DE1660465A1 - Textil-Verbesserungen - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft Textilgarne und in besonderer Weise bestimmte neue Garne, welche von polymeren Materialien herrühren.

Nach dem Stand der Technik wird vorgeschlagen Textilgarne aus polymeren Harzen herzustellen nach einem Verfahren, in welchem ein geschmolzenes Harz oder eine Lösung des Harzes extrudiert wird aus einer sehr engen Düse und durch das eine oder andere Mittel veranlaßt wird sich zu verfe-

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Cases lios.
H-426 und ß-430

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stigen; auf diese Weise wird ein Einzelfaden des Harzes hergestellt. Ein Einzelfaden, der zur Verwebung in ein Gewebe ausreichend dick und stark ist, ist jedoch normalerweise ziemlich unbiegsam, und zur Verbesserung der Biegsamkeit ist es demgemäss notwendig verhält η is mäss ig feine Einzelfäden herzustellen, welche dann zusammen zur Gewinnung der notwendigen Festigkeit verwendet v/erden. Mitunter ".verden beispielsweise die feinen Einzelfäden, zur Bildung P einer Stapelfaser, abgehackt, welche dann versponnen wird.

Es 7/urde nunmehr eine neue Art von Garn entvrLckelt, v/elehes viele der für ein Garn erforderliehen .Attribute besitzt, aber nichtsdestoweniger unmittelbar durch ein Verfahren hergestellt v/erden kann, welches die Notwendigkeit der getrennten Herstellung feiner Einzelfäden vermeidet.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des Garnes

Ziehen umfasst das Verstrecken, beziehungsweise* eines Strangs

" oder Bandes von einem exfcrudierten geschäumten thermoplastischen Material, sodaß es im wesentlichen in der Exfcrudierungsrichtung orientiert wird und unterwerfen des verstreckten geschäumten Materials aolchen Kräften, daß die Wandungen des Schaums zusammengebrochen und in eine dreidimensionale Struktur von zwischenverbundenen ÜPaserelementen umgewandelt werden.

Das auf diese 7»eise erhaltene Garn kann, wenn gewünscht, 109044/1298 -3-

als solches verwendet v/erden, beispielsweise als Garn bei der Teppicliiierstellung, weil es einer der Gegenstände des durch aas ei-finduii^sgemllsse Verfahren hergestellten Garns ist, da£ die Zahl.loser Enden gering ist. Das Garn kann jedoch v/alilv/eise einem herkömmlichen Typ des Verspinnungsverfahrens vor Verwendung unterworfen werden, in welchem Falle es eine bestimmte Grosse von Verdrehung haben wird, obgleich diese nur sehr leicht sein kann. Höhere Grade von Verzwirnung können, v/ean gewünscht, angewendet werden, und es kann beispielsweise ein sehr hoch verawirntes Garn hergestellt werden.

Eie Erfindung schließt ebenso ein neues Garn ein, das heißt eine dreidimensionale Struktur einer Vielzahl von zwisehenverbundeiien t he rno plastischen Fas ere lementen, wobei die Irasereleiaente im wesentlichen in der Herstellungsrichtung des Garnes ausgerichtet sind und einige derselben Querschnitte haben, die verzweigt sind.

Ein Garn, das verzwirnt ist, kann beispielsweise erläutert VYerden als ein Garn, welches umfaßt eine dreidimensionale Struktur einer Vielzahl von zwisehenverbundenen thermoplastischen Faserelementen, welche im wesentlichen als eine Heine von Schrauben- oder Senneckenformen (helices) angeordnet sind, eine gemeinsame Achse in Längsrichtung des Garnes haben, wobei einige der Faserelemente Querschnitte haben, die verzweigt sind.

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Die Faserelemente werden hier so und nicht als Fasern bezeichnet, weil im allgemeinen die in Frage kommenden Elemente im wesentlichen in drei Dimensionen zwischenverbunden sind. Demgemäss ist die Zahl der losen "Enden" in dem " Fasergefüge normalerweise niedrig, und das Garn enthält wenige "Fasern" als solche, das heißt Fasern, wobei jede derselben zwei Enden hat.

fe Die Faserelemente, die einen Querschnitt (in rechten Winkeln zu der grösseren Achse des Faserelements) haben, der verzweigt ist, sind in dem Garn vorhanden, weil die Faserelemente erhalten werden aus einem orientierten geschäumten thermoplastischen Material durch die teilweise Desintegrierung oder das Zusammenbrechen der Wandungen der Zellen oder Poren, die die geschäumte Struktur ausmachen. Die .. -F as er elemente bestehen demgemäss aus den Rückständen der Zellwandungen,uxid aus diesem Grund besitzen sie bestimmte charakteristische. Merkmale, die unten beschrieben sind. Fasern mit Querschnitten, die verzweigt sind, stammen von Teilen der Wandungen von mehreren Zellen, die in dem Ausgangsorientierten geschäumten Material vorhanden waren, und die "Verzweigung" erfolgt, wo ein Fragment der Wandung einer Zelle mit Fragmenten der Wandung einer angrenzenden Zelle oder Zellen verbunden ist. Im einfachsten Falle kann ein verzweigter Querschnitt eines Faserelements als "dreilappig" bezeichnet werden, weil es aus drei Lappen oder Armen besteht, wie dies in den Querschnitten in Figur 1 aufgezeigt

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ist, welche mit rechten Winkeln zu der grösseren Achse der Faserelemente gefertigt sind. Verwandte, aber kompliziertere verzweigte Querschnitte können aus zwei oder mehr "dreilappigen" Querschnitten bestehen, die zusammen verbunden sind, wie beispielsweise in Figur II aufgezeigt. Querschnitte, wie sie beispielsweise in den Figuren I und II erläutert sind, sind solche, welche an einem Punkt längs der grö3seren Achse eines Faserelements bestehen können, ™ und ein Faserelement muss nicht notwendigerweise konstanten Querschnitt entlang seiner länge besitzen. Nicht nur wechselt der Querschnitt gewöhnlich entlang der Länge eines Faserelements, sondern das Faserelement selbst ist nicht gerade und parallel zu dem Garn als ganzem. Demgemäss wird eine Reihe von Querschnitten, q_uer zu einem Garn, die in rechten Winkeln zur Herstellungsrichtung des Garnes angefertigt worden sind, den Querschnitt eines gegebenen Faserelements in einer Zahl unterschiedlicher Formen zeigen. i

Bei einem typischen Querschnitt eines Garns kann die Zahl der Querschnitte der Faserelemente, welche verzweigt sind, eine Minderheit sein, wie 30 oder 40$ oder weniger, aber nichtsdestoweniger trägt ihr Vorhandensein (sogar bei einem Ausmaß von nur 5$ bis 10$ der Gesamtmenge) zu einem ausgeprägten Charakter des Garnes bei. In bestimmten Fällen kann das Verhältnis der verzweigten Querschnitte hoch sein (wie 60 oder 70$), aber in vielen Fällen wird es beispielsweise im Bereich von 5$ bis 50$, zum Beispiel 10$ bis 40$, wie ungefähr 20$ liegen, r

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liegen der Weise, in welcher sie gebildet wurden, sind die Pas er elemente in der Hauptsache "verlängert" im Querschnitt. Sehr oft enthält ein Querschnitt eines ?a3 er elemente r/enigst ens ein Paar im wes ent liehen parallele Seiten, obgleich wenigstens im Falle der Faserelemente, weiche einen ver-' zweigten Querschnitt haben, diese parallelen Seiten gewöhnlich gebogen sein 7/erden. Andere Querschnitte können polygonal, beispielsweise quadrilateral sein und können rechtwinklig oder im v/es ent liehen rechtwinklig sein; mehr als vier Seiten können jedoch vorhanden sein. Boi der Betrachtung eines Querschnitts eines Paserelements wird die längere (oder längste) Ausdehnung als die Breite, beziehungsv/eise die Größe und die kleinere (oder kleinste) .Ausdehnung als Stärke bezeichnet. Allgemein gesprochen Izörnieia die verlängerten Querschnitte ein Grosse zu Stärke-Verhältnis von 3*1 bis 20s 1 oder sogar mehr haben, v/ie iaöglieherweise 30:1. Ein Verhältnis (möglicherv/eise bis zu 50p der Gesamtmenge) der Querschnitte kann, zusammengedrängt 3ein, beispielsweise im wesentlichen Quadratisch.. Oft ist die Zahl der zusammengedrängten Querschnitte gering.

Ein weiteres Charakteriaticum der 5*aserelenente des Garns der Erfindung kann als ihr Oberflächenbereich in Quadratmeter pro Gramm ausgedrückt v/erden. Diese kann beispielsweise im Bereich von 0,04 bis 1,5, besonders von 0,05 bia 1,0 liegen. Brauchbare Garne können beispielsweise IPasereleisente enthalten, die einen Oberflächenbereicii von sv/isclaen 0,1

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und 0,5» '-ie "beispielsweise ungefähr 0,2 oder 0,3 haben. In "bestimmten Fällen kann der Oberflächenbereich höher sein, •vie bis hinauf au ungefähr 2,0 bT pro g. Eie Oberflächenbereiche können durch rrändhabung des Herstellungsverfahrens des Garnes gesteuert werden, beispielsweise hat ein gescIi-uLites !."aterial einer höheren Dichte normalerweise ein Garn mit einem niedereren Oberflächenbereich zur Folge.

Tie Stärke der Faserelemente liegt oftmals im Bereich von % 0,0001 (0,00254 mm) bis 0,004 (0,1016 mm) oder 0,005 (0,127 mm), beispielsweise zwischen 0,0002 (0,00508 mm) und 0,003 (0,0762 mm) inch; sie kann beispielsweise zwischen 0,0004 (0,01016 mm) und 0,002 inch (0,0508 mm), wie ungef^n* 0,0006 (0,01524 ram) oder ungefähr 0,001 inch (0,0254 raa) sein.

Die Durchsclmittsentfernung zwischen den Punkten der Zwischen verbindung, wie dies oben angegeben wurde, kann beispielsweise das von 5- oder 10- bis 750-fache der Durch- " seimittsstärke des Faserelements oder leicht mehr, beispielsweise bis zu 1000-fache der Durchschnittsstärke sein. Beispielsweise werden brauchbare Garne erhalten, wenn die Durchschnittsentfernungen zwischen den Zwischenverbindungspunkten der Faserelemente das von 20- bis 500-fache der Durchachnittsfaserelementstärke sind, wie das von 50- bia 300-fache. Eine Entfernung von ungefähr dem 100- oder 200-fachen der Durchschnittsstärke der grösseren Faserelemente

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BAD ORIGSNAL

ist oftmals eigentümlich. Bei absoluten Bedingungen liegt die Entfernung zwischen den Zwischenverbindungspunkten oftmals im Bereich von 0,01 (0,254 mm) "bis 0,5 inch (12,7 mm), wie von 0,02 (0,508 mm) bis 0,3 inch (7,62 mm), beispielsweise von 0,05 (1,27 mm) bis 0,1 (2,54 mm) oder 0,2 inch (5,08 mm).

Die Garne können kontinuierlich hergestellt werden,und sie können in einem Falle in irgendeiner Länge, geeignet für den vorgesehenen Pail, erhalten werden. Ihre Querschnitte sind solche, wie sie für Garne üblich sind und sind normalerweise kompakt. In besonderen Fällen, wo beispielsweise das Garn nachfolgend gezwirnt werden soll, kann der Garnquerschnitt verlängerter sein-, beispielsweise kann er rechtwinklig verlängert sein, und das Garn kann dann in der Form eines Bandes oder Streifens, normalerweise einem schmalen, sein. Solch ein Band oder Streifen kann beispielsweise bis zu 1/4 inch (6,35 mm) breit sein. Wenn das Garn den norma- f leren kompakten Querschnitt hat, kann dieses einen kreisförmigen oder ähnlichen Querschnitt haben und kann innerhalb weiter Grenzen wechseln. Im allgemeinen wird es wenigstens 0,005 inch (0,127 mm) und kann beispielsweise von 0,01 (0,25 mm) bis 0,15 inch (3,81 mm) oder mehr, wie von 0,02 (0,508 mm) bis 0,05 inch (1,27 mm) oder 0,1 inch (2,54 mm) haben. Dickere Garne haben einen durchmesser bis hinauf zu möglicherweise 0,25 inch (6,35 mm). Garne mit dem Durchmesser in dem oberen Teil dieses Bereichs sind zur Herstel-

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'lung bestimmter Rohfaser- oder Garnprodukte brauchbar. In denier-Bezeichnungen, das heißt in dem Gewicht in Gramm von 9000111 Garn kann das Garn dieser Erfindung beispielsweise Werte im Bereich von 15 bis 25,000, beispielsweise im Bereich von 100 bis 1000, wie 200 bis 500, haben.

Wo das Garn gezwirnt wird, ist die geminsame Achse der "Schrauben, beziehungsweise Schnecken" normalerweise übereinstimmend mit der Achse des Garns, und die Schrauben, beziehungsweise Schnecken können beispielsweise zwischen 1/2 oder 1 und 25 Drehungen pro inch, beispielsweise von 2 bis 12 Drehungen pro inch (wie von 4 oder 6 bis 10 Drehungen pro inch) haben (inch =25,4 mm). Die gezwirnten Garne haben einen Querschnitt, der im wesentlichen kreisförmig ist. Ein Garn, welches einen niederen Grad von Verzwirnung hat, ist im allgemeinen weicher als eines, bei welchem der Grad der Verzwirnung hoch ist.

Wenn das Garn nach der Erfindung verzwirnt werden soll, kann dies in irgendeiner geeigneten Weise durchgeführt werden, und es kann vorgenommen werden, wenn das extrudierte Material teilweise desintegriert ist oder als getrenntes Arbeitsverfahren. In manchen lallen können die beiden Verfahren zusammen in einer einzigen Stufe kombiniert werden. Ein Garn kann verzwirnt werden, um ein einfach verzwirntes Garn zu erhalten,oder zwei oder drei oder mehr Garne können hergestellt und zusammen verzwirnt werden, um Garne zu

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erhalten, die aus mehreren Fäden bestehen. Die vex'z;virnten Garne können, wenn notwendig, hitzegehörtet (fixiert oder gekräuselt) oder unter Zug, je nach der herkömmlichen Praxis, verwunden vverden.

Das erfindungsgemässe Verfahren schließt ebenso eine Modifikation ein, in v/elcher die Garne hergestellt werden durch Schneiden oder Aufteilen eines Bandes oder Gewebes von geeigneter dreidimensionaler Struktur von zwisehen-verbundenen Pas er element en, beispielsweise von Fasergefügen, v/ie
sie in der Deutschen Patentanmeldung t! 65 969 VIIa/8h beschrieben sind." In dieser Modifikation wird natürlich das
verstreckte geschäumte Material einen Querschnitt haben,
der grosser ist als derjenige des gewimachten Garns, das
verstreckte Material wird zusammengebrochen und umgewandelt in eine dreidimensionale Struktur von zv/isclienverbundenen
Pas er element en, und diese Struktur v;ird der Ldnge nach aufgeteilt in eine Anzahl von Garne, die die gevrönsehten Querschnitte haben. Die auf diese Ü7eise hergestellten Gj.rne
können beispielsweise in brauchbarer V/eise zusa::caeri verzwirnt werden, v/ie dies im vorausgehenden Absatz beschrieben wurde.

Hinweise auf die Ilatur der Garne der Erfindung werden durch die begleitenden Zeichnungen gegeben, worin:
Figur III eine vergrösserte (120-fache) Darstellung der
Pl&chenansicht eines Garnes zeigt und

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IV zeigt eine vergrösserte (200-fache) Ansicht von nur einem Teil des gleichen Garnes längs einen Querschnitt, derait rechten Winkeln zu der Extrudierungsriclitung genommen wurde.

Aus Pigur III kann ersehen werden, daß eine grosse Zahl von Zwischenverbindungen vorhanden sind und daß im Verhältnis su der Durchschnittsstärke der Faserelemente die Zwischenverbindungeii verhältnismässig eng zusammenliegen. !Die Λ Teile der Faserelemente, v/elche in Pigur III als Enden erscheinen, waren nicht notwendigerweise in diesem Zustand in des Garn. Einige der Enden vmrden gebildet, wenn der kleine Llaterialaiiteil von dem Garn zur Prüfung .;eggebrochen wurde, während die anderen tatsächlich nicht insgesamt lose Enden sind; sie sind Teile von Paserelementen, Y.-elelie gebogen sind, und diese verbleibenden Teile sind entweder unmittelbar vorwärts oder unmittelbar vom Betraehtungsfeld fort ausgerichtet. In Pigur III sind die Entfernungen zwischen vielen der grösseren Zwisehenverbindungs- punkten ungefähr 0,01 inch (0,25 mm), Pigur IV zeigt das Vorhandensein von Querschnitten (ungefähr 20^ der Gesamtzahl), die "verzweigt" sind.

Im allgemeinen haben die neuen Garne der ^rfindung ausgezeichnete Biegsamkeit und sind geeignet in Gewebe und Textilmaterialien verwoben zu werden und in Paser- und Garnprodukte umgewandelt zu werden, beispielsweise Netze, 109844/1296 ...^ - 12 -

Seile und Stricke, beziehungsweise Bindfäden. Die Festigkeit in der Herstellungsriehtung ist gut und'wie dies bereit sklar gemacht wurde, sind tatsächlich die gesamten Fasereleinente durch die dreidimensionale Struktur des Garnes hindurch verbunden. Die Faserelemente sind im wesentlichen in einer gleichen Richtung ausgerichtet, aber darunter ist natürlich nicht zu verstehen, daß sie alle in der genau gleichen Bichtung ausgerichtet sind. Das allgemeine Erscheinungsbild eines Garnes, wie es nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wird, ist dasjenige, daß es Faserelemente enthält, die im wesentlichen parallel verlaufen, wie sie beispielsweise in einem Garn vorhanden sein können, das eine im wesentlichen Netz-ähnliche Form hat. In der Praxis bedeutet dies, dass die Faserelemente im wesentlichen in der Herstellungsrichtung des Garnes ausgerichtet sind. Im allgemeinen sind die Garne in ihrer Erscheinungsform attraktiv, be is χ; ie Is weise besitzen sie sehr oft einen Glanz auf der Oberfläche.

Das· thermoplastische IJaterial, von welchem das Garn her-, rührt, ist ein solches, das zur Formung in einen extrudierteii Schaum - ^eeignet ist. Σό ist in der Praxis gewöhnlich ein synthetisches uaterial und ein solches, das faserbildend i3t. .Ausgezeichnete Ergebnisse v/erden mit einem thermoplastischen synthetischen Huterial erhalten, beispielsweise einem Polymerisat odoi· Copclymerisat, das erhalten wird durch Polymerisieren (einscliliei31icli Copoly-1Ü98U/ 1296 - 13 -

merisieren) eines äthylenisch -ungesättigten Monomers. Solch ein Monomer kann ein. äthylenisch ungesättigter Kohlenwasserstoff sein, kann aber auch "beispielsweise ein Nitril, wie Acrylnitril oder Methacrylnitril, Vinyl oder Vinylidenchlorid, ein Vinyl-ester wie Vinyl-acetat oder Acrylatester, wie A'thyl-acrylat oder Methyl-methacrylat sein. Wo das Monomer ein Kohlenwasserstoff ist, kann dieser ein mono-Olefin, ein Dien oder ein Vinyl-substituiertes Benzol, beispielsweise Äthylen, Propylen, ein Butylen, ein Penten oder ein Hexen, Butadien oder ein Vinyl-substituiertes Benzol wie Styrol oder _#q£-Methylstyrol sein. Beispielsweise kann das Polymerisat Polyäthylen (ein Material geringer oder hoher Dichte), kristallines Polypropylen oder Polystyrol oder ein zähgemachtes Polystyrol sein. Ein Copolymerisat kann im. allgemeinen, beispielsweise ein solches sein, welches zwei oder mehr (v/ie drei) von irgendwelchen der oben bezeichneten Monomere einschliessen. Ein. Comonomer kann beispielsweise eines eines solchen Typs sein, welches dem Copolymerisat einen Grad von Eeuerhemmung verleiht, und ein Beispiel einer solchen Substanz ist ein Vinyl-halogenid, wie Vinyl-chlorid, Vinyl-bromid oder Vinyliden-chlorid. Beispiele anderer Comonomere sind Vinylpyrrolidon und ein Vinylpyridin wie Methy!vinylpyridin. Ein Copolymerisat kann beispielsweise von zwei Kohlenwasserstoffraonomeren herrühren, wie ein Äthylen-propylen oder Styrol-butadien Gopolymerisat, oder einem Kohlenwasserstoff und einem Monomeren unter-

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schiedlichen Typs wie -sin .nthylen-vinyl-acetat Co sat, oder ein Oopolymerisat von unähnlichen llonümeren wie beispielsweise Acrylnitril und einen kleinen Teil von Ψ1-nyl-acetat. Das thermoplastische Material kann ebenso aus einem G-emisch von zwei oder mehr Polymerisaten oder Copoly-• merisaten bestehen. Äs kann beispielsweise ein G-emiseh von einem Copolymerisat von .acrylnitril iiiit einer kleineren Menge Yinyl-aoetat (im Bereich von beispielsweise 10 G-ev;.;») ^ und Polyvinyl-chlorid oder ein Gremioch eines Acrylnitrilvinyl-acetat-öopolyüierisats und ein Copolymerisat von Acrylnitril mit i.:e thy !vinylpyridin umfassen. Torzugsv/eise ist das Polymerisat ein thermoplastisches ^arzmaterial, aber es kann ein elastomeres Haterial sein, beispielsweise ein Oopolymerisat, welches von genügendem Dieniuonomeren (viie Butadien) abstammt, um den Oopolymerisat einen gewissen Grad von elastomeren Eigenschaften zu verleihen, natürlicher Kautschuk oder synthetischer kautschuk, wie beispielsweise polybutadien, otyrol-butadien oder ^crylnitril-butadien-Eautschuk sind eoenso geeignet, iiin thermoplastisches Earzmaterial kann nicht-kristallin (-.»ie in amorphem Polystyrol) oder kristallin (v;ie in kristallinem Polyäthylen oder Polypropylen) sein, andere ^ypeii synthetischer !,laterialian, die verwendet werden können, schliessen Polyamide, wie beispielsweise ITylon 11 und Nylon 66, Polyurethane, Polylactame, wie rolycaprolactaa, und Polyester, v/ie von dem jrolyätLylen-terephthalat-Iyp, ein. Jo

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das thermoplastische Material eine regenerierte natürliche j?aser ist, ist diese vorzugsweise eine solche auf Cellulosebasis, v.'ie "beispielsweise kunstseide, Gellulose-acetat, Cellulose-triucetat oder Gellulose-acetat-butyrat.

In dem ex'fiiidungsgelassen "Verfahren ist das .ausgaiigsmaterial ein extrudiertes, geschäumtes, polymeres Ilaterial und, ν;sau gewünscht, kann dies duroli herkömmliche Extrudier längsverfahren hergestellt werden. Die extrudierten, geschäumten Produkte der Deutschen Patentanmeldung LI 65 424 IYc/39"b' und 'L 65 9^£ IYc/39"b können ebenso beispielsweise verwendet werden, './o dies jedoch hergestellt -,vird, hat der extrudiei'te Strang oder das -Sand aus geschäumten llaterial einen ^uersclmitt, dei" iibereinstinunt mit den Sndaiel der Lei*3telluiig eines■ iiarnes. Der extrudierte Strang (v/elcher einen ^tab einschlieiBt) oder das Band können tatsächlich ■von irgendeinem vsrhältnismässig kompakten Querschnitt sein, aber oftmals ist der Querschnitt kreisförmig oder im wesentlichen kreisförmig, obgleich er ebenso quadratisch % oder rechteckig sein kann, ".Vo das Garn beispielsweise gesviirrLt v/erden soll, kann es, wenn gevroischt, einen weniger kompakten ^uöraclaiitt haben und daher kann das extrudierte geschäumte 1-aterial (objjgeich dies nicht wesentlich ist) einen querschnitt haben, der eine mehr verlängerte recht- ;;i.üklige oder ähnliche Gestalt hat, und das extrudierte i,Iatarial kern dann sin Band oder streifen sein, obgleich als solcher tin verliältnismäösig scltnc-iler. './inn gewünsclit, kann

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ein geeigneter Strang oder ein Band erhalten werden durch der Länge nach erfolgendes Aufschlitzen einer Schicht oder Tafel eines verstreckten, extrudierten, geschäumten Materials. Im axlgeiaeinen und in beispielhafter ieise kann, wo der extrudierte Strang einen kreisförmigen oder grob kreisförmigen Querschnitt hat, der Durchmesser zwischen 0,1 (2,54 mm) und 1 inch (25,4 mm), beispielsweise zwischen 0,2 (5 108 mm) bis 0,5 inch (12,7 mm) sein. Die Dichte des geschäumten Materials kann beispielsweise zwischen 1 pound (0,453 kg) und 10 pounds ( 4,53 kg) oder mehr pro cubic foot (0,02832 ή?) liegen, wie von ungefähr 2 (0,907 kg) bis 4 (1,814 kg) oder 5 pounds (2,268 kg) pro cubic foot. Die Tatsache, dass das Ausgangsmaterial verschäumt ist, kann ebenso in den Bezeichnungen der Volumfraktion der Hohlräume, die es enthält, ausgedrückt werden, und diese kann so niedrig wie 0,5 sein. Jedoch ist in der Praxis die yolumfraktion der Zohlräume oftmals nicht geringer als 0,9, sodass der Bereich beispielsweise von 0,95 bis " 0,985» beispielsweise von 0,96 oder 0,97 bis 0,98 sein kann. Sine Yolumfraktion von Hohlräumen von 0,5 ist gleich einem Verhältnis des ochaumvolumens über dem Volumen des thermoplastischen Hateriala, welches dieses enthält von zwei zu eins,

Im allgemeinen wird bei der Herstellung des extrudierten, geschäumten, thermoplastischen Materials das Treibmittel eine nieder3iedende Substanz oder ein chemisches Treibmittel sein. - 17 109844/1296

BAD ORlGiNAL

.Das geschäumte Llaterila enthält gewöhnlich geschlossene Zellen, obgleich Material (zum Beispiel Polyäthylen) verwendet werden kann, welches Zellen enthält, die in gewissem Ausmaß zwischenverbunden oder "offen" 3ind, In manchen Fällen ist das llittel eine flüchtige Substanz, und es ist oftmals eine solche, welche ein Gas oder Dampf unter normalen atmosphärischen Bedingungen (wie bei 20 G und 1 Atmosphäre Druck) ist, aber welche, da sie vor dem Extrudieren unter Druck ist, in lösung in dem geschmolzenen oder ^ halbgesehmolzenen thermoplastischen Material vorhanden ist. Das Treibmittel kann jedoch ein solches, wie Pentan oder eine Pentanfraktion, welche eine flüchtige flüssigkeit unter normalen Bedingungen ist, sein. Beispiele von flüchtigen Substanzen, die verwendet w erden können, sohliessen niedere aliphatisch^ Kohlenwasserstoffe, wie Methan, Äthan, Äthylen, Propan, ein Butan oder ein Pentan, niedere Alkylhalogenide, wie Methyl-chlorid, Trichlormethan oder 1,2-Dichlortetrafluoräthan, Aceton und anorganische ffaae wie Koh- ä lendioxyd oder Stickstoff, ein. Die niederen aliphatischen Kohlenwasserstoffe, besonders Butan,sind im Hinblick auf Polyalefinmaterialien, wie Polystyrol und Polyäthylen, brauchbar. Das Treibmittel kann ebenso ein chemisches Treibmittel sein, wie beispielsweise ein Bicarbonat wie beispielsweise IJatrium-bicarbonat oder Aiamonium-bicarbonat oder eine organische Stickstoffverbindung, die beim Erhitzen Stickstoff freigibt, wie bei3p ielsweise Dinitroaopentanietlr/len-

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diamin oder Barium-azodioarboxylat. Von 3 bis 3ü/>, besonders 7 bis 20 Gew.^, bezogen auf das G-ewicht des "thermoplastischen Ilaterials, ist oftmals ein geeignetes Verhältnis des Treibmittels und beispielsweise hat die Verwendung von 7 bis 15 G-ew·^ Butan, zusammen mit einem rolyolefin-.material, ausgezeichnete Ergebnisse gebracht. Litunter wird das Treibmittel, zusammen mit einem kernbildenden Mittel, verwendet, welches die Bildung einer trossen ^nzahl ^ kleiner Zellen unterstützt. Bin weiter bereich von kernbildenden Mitteln kann verwendet werden, einscliliesslich feinverteilte inerte Feststoffe, -wie beispielsweise SiIicium-dioxyd oder Tonerde, möglicherweise zusagen mit Zink-stearat oder-kleine Mengen einer Substanz, weiche bei der Extrudierungstemperatur, zur Gfewinnung eines >uses, das verwendet werden kann, zerfällt, ^in ^eisyiel der letzteren Elasse der kernbildenden ..ittel ist J^triUüi-bicarbonat, verwendet, sofern gev/ünscht, zu.sa-.jaen mit einer schwachen Säure, wie beispielsweise Weinsäure oder Citronensäure. Ein kleiner Anteil kernbiluendes i.ittel, beispielsweise bis zu 5 Grew·y> des thermoplastischen materials, ist gewöhnlich wirksam. Bin ,7eichiut.cij.er kann ebenso, v/o dies geeignet ist, vorhanden sein.

Das Verzieharbeitsverxahren wird vorzugsweise auf kontinuierlicher Basis (obgleich dies nicht wesentlich ist) durchgeführt, und die Stufe des Zusa-menbrechena des Schaums kann unmittelbar folgen oder kann nachfolgend durchgeführt

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werden, beispielsweise bei getrennten Längen von verstrecktso. verschäumte-i material. Das extrudierte, geschäumte, thermoplastische Laterial wird längs der Extrudiera?ungs~ richtung verlogen, und bei diesen Verfahren wird es in einheitsgerichteter i/eise (das heisst in einer ^chse gesojen) orientiert, und die Zellen des Schaums werden verlängert. Das verstreckte llaterial hat gewöhnlich eine leicht höhere Dichte als das llaterial vor dem Yerstreklcen. Die genauen Bedingungen, die für das "Verziehverfahren net.ν endig sind, um die gewünschten Srgebnisse zu erhalten, hängen von dein besonderen thermoplastischen Material, das verwendet wird, ab, aber im allgemeinen wurden „ibsiehverhältiiisse von 20:1 bis 2i1 als brauchbar befunden, oeisoielsweise 15:1 bis 5:1· Gute Ergebnisse v/urden nit eine..: TerlUlltnis zwischen 12:1 und 5:1, beispielsweise von 10:1 bis 7;1. -3:.halten. Die verwendete üeji^erc;tur Iii.:nj;t wiederum von deiji besonderen, thermoplastischen l.r.terial ab, aber sie ist in den meisten Fällen als solche eine erhöhte, beispielsweise über 40 oder 50 und hinauf bis su 130 oder 14C G oder in manchen Fällen sogar mehr, .äine Temperatur ii;i Bereich von 80 bis 1CU⁰C, wie ungefähr SO⁰O, ist oftmals brauchbar. Im Prinzip ist es wünschenswert, dai das geschäu.ate llatei'ial auf eine mä;3ig erhänte Temperatur erhitzt wird, nicht hoch genug, um der 3chaumstruktür zu schaden, doch hoch genug, um das Material ausreichend dehnbar su machen, "beispielsweise

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kann das extrudierte, geschäumte Styrol bei Temperaturen von 120 bis 140⁰C gezogen werden, während für ein geschäumtes" Polyäthylen hoher Dichte eine !Temperatur zwischen 40 und 100°C vorzuziehen ist. Ein amorphes, thermoplastisches Material sollte normalerweise über dessen G-laspha-• senübergangstemperatur verstreckt werden, während ein kristallines, thermoplastisches Material bei einer Temperatur unter dessen kristallinem Schmelzpunkt gezogen wer-

^ den kann. Wenn das geschäumte Material hoch heiß von dem StrangpreßverfaüTen ist, dann kann es erforderlich sein es zu kühlen, bevor es möglich ist es in einem nachfolgenden Arbeitsverfahren zu ziehen, aber bei dem normalen Ablauf der Gegebenheiten muß ein geschäumtes Material auf eine geeignete Temperatur erhitzt werden, bevor es gezogen werden kann, weil beispielsweise sogar bei einem kontinuierlichen Arbeitsverfahren die Temperatur des geschäumten Materials zu sehr abgefallen sein kann bis zu dem Zeitpunkt, wo es möglich ist, es zu ziehen. Die V/är-

" mebehandlung, die angewendet wird, ist, wie dies bereits erläutert wurde, eine solche, daß der extrudierte Schaum ausreichend dehnbar ist, um gezogen zu werden und diese kann beispielsweise einschließen, entweder das Erhitzen des geschäumten Materials auf eine gleichbleibende Temperatur oder das Unterwerfen desselben einer verhältnismäßig hohen Temperatur (möglicherweise so hoch wie 200°0) für eine kurze Zeit, nachfolgend eine Zeitdauer (normaler-

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weise langer) auf einer niederen Temperatur. Beispielsweise kann ein geschäumtes Material, das in einer Form hergestellt wird, welches eine Außen"Haut" des Materials (welche eine höhere Dichte als das Innenmaterial hat) auf weist, bessere Ergebnisse bei einer Wärmebehandlung ergeben, welche eine kurze Anfangszeitdauer bei einer höheren Temperatur einschließen. Diese Anfangsbehandlung kann im Falle eines thermoplastischen Materials, wie kristallinem ^ Polypropylen, brauchbar sein und kann so kurz wie einige Sekunden sein. Die genauen Bedingungen, die zur Sioherstellung erforderlich sind, daß ein geschäumtes Material in einer Bedingung ist, die es zum Ziehen, geeignet macht, können leicht durch einfache Versuche gefunden werden. Im allgemeinen kann irgendein geeignetes Verfahren zur Wärmeanbringung verwendet werden. Beispielsweise kann das extrudierte, geschäumte Material durch heiße Luft oder duroh irgendein inertes Gas oder duroh ein erwärmtes Bad einer geeigneten inerten flüssigkeit, wie Wasser, Glyzerin oder Äthylen-glykol durohgeleitet werden. Inbestimmten Fällen kann das Ziehen bei Zimmertemperatur, beispielsweise mit Wylonmaterialien durchgeführt werden.

Naohdem das geschäumte, thermoplastische Material gezogen wurde, wird es teilweise desintegriert au dem Garn, das heißt ei wird in das dreidimensionale Hetzwerk zwischenverbundener laeertlemente gebrochen. In diesem Arbeitsver-

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fahren werden die Wandungen der verlängerten Zellen des thermoplastischen Materials niedergebrochen oder "zerfasert" im Sinne von Faserbildung "fibri liiert ¹J, um Fasereleinente zu ergeben. Die festen Dreipunktverbindungun bei den Enden der Zellen sind in manchen Fällen die Yerbindungspunkte einer Anzahl zwischenverbindender laserelemente. Die Desintegrierung kann beispielsweise bewirkt werden durch mechanisches Bearbeiten des gezogenen Materials, sodaß Scherkräfte auf dieses angewendet werden, vorzugsweise in einer querlaufenden Sichtung. Bs können verschiedene Hege zu dieser Durchführung verwendet werden, einschließlich Reiben, Walzen, Drillen,' Schütteln, Schlagen oaer anderweitiges Unterwerfen des Materials Kräften, die dazu neigen es seitlich, beziehungsweise quer mit rechten '.Yinkelii zur Orientierungsrichtung auszuziehen, beziehungsweise zu verstrekken. Beispielsweise kann eiiie hin- und hergehende "Klemmvorrichtung", zusammen mit einer benachbarten, stationären Klemmvorrichtung, wie dies später beschrieben wird, verwendet werden. Andere Verfallen können die Verwendung von zwei zylindrischen Bürsten, eine stationär und eine drehbar, eine Hammermühle und das Bewegen von Kautschukoberflachen, in der Form von Platten, laufende Bänder oder Walzen, umfassen. Ultrasohallvibrationen oder geeignet gerichtete luftdüsen können ebenso ν erwendet werden. Im allgemeinen liegt im Falle der thermoplastischen Harze die lemperatur, bei welcher die teilweise Desintegrierunf»

" ²³ "

durchgeführt wird, bei Zimmertemperatur (2O°C) oder möglicherweise'höher bis zu 3O⁰G. Im Falle bestimmter spezifischer, thermoplastischer Harze (besonders solche, welche einen Grad an Elastizität besitzen und daher verhältnismässig zäh sind) und bei elastomeren Materialien im allgemeinen ist die'verwendete Temperatur im allgemeinen niederer als Zimmertemperatur, beispielsweise 5 oder 0 G oder sogar niederer.

Die hin- und herlaufenden und die stationären Klemmvorrichtungen, die oben erwähnt wurden, Können in der Praxis beispielsweise aus zwei Paaren (1 und 2) von Metallbarren bestehen, wie dies in der Endvorder ansicht in Figur V aufgezeigt ist und im äeitenaufriß in Figur VI. Die Sarren (1 und 2) haben ^uadratquerschnitt (nit abgerundeten Kanten), und jedes Paar besteht aus zw-ei ähnlichen Barren, die vertikal übereinander montiert sind. Die Barren in jedem Paar werden leicht in Kontakt gehalten mittels federbelasteter Führungen (3)· Das linke Barrenpaar (1) ist ' stationär und wird in Kontakt gehalten mit den Barren (2) durch die Wirkung einer Blattfeder (4). Haltevorrichtungen (nicht aufgezeigt) sind vorgesehen, um den Barrensatz zu haltern. Die Barren (2) werden abwechselnd auf- und niederwirkend durch den freibeweglichen vertikalen Stb'ssel (5) bewegt, welcher durch eine exzentrische Scheibe (6) auf der ./eile eines elektrischen Motors (nicht aufgezeigt)

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angetrieben wird. Das ge20gene, geschäumte Material bewegt sich durch die Barren von rechts nach links mittels · des Paares getriebener Walzen (7).

Das dreidimensionale Hetzwerk der Faserelemente, das erhalten wird durch Zusammenbrechen des gezogenen Schaums, kann zu einem grosseren oder geringeren Ausmaß desintegriert werden zur Gewinnung von Garnen, welche möglicherweise mehr, beziehungsweise weniger voluminös sind. Die so hergestellten Garne können, wenn gewünscht, zur Gewinnung umfangreicherer und im Gewicht leichterer irodukte "aufgekämmt" werden, und dieses Arbeitsverfahren kann durch herkömmliche !extilmittel durchgeführt werden, beispielsweise mechanisch (wie ,durch geriffelte Y/alzen) oder beispielsweise unter Verwendung von luftdüsen.

Bei bestimmten Garnen können einige der 3?aserelemente als "Bündel" vorhanden sein, wobei einige der Paserkomponenten mit den Pasern benachbarter Bündel zwischenverbunden sind. Die Bündel treten besonders dort auf, wo das Garn unter Verwendung eines nur geringen Grades an Desintegrierung des gezogenen, extrudierten Schaums, hergestellt wird.

Zusätzliche Arbeitsverfahren, beispielsweise Färben oder Verleimen, können bei einem Garn nach der Erfindung, wenn gewünscht, durchgeführt werden.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele er-

^lautert· 108844/1266 , _,,-

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Beispiel 1

Dieses Beispiel beschreibt ein neues,, erfindungsgemäßes Polyäthylengarn hoher Dichte und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Das Ausga^gsmaterial war ein Strang (oder Stab) von geschäumtem Polyäthylen hoher Dichte mit einem kreisförmigen Querschnitt von einem. Durchmesser von 0,4 inch, der hergestellt wurde durch Extrudieren durch eine Mundstückdüse von 0,1 inch im Durchmesser und einer "Abquetaohflache" (land) von 0,3 inch, wobei die verschäumbare Polyäthylenzubereitung 100 Gew.Seile Polyäthylen hoher Dichte von einer Dichte von 0,96 g pro ecm, 12 Crew.Teile Butan als Treibmittel und 1 Teil feinverteiltes Silicium-dioxyd als kernbildendes Mittel, enthielt. Der verschäumte Strang wurde durch ein Äthylen-glykolbad bei ungefähr 110 0 geleitet und, während er bei dieser !Temperatur war, in der Längsrichtung auf annähernd das 10-fache seiner ursprünglichen Länge verstreckt, dieses verursachte die Orientierung in einer längagerichteten Sichtung der Zellen des gesohäumten Polyäthylens. Man liess das gezogene Material auf Zimmertemperatur abkühlen, und es wurde eine Scherwirkung der abwechselnd v/irkenden Bewegung einer Klemmvorrichtung (des oben beschrieDenen und in den Figuren V und YI aufgezeigten Typs) unterworfen, durchweiche das orientierte, geschäumte Polyäthylen geleitet wurde. Die-

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. - 26 -

ses Verfahren hatte das erfindungsgemäße Garn zum Ergebnis.

Die Barren (1 und 2) der IQemmvorrichtungsanordnung waren aus poliertem. Aluminium, und jede war 4= inches (101,6 mm) lang mit einem Querschnitt von i/4tel. inch (6,35 moi) mal i/4tel inch. Die Geschwindigkeit des Elektromotors war 1400 Umdrehungen pro Minute und die Vertikalbewegung der Barren (2) war 1/2 inch (12,7 mm). Das geschäumte, gezogene thermoplastische Material wurde durch die Lleiiiaivorrichtungsanordnung mit einer linearen Geschwindigkeit von 2 feet (0,61 m) pro Minute durchgeleitet.

Dieses Garn war sehr flexibel und besaiS eine brauchbare Zugfestigkeit} es konnte als starker Faden verwendet werden oder es konnte von ihm als Garn beim Verweben eines Gewebes, beziehungsweise Stoffes,' Georauoh gemacht werden. Das Garn bestand aus einer Hasse von i-olyäthylenfasern hoher Dichte, die in drei Dimensionen in einer grossen An zahl von Punkten verbunden waren. Die Fasern waren in wesentlichen parallel zu der Garnlänge (obwohl viele brükkenbildende oder zv/isohenverbindende Fasern vorhanden waren, die nicht parallel su dem liauptkörper der Fasern waren), und es waren nur sehr wenige nichtverbundene oder "lose" Faserenden vorhanden. Die Faserelementa hatten im Durchschnitt eine Hauptstärke von ungefähr 0,001 incii (0,0254 mm) uüu ihre Erscheinungsform v/ar im wesentlichen eine solclis, wie sie in den Figuren III und IV aufgezeigt ist. Der

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ORIGINAL

- 27 Durchsclmittsoberfläohenbereich der las er elemente war

0,55 η i-ro Gra-uiii.

Eine probe des Garns wurde in dem Ausmaß von 10 Drehungen pro inch (25,4 min) verswirnt, zur Bildung eines verzwirnten Garnes mit einem Durchmesser von 0,06 inch (1,52 mm)} es war wiederum flexibel mit einer ausgezeichneten Zugfestigkeit.

Uine weitere Probe des oben hergestellten Garns -wurde mit einem Ausmaß von 4 Drehungen pro inch verzwirnt, und dann wurden 3 Längen von diesem Zwirn zusammen in einem Ausmaß von 6 Drehungen pro inch verswirnt. Das sich ergebende Produkt wurde verdoppelt und erneut verzwirnt im Ausmaß von 6 Drehungen pro inch. Der denier von diesem 2x3 gefachten Garn war 4»600, und seine Zugfestigkeit war 1,2 g pro denier.

Wird als Ausgangsmaterial ein geschäumter Strang mit einem Durchmesser von 0,07 inch (1,778 mm) verwendet und sind die anderen bedingungen ähnlich, dann wurde ein feineres Garn hergestellt. Die verzwirnte Form von diesem hatte einen Durchscllnittsdurchmesser von 0,01 inch (0,254 mm).

Beispiel 2

Dieses Beispiel beschreibt ein neues Garn, das aus kristallinem Polypropylen nit einem Schmelzindex: von 0,3 erhalten

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Das extrudierte, geschäumte Polypropylen wurde erhalten durch. Extrudieren eines G-emischs von Polypropylen und 12 Gew./6 Butan* Eine 1 inch Strangpresse mit einer ringförmigen Öffnung des Durohmessers von 5/64 inch (1,984 mm) wurde verwendet, wobei die Abquetschflache 1/2 inch (12,7 mm) lang war. Die Extrudierungstemperatur war 140 und der Dusendruck 1,000 pounds pro square inch (70,3 kg/cm )» Das sich ergebende geschäumte Polypropylen bestand aus einem Materials tab von ungefähr 1/2 inch (12,7 mm) im Durchmesser mit einer Dichte von 1,28 pounds pro cubic foot (0,0897 g/enr)} das Material war ziemlich flexibel mit einer silbernen Oberschicht.

Das geschäumte Material wurde erhitzt duroh Durchleiten desselben durch eine Zone, die mit elektrischen Heizkörpern ausgestattet war. Die Wärmebehandlung betrug 15 Sekunden bei 25O⁰G. Man ließ dann die Temperatur auf 90⁰G abfallen, und bei dieser Temperatur wurde das Material mit einer Geschwindigkeit von 7,000$ pro Minute gezogen unter Bildung einer Dehnung von■1300$. ΐ

Das extrudierte gezogene Material wurde auf Zimmertemperatur gekühlt und dann duroh die abwechselnd wirkende .Klemmvorrichtung, wie sie in Beispiel 1 be schrie Den; wurilöj Reitet. Auf diese Weise, erhielt man eine Mnge von sehr, flexiblem Garn mit einer Stärke von ungefähr 0,08 welches aas einer Äasse zwischenverbundener,

BAB

.mit wenig losen. Enden "bestand* Der OberfläGhenbereioh des G-arns war 0,26 m pro g. Das auf diese Weise hergestellte G-arn "besaß eine "brauchbare Zugfestigkeit von 4 (1,81 kg) bis 5 pounds (2,27 kg) bei' 90⁰C und bei 1O₁OOQ^ pro Minute Dehnungsgeschwindigkeit. Die Stärke der Faserelemente wechselte zwischen 0,0008"(0,0205 mm) und 0,006 inch (0,1524 mm) und die Breite zwischen 0,0076 (0,1930 mm) und 0,112 inch (2,844 mm).·Die Zugfestigkeit konnte durch Terzwirnen des Garnes erhöht werden, beispielsweise im Bereich von 1/4 bis 10 Drehungen pro inch. . -

Drei Längen des so hergestellten Garnes wurden jede mit einem Ausmaß von 4 Drehungen pro inch verzwirnt und dann zusammen in einem Ausmaß von 6 Drehungen pro inch verzwirnt.'Das sich ergebende 3 gefachte Garn hatte eine denier von 8150 und eine Zugfestigkeit von 1,9 g pro denier.

: ■■ r- ■ Beispiel 3 . ·

Dieses B'eisplel beschreibt ein Garn nach der Erfindung, das aus, Polystyrol hergestellt wurde,

Daa JÄSgangsmaterial war ein langer Stab von geschäumtem PoiystyEOl, welcher -hergpstellt wurde durch Extrudieren durch eine ringförmige Düse einer verschäumbaren Polystyrolzuber $itang, welche ein Butantreibmittel und. feinverteiltea gjilicium-dioxyd als kernbildendes Mittel enthielt.

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Der Stab von verschäumt em Polystyrol, der t/2 inch (12,7mm) dick war und eine Dichte von 2 pounds pro cubic foot (0,05204 g/om ) hatte, wurde durch ein Bad von Glyzerin bei 130 0 geleitet und während er bei dieser Temperatur. war,= auf das 6-fache seiner ursprünglichen Länge verstreckt. Dadurch wurde die Orientierung in einer längsgeriohteten Richtung der Zellen des verschäumten Polystyrols verursacht, nunmehr mit einem Durohmesser von ungefähr 0,1 inch (2j54 mm).

Das verstreokte, geschäumte Material wurde auf Zimmertemperatur gekühlt und durch die hin- und herlaufende Klemm,'-vorrichtung, wie in Beisp iel 1 beschrieben, durchgeleitet* Das sieh ergebende Garn besaß einen attraktiven weissen = "satinierten" Glanz und war sehr flexibel. Bs bestand aus einer Masse von Polystyrolfaserelementen, die in drei Dimensionen mit einer grossen Zahl von Punkten zwischenverbunden war* Die Saserelemente waren im wesentlichen paral-IeI zu der Extrudieriingsriehtung (obgleich viele brüokenbildende oder zwischenverbindende ]?aserelemente, die nicht parallel zu dem Hauptkörper waren, vorhanden waren), und es bestanden seh£ wenig lose Enden.

Eine Zunahme .der Zugfestigkeit wurde durch Verzwirnen des Garns, im Ausmaß von IG Drehungen pro inch, erreicht.

Ähnliche Polystyrolgarne wurden erhalten aus einer endlosen

" - ^r ■ -^- - 31 109844/1298 ^

Bahn von ö_r1 inch (2,54 mm.) Stärke der zwis.clienverl3tmderi.en Pas er elemente, die hergestellt worden durch Verziehen einer Schicht von extrudiertem, geschäumtem lolystyrol -und dann Zusammenbrechen der Schaumwandungen» Die Bann wurde der länge nach in schmale Bänder, jedes 1/4 inch (6,35 inm) "breit, geschnitten, wobei drei zusammen verzwirnt werden konnten zur Bildung eines. Garnes.

.Beispiel 4

Dieses Beispiel "besclireibt ein neues 3?asergefüge, das aus einem Hylon erhalten wurde, welches ein Öopolymerisattyp War mit einem niederen Sclimelzpunkt (160 0) und bekannt ist als ein: 6, 6:6 und 6:10 Gopolymerisati es wurde'unter der Handelsbezeichnuiig Ilaranyl M auf den Harkt gebracht. Dieses Mylon-Copolymerisat umfaßte ein 2wisclienpolyamid von Caprolactam, Eexamethylen-adipamid 'und Eexamethylen-seba*- camid*

Das geschäumte Material wurde erhalten durch Extrudieren eines G-emischs des lylQiio^ 5 Q-ew»?& Aceton und 2 Sew,^ feinYerteiltem Silicium-dioxyd durch eine .ringförmige Düse mit einsm.Durphmesser Ton.3/32 inch (2,381 mm), unter Ter-Wendung einer 11/2 inch (38*1 mm) Strangpressej die Dusentemperatur war 131 °0 und der Druck 1200. pounds pro sq..inch (84,4 kg/cm'¹ )♦ Der gekühlte, extrudierte, geschäumte Strang natte einen Durchmesser von ungefähr 1/4 inch (6,35

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Der Verschäunite Strang wurde auf eine Temperatur von'6O⁰G in einem Heißluft ofen erwärmt und dann auf .über IQOO7& bei 10ü0 bis 10,000$ pro" Hinute Delmungsgeschv/indigkeit gezogen.

Die Oberflächen des gezogenen, extrudi erteil Stranges wurden mit 'kthyl-allcohol angefeuchtet und dann durch die, in Beispiel-1 beschriebene, mechanische Eleninrrorriclitung geleitet zur Bildung einer G-arnmenge mit einer dreidimensionalen Struktur zv/iachenverbundener ITyI on-j?as er elemente.

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Claims (1)

1. T660465

   - 33 P a t e η t a η s ό r ü c h e

   1. Verfahren zur Herstellung eines Garnes dadurch gekennzeichnet, daß es"umfaßt das Verstrecken eines Strangs oder Bandes von einem extrudierten, geschäumten,:. thermoplastischen Material, sodaß es im wesentlichen in der Richtung des Extrudierens orientiert wird und Unterwerfen des·gezogenen, geschäumten Materials Kräften, sodaß die Wandungen des Schaums zusammengebrochen und in eine drei-dimensionale Struktur zwischenverbundener Faserelemente überführt werden,

   2w Verfanren zur Herstellung eines Garns gemäß Anspruch" 1 dadurch gekennzeichnet, -daß der Strang oder das .band von. verschäumtem, thermoplastischem Material, hergestellt wird mittels einer Strangpresse, aus welcher das thermoplastische Material und ein flüchtiges Treibmittel extrudiert werden. ■ '

   3. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel ein flüchtiger Kohlenwasserstoff ist. ■

   4. Verfahren gemäss einem der Ansprüche-1 bis 3 dadurch, gekennzeichnet, daß das extrudierte yer.schaum.te Material' vor dem Ziehen eine Dichte im Bereich von 1 bis tÖ poundia pro cubic foot (0,01602 bis 0,16020 g/cm'') hat.

   5. Verfahren gemäos einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß das extrudierte, geschäumte Liaterial hei einer erhöhten Temperatur, unter Verwendung eines Abzugvsriiältnissea "von zwischen- 2OiT und 2; 1 , gesogen wird.

   6. Verfahren gemass- einem der ..Ansprüche 1 Ms 5 dadurch gekennzeichnet, daß das ADzugsverliältnis zwischen 15:1 und 3:1 liegt. ⁼ ■ ■ ;

   7. Verfahren.gemäss einem der., Ansprüche 1 "bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß das verzogene, extrudierte, geschäumte Material umgewandelt wird in ein G-arn durch mechanische Mittel, welche Kräfte anwenden in einer äiciL-tung, welche quer zu der Sxtrudierungsriehtuiig des geschäumten Materials, gerichtet sind»

   8. Verfahren gemäss Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Mittel, ilittel zur .anwendung von Reihen, Drehen oder schüttelnden ICräften, einsciiliessen.

   9. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß₌ das Sarn einen Durchiaesser im Bereich von 0,005 inch (0^127 mm) "bis 0,15: inch (3,81 mm) hat,

   10. Verfahren gemäss Anspruch 9 dadurch gekennzeiphnet, daß der Querschnitt des G-arna im Bereich von 0,01 inck . (0,254 mm) bis 0,05 inch (1,27 mi) liegt.

   35 _

   1618*4/1298 ο*® ο?

   11« Verfahren gemflss einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material ein solches ist, wie es durch Polymerisierung eines äthylenisch ungesättigten !,ionomers erhalten wird.

   12. Verfahren gemäss Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, da2 das thermoplastische Material Polystyrol, kristallines Polyäthylen oder kristallines Polypropylen ist«

   13« Verfahren gemäss ünsprueh 11 dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material ein Öopolymerisat von zwei oder mehr äthylenisch ungesättigten'Monomeren ist.

   14· Verfahren gemäss Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, daß das öopolymerisat ein Öopolymerisat von Acrylnitril mit einem äthylenisch ungesättigten Monomeren ist.

   15* Verfahren gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein öopolymerisat von Acrylnitril und Vinyl-acetat verwendet

   16* Yerfaiiren gemäss einem der Ansprüche 1 "bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material Polyamid, ein Polyester oder ein Polylactam ist*

   17. Verfaliren gemäss Anspruoh 16 dadurch gekennselehne t, daß das tiiermoplastische tlaterial ein liylon, ein PoIyc.thylen-tei-'ephthalat oder ein polyoaprolactarn ist.

   18. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9 und 11 bis 17 dadurch gekennzeichnet, daß das Garn gezwirnt wird.

   19· Verfahren gemäss Anspruch 18 dadurch gekennzeiohrnet, daß das Garn in d.em Ausmaß von 2 bis 12 Drehungen pro inch verzwirnt wird.

   20. Verfahren gemäss Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, dass das Garn im Ausmaß von 1/2 bis 12 Drehungen pro inch verzwirnt wird.

   21 · Modifikation des Verfahrens von einem der Ansprüche 1 bis 9 und 11 bis 19 dadurch gekennzeichnet, daß das gezogene, verschäumte Material einen Querschnitt hat, der größer ist als der des gewünschten Garns, das gezogene Material zusammengebrochen wird und in eine drei-dimensionale Struktur von zwischenverbundenen Faserelementen umgewandelt wird und diese Struktur längs aufgeteilt wird zur Gewinnung einer Anzahl von Garnen, welche die gewünschten Querschnitte haben.

   22. Verfahren zur Herstellung eines Garns im wesentlichen, wie, unter Hinweis auf Beispiel 1, beschrieben.

   23. Verfahren zur Herstellung eines Garns im wesentli chen wie, unter Hinweis auf eines der Beispiele 2 bis 4, beschrieben.

   -37-109844/1298

   24o Garn, wenn "nach, dem Verfahren, von einem der Ansprüche 1 "bis 9, 11 bis 19 und 22 hergestellt.

   25. Garn, sofern nach Verfahren von Anspruch 21 hergestellt.

   25. Garn, sofern nach Verfahren von einem der Ansprüche 10, 20 und 23 hergestellt.

   27. Garn dadurch, gekennzeichnet, daß es eine drei-dimensionale Struktur einer Vielzahl zwischenverfindender 'thermoplastischer Faserelemente ist, wobei die Paserelemente im wesentlichen in der Produktionsrichtung des Garns verbunden sind und einige derselben Querschnitte haben, die verzweigt sind.

   28. Garn gemäß .Anspruch 27 dadurch gekennzeichnet, daß in einem Querschnitt mit rechten Winkeln zu der länge des Garnes von 10 bis 40$ der ffaserelemente einen verzweigten Querschnitt zeigen.

   29. Garn gemäß einem der Ansprüche 27 und 28 dadurch

   gekennzeichnet, daß die Easerelemente einen Oberflächen-"

   2 bereich von zwischen 0,05 und 1,5 m pro g haben.

   30. Garn gemäß Anspruch 29 dadurch ^ekermaeicLnet, daü dsr Oberfläciionbereich dor leaser elemente zwischen 0,1 und

   1,0 m² pro g ist. . ^C0PY

   109844/ 12 96 ~ '^ 7

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   51« Garn gemäß einem der Ansprüche 27 Ms 3P dadurch gekennzeichnet, daß die Durchschnittsentfernung zwischen den Zwischenverbindungspunkten zwischen den l?as er element en von 10-Ms 75Ö-mal so groß ist als die'Durchschnittsstärke der laserelemente.

   32. Garn, gemäus einem der Ansprüche 27 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß es einen. Durchmesser im Bereich von 0,005 inch Ms 0,1.5 inch hat.

   33. Garn, gemäß einem der Ansprüche 27 Ms 32 dadurch gekennzeichnet, ,daß die ]?aserelemente aus einem thermoplastischen Material zusammengesetzt sind, wie es in einem der Ansprüche 11 Ms 17 erläutert ist.

   34. Garn, gemäß einem der Ansprüche 27 Ms 33 dadurch gekennzeichnet, daß es verzwirnt ist.

   35. Garn, gemäß Anspruch 34 dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Ausmaß von 1/2 Ms 12 Drehungen pro inch verz?i/irnt ist.

   36. Garn im wesentlichen wie unter Hinweis auf Beispiel 1 beschrieben.

   37· Garn im y/esentließen wie unter Ein«eis auf eines

   der Beispiele 2 Ms 4 beschrieben. ■

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   ; -1-880465'

   38. Garn im wesentlichen "wie unter Hinweis auf eine der figuren III und IY der begleitenden Zeichnungen beschrieben.

   39· Gewebe, wenn es aus einem. Garn gewoben wird, wie es in einem der Ansprüche 24 und 36 beansprucHt wird. ■

   ' 40. G-eviebe, Ifetz, Seil oder Strick, sofern aus einem Garn, wie in Anspruch. 25 beansprueht, hergestellt. "

   41. Gewebe, Netz, Seil oder Strick, wenn aus einem Garn liergesteilt, wie es in einem der Ansprüche 26 bia 35» und 38 beansprucht

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   HO

   L e e r s e ϊ t e

   OBlGHNAL IT4SPECTED