DE1604676C - Vorrichtung zum Zerfasern einer mono axial in Längsrichtung molekular orientier ten Kunststoffolie - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zer- orientierte Kunststoffolie eine Reibungskraft senkfasern einer monoaxial in Längsrichtung molekular recht zur Orientierungsrichtung aus, die die Kräfte orientierten Kunststoffolie, mit einem elastischen in weit übertrifft, die durch Vorrichtungen nach dem Längsrichtung der Folie bewegbaren Band, einer Stand der Technik erreicht werden können. Nach diesem zugeordneten, synchron dazu bewegbaren 5 dem Stand der Technik wurde eine Kraft senkrecht Einrichtung zum Abstützen der Folie auf deren dem auf die Folie ausgeübt, die zwar auch eine Kompo-Band gegenüberliegenden Seite und einer Druckein- nente senkrecht zur Orientierungsrichtung erzeugte, richtung zum Aufbringen eines örtlich begrenzten die erfindungsgemäße Vorrichtung erzeugt dem-Druckes auf das Band. gegenüber noch zusätzlich eine eigene Kraft in Rich-

Es ist bekannt, daß sich Folien aus synthetischen, io tung senkrecht zur Folienorientierung, wodurch eine

organischen, molekular linearen Polymeren oft aus- wesentlich wirkungsvollere und schnellere Zerfase-

gezeichnet spalten oder teilen lassen, wenn die Poly- rung erreicht wird. Durch die besonders zweck-

mere weitgehend monoaxial orientiert sind, und daß mäßige Ausführungsform der Erfindung, bei der die

diese orientierten Folien in einzelne Fäden oder in Druckeinrichtung außer dieser Geschwindigkeitskom-

ein Netzwerk zusammenhängender Fäden oder Fasern 15 ponente senkrecht zur Bewegungsrichtung der Folie

mechanisch, wie durch Bürsten oder Reiben, ge- auch eine Komponente in Bewegungsrichtung von

spalten werden können. der Größe der Foliengeschwindigkeit hat, wird er-

In einer bekannten Vorrichtung (USA.-Patent- reicht, daß auf die Fasern keine Kraft in Längsrich-

schrift 2 954 587) wird eine orientierte Folie dadurch tung ausgeübt wird, die zu einer Beschädigung der

mit hoher Geschwindigkeit kontinuierlich zerfasert, 20 Fasern führen könnte.

daß die Folie zwischen zwei elastischen endlosen Im folgenden werden beispielsweise Ausführungs-Bändern geführt wird, die in Längsrichtung der formen der Erfindung an Hand der Zeichnungen orientierten Folie umlaufen und diese transportieren, erläutert.

wobei sie gleichzeitig eine Reibungswirkung auf die F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungs-Folie ausüben, wodurch diese zerfasert wird. Es ist 25 form der Vorrichtung; '
weiter bekannt, diese Zerfaserung dadurch zu ver- F i g. 2 zeigt perspektivisch den Zusammenhang bessern, daß auf die Folie ζ. B. durch eine in Bewe- zwischen den elastischen Bändern, die die Folie tragungsrichtung der Folie rotierende Walze ein Druck gen, und der Walze, die die. Platten trägt, die diese ausgeübt wird, wobei die Folie gegen diese Druck- Bänder kreuzen;

einwirkung abgestützt wird, wie es z. B'. in der USA.- 30 F i g. 3. zeigt perspektivisch eine weitere Ausfüh-

Patentschrift 2 614 288 beschrieben ist. rungsform der Vorrichtung;

Die Wirksamkeit der Zerfaserung bei diesen be- F i g. 4 zeigt einen Querschnitt der Druckeinrich-

kannten Vorrichtungen ist dadurch begrenzt, daß die tung, die bei der Vorrichtung nach F i g. 3 verwendet

Bewegungsrichtung der umlaufenden Bänder und der wird;

Folie mit der Orientierungsrichtung der Folie zusam- 35 F i g. 5 zeigt einen Querschnitt eines Teils der Vor-

menfällt, so daß die Reibungswirkung überwiegend richtung nach Fig. 3.

in Orientierungsrichtung erfolgt und nicht senkrecht In F i g. 1 sieht man zwei endlose Ketten 1, die

zur Orientierung, wie es für die Zerfaserung am gün- von Kettenrädern 2, 3, 4 und 5 getragen werden, wo-

stigsten ist. Ein, z. B. durch eine Walze, senkrecht bei diese selbst auf einem nicht dargestellten Gestell

auf die Folie ausgeübter Druck erzeugt zwar auch 40 sitzen. Die Ketten 1 bestehen aus einer Reihe gelen-

eine Kraftkomponente senkrecht zur Orientierung kig verbundener fester Platten 7, die aneinander-

und verbessert dadurch die Zerfaserung, jedoch ist stoßen, wobei sie geradlinig zwischen Stützrädern

diese Komponente im Vergleich zur Kraftkompo- laufen. Die Ketten 1 können sich mit ihren Außen-

nente in Orientierungsrichtung klein. flächen in einem Bereich 6 einander nähern, wodurch

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vor- 45 einzelne und gegenüberliegende Platten 7 auf jeder richtung zum Zerfasern einer orientierten Kunst- Kette auf einen geringen Abstand voneinander zustoffolie zu schaffen, die eine Reibungskraft auf die sammengeführt werden. Die Ketten 1 und die Plat-Folie mit einer großen Komponente senkrecht zur ten 7 bewegen sich dicht beieinander, aber mit AbOrientierung der Folie ausübt und dadurch die Zer- stand längs einer bestimmten Bahn, und mit einer faserung wesentlich verbessert. . 50 Geschwindigkeit V_R, bevor sie sich in einem Be-

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß reich 8 trennen und zu dem Bereich 6 zurücklaufen,

die Einrichtung zum Abstützen der Folie aus einem Ein Paar endloser Bänder 9, aus elastischem Ma-

zweiten elastischen Band besteht und die Druckein- terial, wie z. B. Gummi laufen um Räder 10, 11, 12,

richtung unter einem Winkel· von weniger als 90° 13, 14, 15, 16 und 17. Die Bänder 9 treffen sich mit

quer zur Bewegungsrichtung der Bänder bewegbar 55 ihren Außenflächen in dem Bereich 6, laufen längs

und zum Aufbringen einer Reibungskraft auf das an einer bestimmten Bahn mit einer Geschwindigkeit

ihr anliegende Band ausgebildet ist. V_n und schneiden die Bahn des Paares der Ketten 1

Besonders zweckmäßig ist es dabei, die Druck- in einem Winkel θ von weniger als 90° und laufen

einrichtung mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, zwischen den im Abstand angeordneten Platten 7

deren Komponente in Bewegungsrichtung der Bän- 60 der Ketten 1 durch. Eine Druckeinrichtung 18, die

der gleich der Geschwindigkeit dieser Bänder ist. In später im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben

einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird, sitzt auf den Platten 7 von wenigstens einer der

weist die Druckeinrichtung eine Plattenkette auf, Ketten 1. Die Druckeinrichtung 18 erstreckt sich, wie

gegen die eines der Bänder durch eine Halteeinrich- bei 19 gezeigt, in den Raum zwischen den im Ab-

tung bewegbar ist, die eine endlose Kette, einen 65 stand angeordneten Platten 7 und ist ferner in einer

Druckarm und ein durch die Kette antreibbares Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bän-

Druckglicd besitzt, das in den Druckarm eingreift. der 9 drehbar. Der Teil der Druckeinrichtung 18, der

Die erfindungsgemäßc Vorrichtung übt auf die sich in den Raum 19 erstreckt, berührt die Bänder 9

und preßt diese gegen eine Platte 7 auf der gegenüberliegenden Seite der Bänder 9, wodurch Druck auf die Bänder 9 ausgeübt wird, wobei die Druckeinrichtung 18 sowohl mit den Bändern 9 in deren Laufrichtung als auch gleichzeitig senkrecht über die Bänder 9 läuft.

Die untere Kette 1 kann ebenfalls eine Druckeinrichtung 18 haben, oder dort kann eine ortsfeste Buckelplatte angeordnet werden, gegen die die Bänder 9 durch die Druckeinrichtung 18 der oberen . Kette 1 gepreßt werden.

Somit wird eine längsorientierte Folie 20, die zwischen den Bändern 9 geführt wird, durch die Druckeinrichtung 18 zerfasert, die die Bänder 9 nahezu senkrecht kreuzt, wodurch die Bänder 9 bis zum Maximum in der Richtung senkrecht zu ihrer . Laufrichtung und der Orientierungsrichtung der Folie 20 gedehnt werden.

Um zu gewährleisten, daß durch die Druckeinrichtung 18 ein maximaler Druck auf die Bänder 9 ausgeübt wird, sind drehbare Rollen 21 an den Innenflächen der Ketten 1 an jeder Seite der Ketten 1 |) in dem Bereich angeordnet, in dem die Bänder9 zwischen den Platten 7 laufen. Die Rollen 21 sind in einer ortsfesten Reihe über die gesamte Länge der Zone des Zusammenwirkens, d.h. der Überschneidung, zwischen den Ketten 1 und den Bändern 9 angeordnet.

Die Ketten 1 und die Bänder 9 werden durch einen einzigen Motor 22 angetrieben, der bei 23 mit einem Getriebe 24 verbunden ist, durch das das Rad 10 durch ein Rad 25 und einen Riemen 26 mit einer Geschwindigkeit und das Kettenrad 2 durch ein Rad 27 und einen Riemen 28 mit einer anderen Geschwindigkeit angetrieben werden. Eine gleichartige Anordnung wie die gezeigte für die Räder 25 und 27 und die Riemen 26 und 28 ist an der gegenüberliegenden Seite des Getriebes 24 (nicht gezeigt) angeordnet, um das Rad 14 und das Kettenrad 4 mit denselben entsprechenden Geschwindigkeiten wie das Rad 10 und das Kettenrad 2 anzutreiben. Die Relativgeschwindigkeit der Ketten 1 und der Bänder 9 wird mit Hilfe des Getriebes 24 eingestellt, so daß p die Geschwindigkeitskomponente K_Ä1 der Ketten 1 parallel zu der festen Laufbahn der Bänder 9 gleich der Geschwindigkeit V_B der Bänder 9 ist.

In F i g. 2 ist eine fortlaufende Folie 20 zwischen den Bändern 9 und den Platten 7 dargestellt. Zwei Druckeinrichtungen 18 in Form von Rollen 21 drükken gegen die Platten 7, während sie über die Bänder 9 laufen.

Eine Platte 30 hat dabei eine Druckeinrichtung 18 in Form von Kugeln, die sich frei in der Platte 30 und daher auch in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bänder 9 drehen können. F^ine andere Platte 31 hat eine Druckeinrichtung 18 in Form langgestreckter Walzen, die so hinsichtlich der Laufrichtung der Platten 7 ausgerichtet sind, daß sie sich frei in einer Richtung senkrecht zur Laufbahn der Bänder 9 drehen können. Eine weitere Platte 33 hat als Druckeinrichtung 18 kleinere Walzen. Um eine maximale Überdeckung der Bänder 9 mit der Druckeinrichtung 18 zu gewährleisten, können verschiedene Arten solcher Druckeinrichtungen 18 in derselben Kette 1 verwendet werden, wie in F i g. 2 gezeigt, es kann jedoch auch nur eine Art über die ganze Kette 1 verwendet werden, wie in F i g. 1 gezeigt.

Die Laufrichtung der Ketten 1 wird durch einen Pfeil 35 und die Laufrichtung der Bänder 9 durch einen Pfeil 36· angezeigt, während der Winkel zwischen den beiden Pfeilen der Winkel θ ist. Der Pfeil 35 ist parallel zur Längsachse der Ketten 1 und der

S Pfeil 36 ist parallel sowohl zur Längsachse der Bänder 9 als auch zur Orientierungsrichtung der Folie 20. Somit ist für eine gegebene Geschwindigkeit V_n der Bänder 9 und für einen gegebenen Winkel (■■) eine entsprechende Geschwindigkeit V_R für die Ketten 1

ίο gegeben, die eine Komponente V_Kl hat, die parallel zur Geschwindigkeit V₁₁ und gleich deren Größe ist. In gleicher Weise hat die Geschwindigkeit V_R der Ketten 1 eine Komponente V_R.,, die senkrecht zur Bewegung der Bänder 9 in Richtung des Pfeiles 36 gerichtet ist und deshalb die Geschwindigkeit anzeigt, mit der die umlaufenden Teile der Druckeinrichtung 18 senkrecht über die Bänder 9 laufen, wodurch die Bänder 9 in dieser senkrechten Richtung um einen maximalen Betrag gedehnt werden. Man sieht somit, daß die einzige nutzbare Relativbewegung der umlaufenden Teile der Druckeinrichtung 18, während diese in Berührung mit den Bändern 9 sind, senkrecht zu deren Längsachse gerichtet ist.

Es kann natürlich mehr als ein Satz Ketten 1 und/ oder Bänder 9 verwendet werden. Ebenso kann mehr als ein Satz Ketten 1 bei einem einzigen Satz von Bändern 9 benutzt werden und umgekehrt. Ferner kann, wenn mehr als ein Satz Ketten 1 mit einem einzigen Satz von Bändern 9 verwendet wird, der Winkel Θ variiert werden, und die verschiedenen Ketten 1 können sich von jeder Seite des einzelnen Satzes von Bändern 9 auf diese zu bewegen.

Die Vorrichtung ist anwendbar für jede orientierbare Folie, z. B. Folien aus thermoplastischen Harzen, wie Polyalkylene, wie z. B. Polyäthylen, Polyamide, Polycarbonate und Polyvinylalkohol. Die einzige Forderung an die Folien ist, daß sie wenigstens einachsig orientiert sind, wobei diese Orientierung durch ein beliebiges Verfahren erreicht werden kann,

z. B. dadurch, daß die Folie kalt oder heiß gespannt • wird. Die Folien können eine Dicke von etwa-0,013 bis 0,26 und vorzugsweise von 0,026 bis 0,13 mm haben.

Das mit der Vorrichtung erzielte Erzeugnis ist eine zerfaserte bzw. in Fäden gespaltene Folie, die sehr porös und flexibel ist und gute Festigkeitseigenschaften hat und sich gut zur Verwendung als nicht gewebtes Textilmaterial oder Filtermaterial eignet.

Die Bewegungsgeschwindigkeit von jedem Bändersatz wird nur durch die spezielle verwendete Vorrichtung bestimmt und kann in weitem Umfang variiert werden, da die Vorrichtung insofern sehr anpassungsfähig ist, als die Relativgeschwindigkeiten von beiden Bändersätzen und der Winkel Θ zwischen diesen so lange variiert werden können, bis die gewünschte Kombination von Geschwindigkeiten und Winkel, wie oben beschrieben, erreicht ist. Alles, was von den Geschwindigkeiten und ihrem Winkel θ gefordert ist, ist, daß das Verhältnis der Geschwindigkeit der Bänder 9 zur Geschwindigkeit der Ketten 1 gleich dem cosinus des Winkels zwischen ihnen, d. h. gleich cos Θ ist.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung, bei der das untere elastische endlose Band 9 nach F i g. 1 dadurch ersetzt wurde, daß jede Platte 7 der unteren endlosen Kette 1 nach F i g. 1 mit einem elastischen Material 40 überzogen wurde. Dieser Teil aus elastischem Material 40, der wenigstens

teilweise, vorzugsweise jedoch fast vollständig jede untere Platte 7 überdeckt, besteht vorzugsweise aus derselben Art von elastischem Material, wie das obere endlose Band 9.

Band 9 in einem festen Verhältnis zu und gegen die Platten 7 gehalten wird. Durch die sich drehenden Druckglieder 51, die durch die Kette 46 und das Kettenrad 54 angetrieben werden, wird der Arm 75 In F i g. 3 werden bei der oberen endlosen Kette 1 5 zwangläufig gegen das Band 9 und die Schulter 76 aus Platten 7 einzelne Kettenräder 41 und 42 und gepreßt. Obwohl der Druckarm 75 und die Schulter eine einzelne Kette 43 an Stelle von zwei Ketten 1, 76 mit Zähnen in dem Bereich, in dem das Band 9 zwei Kettenrädern 4 und zwei Kettenrädern 5 ver- ergriffen wird, dargestellt sind, soll festgestellt werwendet, wie in F i g. 1 gezeigt. Seitenplatten 44 und den, daß andere oder keine Hilfsgreifmittel verwen-

45 tragen eine Druckeinrichtung, die die Kette 43 io det werden können,
überdeckt und die nicht nur einen senkrechten Druck

auf die Platten 7 ausübt, sondern diese auch seitlich Beispiel:

stabilisiert. Diese Druckeinrichtung ist deutlicher in

F i g. 4 dargestellt. . Eine Vorrichtung ähnlich der in F i g. 1 gezeigten

Die Druckeinrichtung umschließt eine Kette 46, 15 wurde verwendet, bei der die Bänder 9 endlose die um ein Antriebsrad 47 läuft, Kettenräder 48 und Gummibander waren und die Ketten 1 aus einer An-49 und ein nicht dargestelltes Kettenrad hinter dem zahl gelenkig verbundener Platten 7 bestanden, wobei Kettenrad 41. Wie in Fig. 5 gezeigt, trägt die Kette in jeder Platte7 zwölf zylindrische Rollen, die 2,7 cm

46 ein nach innen verlaufendes Druckglied, das gegen lang waren und einen Durchmesser von 2,7 cm hatdie Innenfläche des Bandes 9 drückt, wenn dieses 20 ten, eingebaut waren. Die Rollen waren in einer Kontakt mit dem Material 40 der Platten 7 hat. Um- Reihe angeordnet ähnlich der bei der Platte 33 in laufende Druckglieder 51 sind an einer Seitenplatte F i g. 2 gezeigten Anordnung, und jede Platte 7 von 52 durch Arme 53 befestigt und können gegen das beiden Ketten 1 hatte eine ähnliche Anordnung aus von der Kette 46 getragene Druckglied drücken, wo- ähnlichen Rollen. Die Rollen hatten einen seitlichen durch das Band 9 von dem Druckglied und einer 25 Abstand von 2,9 cm. Die Ketten 1 waren bezüglich Platte 7 eingefaßt wird. Die Druckglieder 51 werden der Bänder 9 so ausgerichtet, daß sie diese in einem durch Kettenräder 54 angetrieben, die in die Kette

46 eingreifen und durch deren Bewegung gedreht werden, die Kette 46 und das Band 9 werden durch einen Riemen 55 angetrieben, so daß die Kette 46 und das Band 9 dieselbe Geschwindigkeit haben. Um gleiche Geschwindigkeit für die Kette 46 und das Band 9 zu erhalten, müssen die Durchmesserverhältnisse von Rädern 56 und 57 zum Kettenrad 47

bzw. zum Rad 17 dieselben sein. Ein Getriebe 58 35 fasert und bildete ein gewebeähnliches Netzwerk aus kann wirksam mit denselben Antriebsmitteln ver- zusammenhängenden Fäden, willkürlich zueinander bunden sein, die die anderen Teile der Maschine an- gezogen längs eines Längsabschnittes, wodurch ein treiben, wie an Hand des Getriebes 24 in F i g. 1 ge- nicht gewebter Stoff gebildet wurde, der gute Festigzeigt, so daß die Geschwindigkeiten der oberen und keitseigenschaften, verbunden mit einer ausgeprägten unteren Ketten 1, des Bandes 9 und der Kette 46 40 Porosität und Flexibilität hatte,
relativ zueinander entsprechend koordiniert sind.

F i g. 4, die ein Schnitt längs der Linie 4-4 von F i g. 3 ist, zeigt die Seitenplatten 44, zwischen denen ein Stützteil 60 befestigt ist, das die Kette 43 überdeckt und das durch Winkelrollen 61 und 62 Kontakt mit Schultern 63 und 64 der Platte 7 hat. Durch die Anordnung der Winkelrollen 61 und 62 kann sowohl die senkrechte Kraft zum Anpressen der Druckeinrichtung 18 gegen das Band 9 übertragen als auch verhindert werden, daß die Platte 7 sich seitlich relativ zum Stützteil 60 bewegt.

Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 von F i g. 3 und zeigt die Kettenräder 3, die in die Platten 7 eingreifen mit Hilfe paralleler Ketten, die an den Platten 7 befestigt sind. An der Seitenplatte 52 und einer weiteren Seitenplatte 70 sind Stützglieder 71 und 72 befestigt, von denen jedes eine drehbare Rolle 73 trägt. Die Rollen 73 liegen an Schultern 74 der Platten 7 an, so daß dadurch sowohl senkrechte als auch seitliche entgegengesetzte Kräfte auf die Platten 7 übertragen werden können. So werden die Platten 7 nach oben gedrückt in Richtung auf die obere Kette 1, und es wird verhindert, daß sie aus ihrer Bewegungsrichtung nach der Seite abweichen.

Ein an der Innenseite der Kette 46 angebrachter Druckarm 75 ist über einer Schulter 76 der Platte 7 angeordnet, so daß er das Band 9 (nicht gezeigt) in Kontakt mit der Schulter 76 preßt, wodurch das

Winkel θ von 35° kreuzten. Die Geschwindigkeit V_B der Bänder 9 betrug 45,7 m/Min, und die Geschwindigkeit V_R der Ketten 1 betrug 56 m/Min.

Eine Polyäthylenfolie mit einer Dichte von 0,96 und einer Dicke von 0,076 mm wurde durch Recken parallel zu ihrer Längsachse einachsig orientiert. Nach dem Durchlauf zwischen den Ketten 1 war die zwischen den Bändern 9 abgenommene Folie zer

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zerfasern einer monoaxial in Längsrichtung molekular orientierten Kuststof folie, mit einem elastischen, in Längsrichtung der Folie bewegbaren Band, einer diesem zugeordneten- synchron dazu bewegbaren Einrichtung zum Abstützen der Folie auf deren dem Band gegenüberliegenden Seite und einer Druckeinrichtung zum Aufbringen eines örtlich begrenzten Druckes auf das Band, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abstützen der Folie aus einem zweiten elastischen Band (9) besteht und die Druckeinrichtung (18) unter einem Winkel von weniger als 90° quer zur Bewegungsrichtung der Bänder (9) bewegbar und zum Aufbringen einer Reibungskraft auf das an ihr anliegende Band (9) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung (18) mit einer Geschwindigkeit antreibbar ist, deren Komponente in Bewegungsrichtung der Bänder (9) gleich der Geschwindigkeit der Bänder (9) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung (18) eine Plattenkette aufweist, gegen die eines

der Bänder (9) durch eine Halteeinrichtung bewegbar ist, die eine endlose Kette (46), einen Druckarm (75) und ein durch die Kette (46) antreibbares Druckglied (51) aufweist, das in den Druckarm (75) eingreift.

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