DE1504110A1 - Process for the production of a fine fiber product - Google Patents
Process for the production of a fine fiber productInfo
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Description
C 34 535 X/39a Courtaulds Ltd·.C 34 535 X / 39a Courtaulds Ltd ·.
DA-4O3DA-4O3
Beschreibung zu der Patentanmeldung Description of the patent application
der Firmaof the company
COURTAULDS' LIMIiED
18,. Hanover Square,
London W. 1, EnglandCOURTAULDS 'LIMIiED
18 ,. Hanover Square,
London W. 1, England
betreffendconcerning
Verfahren zur Herstellung eines feinfaserigen ProduktsProcess for the production of a fine fiber Product
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Produkten bzw. Gegenständen aus Polyraergemischen und insbesondere auf die Herstellung von Artikeln mit faserartigen Eigenschaften,The invention relates to the manufacture of products or articles from mixtures of polymers and in particular on the production of articles with fiber-like properties,
Es ist bekannt, Mischungen von miteinander nicht verträglichen Polymeren herzustellen und anschließend die Polymer-It is known that mixtures of mutually incompatible Polymers and then the polymer
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Neue Unterlagen (Art.7 SI Aba. 2 Nr., Satz 3 dea Änderung.«,,* v. 4.9.196-, New documents (article 7 SI Aba 2 No, sentence 3 dea change ",, * v 4. 9196 -.....,
mischungen unter Erzeugung von Fasern mit neuartigen Eigenschaften su verspinnen. Die Eigenschaften der Fasern hängen natürlich von den verwendeten Polymerisaten und auch von ihren Eigenschaften im Gemisch, dem Grad der. Verträglichkeit und weiteren Eigenschaften ab. Die bisher aus verschiedenen Polyraermischungen hergestellten Fäden haben Eigenschaften, wie hohe Volumen- bzw» Schüttelelastizität, Zähigkeit und niedrige Sprödigkeitsteraperatur. In der britischen Patentschrift 580 764 ist ein Verfahren beschrie- W ben, wonach zwei verschiedene Polymere Seite an Seite stu einer Bikomponentenfaser extrahiert werden, so daß die beiden Komponenten entlang einer Seite aneinander haften. Wenn diese Faser geschrumpft wird, schrumpfen die beiden Komponenten unterschiedlich stark und die Faser kräuselt sich.Spinning mixtures to produce fibers with novel properties. The properties of the fibers depend of course on the polymers used and also on their properties in the mixture, the degree of. Compatibility and other properties. The threads produced up to now from different polymer mixtures have properties such as high volume or »shaking elasticity, toughness and low brittleness temperature. In British Patent 580,764, a method is described ben W, according to which two different polymers alongside stu a bicomponent fiber are extracted, so that the two components adhere to each other along one side. When this fiber is shrunk, the two components shrink to different degrees and the fiber curls.
Es ist ebenfalls bekannt» ultrafeine Fasern aus Fäden, welche ihrerseits aus unverträglichen Polymergamischsn bereife tet worden sind, durch mechanische Behandlung von orientierten Fäden so herzustellen, daß die einzelnen- Fasern vollständig getrennt sind von den monofilen Fäden. (Vgl. kanadische. Patentschrift 631 395)» Derartige feine Fasern können in Papier eingearbeitet werden.It is also known "ultrafine fibers made from threads, which their turn from incompatible Polymergamischsn have been tet, by mechanical treatment of oriented threads so that the individual fibers are completely separated from the monofilament threads. (See. canadian. Patent 631 395) »Such fine fibers can be incorporated into paper.
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Das Verfahren zum Herstellen eines feinfaserigen Produkts, wobei eine Mischung aus wenigstens awei miteinander nicht verträglichen oder nur begrenzt verträglichen Polymeren hergestellt wird, besteht erfindungsgemäß darin, daß man aus der Mischung ein heterogenes Produkt mit einer polyfibrillen Struktur bildet und dann die Kohäsion der Fibrillen soweit verringert, daß der größere Teil der Fibrillen eine unabhängige Bewegung durchführen kann.The process of making a fine fiber product, a mixture of at least awei with each other not Compatible or only limitedly compatible polymers is prepared, according to the invention, that one from the mixture a heterogeneous product with a polyfibril Structure forms and then the cohesion of the fibrils is reduced to such an extent that the greater part of the fibrils can perform an independent movement.
Biese fibrillenartigen bzw. feinfaserigen Produkte sind in vieler Hinsicht den faserhaltigen Produkten ähnlich, die nach üblichen Verfahren hergestellt worden sind.These fibril-like or fine-fiber products are in similar in many ways to the fibrous products that have been manufactured by conventional methods.
Die Produkte können kontinuierliche Fäden mit beliebiger Querachnittsforra oder daraus hergestellte Stapelfasern sein: sie können Bänder, Stäbe, Filme oder Formkörper sein, die auf air sich bekanntem Weg z.B. durch Strangpressen hergestellt worden sind. Die als Ausgangsmaterial dienenden Polymere sollten, wie oben erwähnt, miteinander nicht verträglich sein, so daß wenigstens zwei Phasen in den aus der Mischung gebildeten Produkten vorhanden sind. So enthalten die heterogenen Produkte normalerweise Teilchen von einem oder mehreren Polymeren, die in einer kontinuierlichenThe products can be continuous threads with any cross-sectional shape or staple fibers made from them: they can be strips, rods, films or molded bodies which are manufactured in a known manner, e.g. by extrusion have been. As mentioned above, the polymers used as starting materials should not be compatible with one another so that at least two phases are present in the products formed from the mixture. So included the heterogeneous products usually particles of one or more polymers that are formed in a continuous
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!Phase eines anderen Polymere dispergiert sind. Wenigstens der größere Anteil der Teilchen in der diskontinuierlichen Phase muß von Natur aus fibrin sein oder sich in diese Form durch Schwächung des Materials nach der Bildung der Gegenstände überführen lassen, so daß die Gegenstände eine polyfibrille Struktur bekommen« Auf diese Weise liegt die polymere kontinuierliche Phase in Form eines Netzwerks ringsum die Fibrillen der diskontinuierlichen Phase vor. Die Verringerung des Zusammenhalts zwischen den polymeren Teilchen, welche di® zusammenhängende polyfibrille Struktur bilden» führt dann erfindungsgemäß zu den Gegenständen mit dssi Faser-Bigenschaften, wobei ein größerer Teil der Fibrillen unabhängige Bewegungen durchführen kann. Ss 1st nicht notwendig, daß jede Fibrille vollständig von anderen FlbrlHen unberührt bleibt, wenn sie unabhängige Bewegungen durchführen kann. Vorzugsweise sollte wenigstens die Hälfte ■&ej? PiferUlen bzw· sehr feinen Fasern unabhängige Bewegungen durchführen können.! Phase of another polymer are dispersed. At least the greater proportion of the particles in the discontinuous phase must be inherently fibrin or become fibrin Let shape by weakening the material after the formation of the objects transferred, so that the objects a Get a polyfibril structure “This is how the polymeric continuous phase in the form of a network all around the fibrils of the discontinuous phase. The reduction in the cohesion between the polymers Particles, which di® coherent polyfibril structure form »then leads according to the invention to the objects dssi fiber properties, with a larger part of the fibrils can perform independent movements. Ss 1st not necessary that each fibril be completely different from others FlbrlHen remains unaffected when it has independent movements can perform. Preferably should be at least half ■ & ej? Piferules or very fine fibers independent movements can perform.
Ein besonderes Interesse kommt den faserhaltigen Flächeng@bilänn zu, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus Filmen hergestellt worden sind. Derartige Produkte können auf den Gebieten eingesetzt werden, bei denen die üblichen Textilien zu teuer sind. A particular interest is the fibrous Flächeng @ bilänn to, which have been prepared by the novel process from movies. Such products can be used in those fields in which the usual textiles are too expensive.
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Wenn auch die srfindungsgemäß zugänglichen Produkte verhältnismäßig grob sind im Vergleich zu normalen Textilien, die zu Bekleidungsstücken verarbeitet werden, so gibt es doch mehrere Anwendungsgebiete, wo diese Eigenschaft nicht . in Erscheinung tritt, z.B. bei der Verwendung von Unterlagematerial und bei Textillaminaten. Die erfindungsgemäß aus Fäden und Bändern hergestellten garnähnlichen Produkte lassen sich wie übliche Garne verwenden. Faserhaltige Bänder eignen sich für die Herstellung van Tauwerk, Seilen, Ballenverpackungsmaterial und Bindfaden. Der Vorteil bei der Herstellung von Textilien, Garnen und Faserbändern besteht darin, daß viele bisher nötwendig oder übliche Beärbeitungsstufen wegfallen. So ist bei der Herstellung von Garnen oder Faserbändern kein besonderer Spinn- und Drehvorgang notwendig, während bei der Herstellung von Textilien das Weben entfällt.Even if the products accessible according to the invention are relatively coarse compared to normal textiles that are processed into items of clothing, there are several areas of application where this property does not exist. occurs, e.g. when using underlay material and textile laminates. The yarn-like products made according to the invention from threads and tapes can be used like conventional yarns. Fibrous tapes are suitable for making cordage, ropes, bale wrapping material and twine. The advantage in the production of textiles, yarns and fiber ribbons is that many of the previously necessary or customary processing steps are no longer necessary. No special spinning and twisting process is necessary in the production of yarns or fiber ribbons, whereas weaving is not required in the production of textiles.
Für normale Zwecke ist es nicht erforderlich, mehr als sv/ei polymere. Komponenten in der. Mischung vorliegen zu haben, ( doch können natürlich auch jede Ansahl von Komponenten verwendet v/erden. Beispiele von besonders geeigneten Mischungen sind lylon und Polypropylen, Nylon und Polyester sowie Polypropylen unä Polyäthylen.For normal purposes it is not necessary to have more than sv / ei polymers. Components in the. Present mixture to have (but of course can also Ansahl each of components used v / ground. Examples of particularly suitable mixtures lylon and polypropylene, nylon and polyester and polypropylene UNAE polyethylene.
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Die Anfangsmischung der Polymere kann in flüssigem oder festem Zustand hergestellt werden, wobei letzteres bevor-The initial mixture of polymers can be produced in liquid or solid state, the latter being preferred
zugt wird. In diesem Fall können die Polymere in granulierter oder pulverisierter Form vermischt werden. Es ist jedoch ratsam., daß wenigstens ein Teil der Mischung vorgeformt wird» während die Polymere sich in geschmolzenem Zustand befinden, da eine besonders innige Mischung, welche die besten Ergebnisse mit sich bringt, am leichtesten auf diesem Weg erzielt wird,.is given. In this case, the polymers can be granulated or powdered form. It is advisable, however, that at least some of the mixture be preformed becomes »while the polymers are in the molten state, because a particularly intimate mixture, which which brings the best results, is most easily achieved in this way.
Nach dem Mischen werden die Gegenstände aus den Polymermischungen hergestellt. Es ist im allgemeinen leicht und wirtschaftlich, direkt aus dem geschmolzenem Gemisch mit Hilf© eines Verfahrens, a. B. dem Schmelzspinnen oder Strangpressen, diese Gegenstände herzustellen. Andere Verfahren, wie Trockenspinnen aus einer lösung des Polymers, können ebenfalls angewendet werden.After mixing, the articles are made from the polymer blends manufactured. It is generally easy and economical to use directly from the molten mixture Help © a process, a. B. melt spinning or extrusion, to manufacture these items. Other methods, such as dry spinning from a solution of the polymer, can can also be used.
Die Methoden zur Verringerung der Kohäsion zwischen den Fibrillen und zur Hervorrufung der fibrillenartigen Eigenschaften der Produkte können auf vielfältige Weise durchgeführt werden. Die liatur der Behandlung wird natürlich weitgehend diktiert von der physikalischen Form des Gegen-The methods of reducing cohesion between the Fibrils and to produce the fibril-like properties the products can be done in a variety of ways. The liature of treatment becomes natural largely dictated by the physical form of the opposing
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stands und von den Eigenschaften, der Polymerisate· Ss wird deshalb beispielsweise die Behandlung eines Fadens betrachtet; es ist möglich, eine Komponente des Fadens ganz oder teilweise herauszulösen, wodurch man eine Struktur erhält, die zahlreiche sehr feine, ineinandergreifende Fasern etwa in der gleichen Weise erhält, wie ein Garn, welches aus Stapelfasern ersponnen worden ist. Die !Ergebnisse weichen natürlich je nach der entfernten Phase und nach dem Ausmaß der Entfernung voneinander ab. Man kann unter bestimmten ^ Umständen eher ein Quellmittel als ein Lösungsmittel verwenden, beispielsweise wenn eines der Polymerisate etwa sehr stark hydrophil ist und die anderen hydrophob sind. Wenn eines der Polymere in der Mischung einen Schmelzpunkt besitst, der beträchtlich niedriger ist als der Schmelzpunkt der einen oder der anderen Komponenten in der Hi-3c!:ü:- , können die Faden einer Wärmebehandlung ausgesetzt werden, wodurch die Fibrillen oder das Hetzwerk von niedrig schmelzendem Polymer schmilzt und diejenigen der hochschmelzenden Polymere aneinander bindet. Diese Behandlung läßt sich leichter durchführen, wenn das Schmelzen des niedrig schmelzenden Polymers durch Schrumpfung bewerkstelligt wird. Unter extremen Schrumpfungsbedingungen ist es dann sogar möglich, ein Bauschgarn herzustellen. Eine Wärmebehandlungstands and on the properties of the Polymerisate · Ss therefore consider, for example, the treatment of a thread; it is possible to wholly or a component of the thread to be partially detached, whereby a structure is obtained that has numerous very fine, interlocking fibers for example obtained in the same way as a yarn which has been spun from staple fibers. The! Results give way of course, depending on the removed phase and the extent the distance from each other. Under certain ^ circumstances one can use a swelling agent rather than a solvent, for example if one of the polymers is very strongly hydrophilic and the others are hydrophobic. When one of the polymers in the blend has a melting point that is considerably lower than the melting point of one or the other components in the Hi-3c!: ü: - , the threads can be subjected to a heat treatment be, causing the fibrils or the agitation of low melting polymer melts and those of the high melting point Binding polymers together. This treatment is easier to carry out when the melting of the low melting polymer is brought about by shrinkage. Under extreme shrinkage conditions it is even possible to make a bulk yarn. A heat treatment
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muß nicht notwendigerweise das tatsächliche Schmelzen umfassen, wenn die Schrumpfung selbst ausreichend 1st. Andere Behandlungen.können rein mechanischer Katur sein und beruhen auf der Unverträglichkeit der Polymerisate unter dem Einfluß einer mechanischen Sichlagbehandlung oder einer anderen Behandlung, um die einzelnen Fibrillen von den Polymeren im erforderlichen Ausmaß abzusondern. Andere Methoden sind dem Fachmann auf diesem Gebiete ohne weiteres geläufig. does not necessarily have to include the actual melting, if the shrinkage itself is sufficient. Other treatments can be of a purely mechanical nature on the incompatibility of the polymers under the influence of a mechanical anti-sag treatment or another Treatment to separate the individual fibrils from the polymers to the extent required. Other methods are readily known to those skilled in the art.
Filme, welche nach dem erfindungegemäßen Verfahren hergestellt worden sind, können viele Formen annehmen, beispielsweise können sie zellulare Struktur aufweisen, wenn das Polymer, welches die diskontinuierliche Phase bildet, herausgelöst worden ist; sie können auch die Form eines nicht gewebten bzw. nicht gewirkten Textile von dem !Typ annehmen, bei dem eine Schicht von im wesentlichen parallel liegenden Fasern aneinander gebunden ist.Films made by the process of the present invention can take many forms, for example they can have a cellular structure when the polymer making up the discontinuous phase has been leached out; they can also take the form of a non-woven or non-knitted textile of the type in which a layer of substantially parallel fibers are bonded together.
Es 1st nicht notwendig, die fibrillenartigeh Eigenschaften der Gegenstände direkt nach ihrer Herstellung aus dem PoIymergemisch hervorzurufen? vielmehr kann man die Gegenstände auch anderen Verfahren vor dieser Hervorrufung unterziehen.It is not necessary to have the fibril-like properties of the objects directly after their manufacture from the polymer mixture to evoke? on the contrary, the objects can also be subjected to other procedures before this evocation.
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' So können' Fäden „ Filme und ähnliche stranggeprefite Gegenstände vorteilhaft nach dem Strangpressen gestreckt werden. Andererseits oder zusätzlich können die Fäden zu Textilien verwebt oder verwirkt werden, die anschließend einer Behandlung isur Hervorrufung der fibrillenartigen Eigenschaften unterworfen werden.'This is how' threads 'can' films and similar extruded objects are advantageously stretched after extrusion. On the other hand, or in addition, the threads can become textiles interwoven or forfeited, which is followed by treatment to produce the fibril-like properties be subjected.
Erfindungsgemäß aus stranggepreßten Filmen hergestellte Produkte besitzen eine größere Festigkeit in einer Rieh- * tung, d.h. in der Richtung, in der die Fibrillen orientiert sind als in der anderen Richtung. Wenn diese Eigenschaft unerwünscht ist, kann man zwei oder mehrere solcher ■Filme vor oder nach der Entwicklung der fibrillenartigen Eigenschaften laminatartig miteinander verbinden, wobei es in diesem Fall erwünscht ist, daß die Orientierungsrichtungen der Filme in rechten Winkeln zueinander liegen.Manufactured from extruded films in accordance with the invention Products have greater strength in a straight * direction, i.e. in the direction in which the fibrils are oriented than in the other direction. If this property is undesirable, you can have two or more such ■ Films before or after the development of the fibril-like Connect properties with one another in a laminate-like manner, in which case it is desirable that the directions of orientation of the films are at right angles to each other.
Gegebenenfalls können in die Mischungen Zusätss gageben- wer- λ den, um die Eigenschaften der daraus erhaltenen Produkte au modifisieren. So "k&iva. man Emulgiermittel zugeben, um die Telleiifjngrö'ße der Komponenten in -3er Scihmeiss 'herabausetzen. .Dies hat die Wirkung, daß die Fibrillen im fertigen Produkt kleiner werden. Auch Farbstoffe können gegebenen-Optionally, in the mixtures Zusätss gageben- advertising λ, modifisieren the au to the properties of the products obtained therefrom. Thus, "k iva. Emulsifier to admit herabausetzen the Telleiifjngrö'ße the components in -3er Scihmeiss'. .This has the effect that the fibrils in the finished product become smaller. Also, dyes may gegebenen-
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falls in das Schmelzbad "eingearbeitet werden,'So kann spielsweise nur eine der Komponenten" gefärbt sein, die in der Mischling anwesend ist, so daß sich ein gesprenkeltes Aussehen "beim fertigen Garn ergibt» je nachdem wie die Eigenschaften der Komponenten variieren» " ' "if "are incorporated into the weld pool," so can for example only one of the components "will be colored in the mongrel is present, making a speckled one Appearance "in the finished yarn results in» depending on how the Properties of the components vary »" '"
Die Erfindung bezieht sich auch auf flbrillenartige Anord nungen-* welche faserige Eigenschaften besitzen und nach den oben beschriebenen Vorfahren hergestellt sind.The invention also relates to eyeglass-like arrangements nungen- * which have fibrous properties and after the ancestors described above.
Die folgenden Beispiele, in denen die Seile Ge.wichtsteile sind, "-"erläutern das erfindungsgemäße Verfahren,The following examples, in which the ropes are weight parts are, "-" explain the method according to the invention,
Gleiche Teile Nylon 6 und Polypropylenschnxpsel vairdan miteinander vermischt und auf 2*iÖ°C erhitzt. Die geschmolzen^ Mischung wurde durch eine Sohra-ubenstrangpreÖToiTichtimg mit einem kreisförmigen Stempel vom Durchmesser 6,35, ram r hindurchgeaehiclct. Die Aufnahmegesciivfiiidigkeit ivar ger^d.,e i; ^ ^ ausreichend, um das ausgepreßte Produkt- auf Walaeji ohne, zn strecken au sieben«,Equal parts of nylon 6 and polypropylene chips vairdan mixed together and heated to 2 ° 10 ° C. The melted mixture was ^ by a Sohra-ubenstrangpreÖToiTichtimg with a circular punch of diameter 6.35, ram r hindurchgeaehiclct. The receptivity ivar ger ^ d., E i; ^ ^ sufficient to strain the squeezed product on Walaeji without, zn stretch ",
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Das daraus hergestellte monofile Material erschien homogen su sein, doch ein Durchgang »wischen Kalanderwalzen zeigte, daß es aus zahlreichen einzelnen Fasern zusammengesetzt war, wenn die gewünschten fibrillenartigen Eigenschaften hervorgerufen wurden.The monofilament material produced therefrom appeared homogeneous be nice, but a passage between calender rolls showed that it was composed of numerous individual fibers if the desired fibril-like properties were caused.
Gleiche Teile Nylon 6 und Polypropylen wurden wie bei Beispiel 1 vermischt und zusammen erhitzt.Equal parts of nylon 6 and polypropylene were mixed as in Example 1 and heated together.
Das Garnison wurde, durch einen Schlitz von 3» 175 mit Breite stranggepreßt und zu Aufnahmewalzen gezogen, ohne daß es an dieser Stelle gestreckt worden wäre. Das abgekühlte Produkt wurde anschließend in Längsrichtung um etwa das Dreifache seiner ursprünglichen Länge gestreckt, worauf durch mechanisches Vibrieren der orientiert· Film in ein Gespinst vonPibrillen aufgebrochen wurde.The garrison was made through a slit 3 »175 wide extruded and drawn into take-up rolls without being stretched at this point. The cooled product was then stretched lengthways to about three times its original length, followed by through mechanical vibration of the oriented film was broken into a web of pibrils.
Zwei Mischungen, a und b, wurden einmal aus -gleichen Teilen Nylon 6 und Polyäthylen niedriger Dichte und im anderen Fall aus drei Teilen der ersteren und einem Teil der letzteren Substans hergestellt.Two mixtures, a and b, were once made from equal parts Nylon 6 and low density polyethylene and in the other case made from three parts of the former and part of the latter substances.
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Aus den beiden Mischungen wurden Honofile ereponnen und zwar im Falle der Mischung a unter Verwendung eines Stempele von 2,286 mm Durchmesser und im Falle der Mischung b unter Verwendung eines Stempels mit einem Durchmesser von 6,762 mm. Das Strecken der Fäden führte zu einer Längenzunahme um 300 # und einer Abnahme des Durchmessers derHonofile were spun from the two mixtures and in the case of mixture a using a punch with a diameter of 2.286 mm and in the case of mixture b using a 6,762 mm diameter punch. The stretching of the filaments resulted in a 300 # increase in length and a decrease in the diameter of the
Die Fäden waren zusammenhängend bis sie einer mechanischen Schlagbehandlung auegesetzt wurden, in der die Fibrillen voneinander getrennt wurden.The threads were contiguous until they were subjected to mechanical impact treatment in which the fibrils were separated from each other.
Das Verfahren des Beispiele 3 wurde wiederholt unter Verwendung von Nylon 66 und Polypropylen. Die Fäden entwickelten, bei der mechanischen Behandlung eine feine faserige Struktur. .The procedure of Example 3 was repeated using nylon 66 and polypropylene. The threads developed a fine fibrous texture during mechanical treatment Structure. .
Drei Mischungen .wurden hergestellt unter Verwendung gleicher Teile der folgenden Komponenten:Three mixes were made using equal parts of the following components:
a) Nylon 6 und Polyäthylen niedriger Dichtea) Nylon 6 and low density polyethylene
b) Nylon 6 und Polyäthylen hoher Dichteb) 6 nylon and high density polyethylene
c) Nylon 6 und Polypropylen.c) nylon 6 and polypropylene.
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Aus jeder Mischung wurden Filme hergestellt, Indem, sie durch eine Düse mit einer Breite von 0,508 mm ausgepreßt wurde. Der PiIm aus der Mischung a wurde in ein Wasserbad mit einer solchen Aufnahmegeschwindigkeit ausgepreßt, daß sich ein Film von 0,127 iara Dicke ergab. Die Filme aus den Mischungen b und c, welche von einer gekühlten Walze aufgenommen wurden, hatten eine Dicke von 0,127 mm.Films were made from each mixture by putting them through a nozzle with a width of 0.508 mm was squeezed out. The PiIm from the mixture a was in a water bath with a squeezed out such a recording speed that gave a film 0.127 iara thick. The films from the mixes b and c, which are picked up by a chilled roller were 0.127 mm thick.
Die Filme entwickelten eine stark orientierte faserigeThe films developed a highly oriented, fibrous appearance
Struktur bei mehrmaligem Abbiegen, ™Structure with repeated turns, ™
PatentansprücheClaims
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909 833/1258909 833/1258
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