des von dem Garn aufgenommenen Wassers und Trocknung des Garns wurden dreißig solcher Garnfäden parallel zueinan-

der und jeder Faden anstoßend an den nächsten aus- Zusammensetzung des schäumbaren Polystyrols

gerichtet, um eine Gamgruppe in Form einer einzigen Polystyrolharz 100 Teile

Schicht zu bilden. Dann wurde auf diese Garngruppe Pentan ' 3 Teile

schäumbares Polystyrol der nachfolgend angegebe- Wasser 15 Teile

nen Zusammensetzung ausgepreßt, um die Garn- 5 · · · · · · »

gruppe zu überziehen. Unmittelbar nach dem Aus- Das in dieser Weise erhaltene flache gurtartige

pressen des Polystyrols aus dem Extruder wurden die lange Produkt hatte ähnliche Eigenschaften wie das

Oberflächen des Materials durch Zusammenpressen im Beispiel 1 erhaltene Produkt. Dieses Produkt ist

mittels eines Walzenpaares geglättet, um ein flaches besonders geeignet zum Bewickeln und Überziehen

gurtartiges langes Produkt mit einer Stärke von io verschiedener Materialien zum Zwecke einer Iso-

1,5 mm und einer Breite von 14 mm zu erzeugen. lierung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 det wird, Wasser in die Zwischenräume zwischen dem Patentansprüche: Tuch und dem Harz ein und erniedrigt dadurch die Festigkeit des Materials.

1. Verfahren zum Herstellen eines langen Diese Nachteile beruhen darauf, daß das schwamm-Schwammkörpers .aus thermoplastischem Harz, S artige Harz und das Tuch nicht genügend fest verweicher Garne als Kern enthält, dadurch ge- bunden sind, und es wird angenommen, daß der kennzeichnet, daß man langes Garn oder Grund dafür darin liegt, daß das Harz nicht genügend Fäden in eine ein thermoplastisches Harz enthal- in die Unebenheiten und Zwischenräume der getende viskose Flüssigkeit eintaucht, diese Flüssig- webten oder gewirkten Oberfläche des Tuches eirikeit in die Zwischenräume zwischen allen das io dringt und die Bindung zwischen Tuch und Garn aufbauenden Einzelfasern eindringen und schwammartigem Harz nur teilweise bewirkt und uneine dünne Schicht des thermoplastischen Harzes zulänglich ist.

rund um das Garn bilden läßt, durch Ausrichten Es wurden daher Versuche zu einer direkten Aufeiner Mehrzahl von in dieser Weise harzüberzo- bringung einer Schwammschicht auf die Garne vor genen Garnfäden oder sonstigen Fäden in Rieh- 15 deren Verwirken durchgeführt, d. h. während sich die lung ihrer Längsachsen eine lange Garn- oder Garne noch im Zustand einzelner individueller Garn-Fadengruppe zusammenstellt und diese danach fäden befanden. Und zwar wurde, wenn die Fasern mit einem Überzug aus einer dicken Schicht eines in Form von Garn vorlagen, direkt daran die mit dem vorgenannten thermoplastischen Harz Schwammschicht angebracht; die vielen sich ergebenverklebbaren, schäumbaren, thermoplastischen, 20 den schwammbehafteten Garne wurden ausgerichtet • wärmeplastifizierten Harzes über deren gesamte oder miteinander verwirkt, und schließlich wurde Oberfläche zu einem einzigen zusammenhängen- darauf eine weitere Schwammschicht gebildet. Jedoch den Körper verbindet. war auch bei einem solchen Verfahren die Bindung

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- der Schwammschicht mit den Fasern ungenügend, kennzeichnet, · daß man beim Zusammenstellen 25 In einem anderen Versuch wurde eine Methode der langen Garn- oder Fadengruppe Schußfäden geprüft, bei der erhitztes und erweichtes thermo» zuführt, welche die in Richtung ihrer Längsachsen plastisches Harz direkt auf Tuch aufgetragen und daausgerichteten Fäden verweben. nach auf dem Tuch eine Schwammschicht gebildet

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch wurde, die aus gleichartigem thermoplastischem Harz gekennzeichnet, daß man als Garne oder Fäden 30 bestand; auch hier wurde ein unbefriedigendes Er-Glasgarne bzw. Glasfäden verwendet. gebnis bezüglich- der Bindung zwischen . der

Schwammschicht und dem Tuch erzielt.

Nach weiterer Untersuchung des Problems aus verschiedenen Blickwinkeln wurde gefunden, daß eine 35 sehr feste Verbindung von Garnen mit einer

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schwammschicht durch Anwendung folgender Ar-Herstellen eines langen Schwammkörpers aus ther- beitsstufen' erzielt werden kann: Überziehen jedes moplastischem Harz, welcher Garne als Kern ent- Garnfadens mit einer dünnen Schicht eines thermohält. " plastischen Harzes, vorzugsweise frei von Luftblasen;

Produkte mit Schwammstruktur, die aus thermo- 4° Bilden eines zusammenhängenden Körpers aus plastischen Harzen hergestellt sind, werden in weitem solchen dünnen überzogenen Garnen durch Ausrich-Umfang eingesetzt, da sie eine besondere Elastizität ten einer großen Anzahl von Garnfäden oder durch und einen besonderen Griff aufweisen, leicht sind und Wirken; weitere Bildung einer Schwammschicht aus eine gute Wärmeisolierung und Beständigkeit gegen- dem thermoplastischen Harz auf dem zusammenhänüber Wasser zeigen. Da jedoch die mechanische 45 genden Garnkörper.

Festigkeit im allgemeinen erniedrigt wird, wenn den Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verthermoplastischen Harzen eine Schwammstruktur ge- fahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch geben wird, können diese kaum als künstliches Leder, das bei den Schwammkörpern eine hohe Zugfestigkeit Gürtel, Schnüre oder Bänder verwendet werden, da erreicht wird und bei dem die Verbindung der Garne sie eine zu geringe Festigkeit aufweisen. Auf Grund 50 oder Fäden mit der thermoplastischen synthetischen dieser Nachteile der Produkte mit schwammiger Harzschicht oder der schwammartigen synthetischen Struktur wurden bisher Fäden zu Tuch gewirkt oder Harzschicht fest ist.

gewoben, das Tuch mit schwammartigem thermo- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

plastischem synthetischem Harz überzogen und dieses daß man langes Garn oder Fäden in eine ein thermo-Produkt dann als künstliches Leder verwendet. 55 plastisches Harz enthaltende viskose Flüssigkeit ein-

Bei solchen bekannten Materialien ist das Tuch mit taucht, diese Flüssigkeit in die Zwischenräume zwidem schwammartigen -thermoplastischen synthe- sehen allen das Garn aufbauenden Einzelfasern eintischen Harz jedoch nur an deren Berührungsfläche dringen und eine dünne Schicht des thermoplastischen in teilweisem Kontakt, und in extremen Fällen wird Harzes rund um das Garn bilden läßt, durch Ausrichdas Harz nur durch die ungleichmäßige Oberfläche 60 ten einer Mehrzahl von in dieser Weise harzüberzogedes Tuches verankert. Folglich ist die Bindung zwi- nen Garnfäden oder sonstigen Fäden in Richtung sehen dem Tuch und dem Harz ungenügend, und ihrer Längsachsen eine lange Garn- oder Fadengruppe wenn das Material wiederholt gebogen oder geknickt zusammenstellt und diese danach mit einem Überzug wird, wird nur die Harzschicht gedehnt, die dann da- aus einer dicken Schicht eines mit dem vorgenannten zu neigt, sich vom Tuch zu lösen. Aus diesem Grund 65 thermoplastischen Harz verklebbaren, schäumbaren, sind die bekannten Materialien nicht geeignet, bei thermoplastischen wärmeplastifizierten Harzes über höherer Beanspruchung verwendet zu werden. Außer- deren gesamte Oberfläche zu einem einzigen zusamdem dringt, wenn das Material unter Wasser verwen- menhängenden Körper verbindet.