DE1660490A1

DE1660490A1 - Mattiertes Einfadenband aus einem synthetischen fadenbildenden Material und Spinnduese fuer dessen Herstellung

Info

Publication number: DE1660490A1
Application number: DE19671660490
Authority: DE
Inventors: Elbert Donald Lee; Wright Robert Ted
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1966-01-17
Filing date: 1967-01-10
Publication date: 1971-11-04
Also published as: FR1583654A; LU52812A1; CH465128A; IL27219A; GB1166361A; NL6700235A; BE692760A; NL157359B

Description

PATENTANWÄLTE DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 1660490 DR. M. KÖHLER DlPL-ING. C GERNHARDT MÜNCHEN HAMBURG

.TELEFON: 555474 8000MtINCHENIS,'"

TELEGRAMMEiKARPATENT NUSSBAUMSTRASSf 10

¥. 12 924/66 13/RS

Monsanto Company
St. Iiouis,-Missouri (T.St.A.)

Mattiertes Dinfadenband aus einem synthetischen fadenbildenden Material und Spisandiise'^iür dessen

Herstellung ³^

Die Erfindung beizieht sich auf synthetische Eihfadenbänder (monofilament ribbons) und insbesondöie auf mattierte synthetische Einfadenbänder, die insbesondert für die Yortäuschung von natürliehem Sriis brasichbar &iuä*

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Es ist bekannt, bestimmte synthetische Garne-für den Zweck zu mattieren, damit diese Garne den natürlichen Fasern ähnlicher sind» Die Mattierung von synthetischen Garnen war sowohl chemisch als auch mechanisch erreicht worden« Ob zur Mattierung eines Garnes ein Oberflächenreagens oder eine Reiboder Scheuerwirkung angewendet wird, können die Ergebnisse in beiden dieser Mattierungsverfahren erheblich die Leistungsfähigkeit des Garnes beeinflussen. Die unerwünschten Wirkungen werden insbesondere offensichtlich, wenn das Garn nachteiligen Witterurigsbedingungen und einer strengen Abnutzungsbehandlung ausgesetzt werden muß. Daher sind Garne, die durch besondere chemische Reaktionen oder durch Scheuern oder Reiben mattiert·wurden, nicht besonders für solche Produkte geeignet, wi· z.B. synthetisches Graa, die im Freien angebracht werden können und strengen Abnutzungsbedingungen, wie sie z.B. von Hagel- ödex¹ Spike3chuhen(eieated or-. spiked shoes) erteil* werden, ausgesetzt sind« Bisher bestand kein wesenifelieliesProblem b#«üglich eines übermäßigen Funke Ins, da die zur Herstellung iron." künstlichem Graf früher verwendeten Garne aus Hehrfadengarnen \ oder Einfadengatnen von kleinem fiter gebildet waren, die im

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allgemeinen runde Querschnitte aufweisen, welche ein unerwünschtes Ausmaß von Lichtreflexion nicht fördern. Derartige . Garne erwiesen sich jedoch bei Verwendung als Grasereatz als unterlegen. Garne mit geringem Titer ergeben keine Ähnlichkeit

mit Gras und beim Verschmelienaur Bildung eines Hehrfadengarns

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mit der Struktur von Grashalmen tritt ein unerwünschtes Spaltungsausmaß auf, wenn es einer Überforderung unterworfen wird.

Beim Versuch, ein Garn zu schäffen, das mit anderen Materialien zur Herstellung oder Ausbildung eines synthetischen Rasens, der natürliiDhem Rasen sehr ähnlich ist, verwendet werden kann; wurde festgestellt, daß ein dünnes, aus einer pigmentierten grünen Masse ausgespritztes öder extrudiertes Einfadengarn natürlichem . Gras ähnlich ist, Wenn es zu einer Unterlage, wie sie in der US-Patentschrift · ·,..., (US-Patentanmeldung Serial No. ......) beschrieben ist, verarbeitet wird.

Die flachen bandartigen Garne, wie in der erstehend genannten US—Patentschrift beschrieben, erwiesen sich als ausgezeichnet für die Herstellung von ErsaHjzmatePialien für natürlichen Rasen. Es wurde jedoch festgestellt, daß für die Anbringung oder Installation die großen glatten Oberflächen dieser Bänder ein unerwünschtes Ausmaß an Funkeln, Schimmern oder Glänzen fördern· Versuche, die Bänder durch Anwendung von gebräuchlichen Verfahren, beispielsweise durch Schleifen und-..mit Chemikalien zu mattieren, verschlechterten die Paserstruktur auf ein solches Ausmaß^ daß die Bänder eine verringerte Leistungsfähigkei€ besaßen, wenn sie als Ersatz für natürliches Gras verwendet wurden. Wie In der vorstehend genannten US-Patentschriffc beschrieben ist, ist ein naheeu rechteckiges Querschnittseinfadenband zur Verdoppelung der Ähnlichkeits- und Leistungseigenschaften, verglichen mit natürlichem Gras, nahezu unentbehrlich· : ■

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Stoffe, die aus gebräuchlichem Flachbandgarn für den Gebrauch als synthetisches Gras- hergestellt wurden, zeigen einen Glanz oder ein Funkeln von unechtem oder unnatürlichem Aussehen und sind dadurch offensichtlich unerwünscht. Die gebräuchlichen Verfahren zum Mattieren von synthetischen Fasern oder Fäden durch den Einschluß von Mattierungspigmenten sind bei Bändern, die für die Herstellung eines erwünschten grasähnlichen Stoffs ausreichend groß sind, nicht wirksam, da der Glanz hauptsächlich von der glatten Oberfläche," die durch die gebräuchlichen Mattierungsmittel nicht beeinflußt wird, herrührt. Synthetische Bänder, die irgendeine strukturelle Ähnlichkeit mit Gras aufweisen, müssen einen Titer von wenigstens 3oo besitzen, wobei der Querschnitt eine Breite besitzt, die um wenigstens das 5-fache größer als die mittlere Dicke ist, um geeignete Biegeeigenschaften zu erzielen» Versuche, den von den glatten Oberflächen bei Textilgarnen von geringem Titer übertragenen Glanz zu überwi&en, waren erfolgreich, wenn der fc Querschnitte-ausbildung der Fasern während des Spinnens Lappen oder Loben verliehen wurden. Im G_egensatz zu diesem Erfolg bei Textilgarnen von geringem Titer wurde jedoch gefunden, daß, wenn ein Bandgarn von großem Titev die gelappte Ausbildungsform oder Konfiguration, wie bisher bekannt, besitzt, auf den Bandoberflächen ein wellenförmiges Aussehen erzeugt wird, das . tatsächlich den Glanz steigern kann«,

Es wurde nunmehr gefunden, daß es einen Weg gibt, um die

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Erzeugung von einem Band mit einem hohen (Eiter, das den erwünschten Grad von Trübheit für die Bildung von synthetischem Gras aufweist, zu.erleichtern« Völlig unerwartet wurde festgestellt, daß eine Reihe von ausgeprägten Auswüchsen oder Höckern, die sich in Richtung der Hauptachse eines Bandes erstrecken, die breiten Oberflächen des Bandes in kleine ebene Bereiche unterteilt, um einen niedrigeren Grad an Glanz als bei den bisher zur Anwendung gelangenden verschiedenen Konfigurationen zu || erzeugen,, Die Auswüchse oder Höcker können in angemessener Weise geformt und dimensioniert warden, um die physikalischen Eigenschaften eines Bandes beizubehalten, das eine gute leistungsfähigkeit bei Anwendung als Ersatz für natürliches Gras aufweist. Es gab Beispiele, bei welchen Polymerisatschmelzen durch eine Reihe von runden Löchern ausgespritzt oder extrudiert wurden, die einen sinusförmigen Weg bilden, um Bandgarne mit gelappten Oberflächen zu· erzeugen« Derartige Garne sind gegenüber einer Spaltung sehr empfindlich, da deren struktu- ~ relle Ausbildung von der Schmelzhaftung der verschiedenen runden Ausstoßungen unter Bildung eines bandartigen Produktes abhängen muß« Diese Haftung ist bei einem Wasserabkühl- oder Abschreckverfahren unregelmäßig und sehr schwierig zu erhalten, welches für Bänder mit großen Titerwerten,insbesondere mit profilierten Bändern mit oberhalb 3oo den unerlässlich ist. Demgemäß ist es besonders wichtig und sehr erwünscht, die Mög-

I lichkeit zur Mattierung eines dünnen bandartigen Einfadengarns I

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ohne wesentliche Änderung von dessen anderen physikalischen Eigenschaften zu haben,

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines synthetischen Bandgarnes, das keinen unerwünschten und unnatürlichen Glanz aufweist und eine zufriedenstellende Beständigkeit gegenüber Abnutzung und Abrieb besitzt.

Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Spinn- ^ düse für die Herstellung von synthetischem Bandgarn.

Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung die Schaffung eines Garnes, das eine große Ähnlichkeit mit natürlichem Gras besitzt.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Spinndüse mit einer profilierten öffnung, die eine Mehrzahl von ausgeprägten Auswüchsen einem synthetischen Material beim Ausstoßen oder Extrudieren durch diese Öffnung erteilt, um ein Band zu bilden, das natürlichem Gras sehr ähnlich ist. _k Ein anderer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Einfadenbandes mit einer Mehrzahl von in Längsrichtung sich erstreckenden Auswüchsen oder Vorsprüngen auf dessen breiten Oberflächen.

Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung eines mattierten, bandartigen Garns mit gestreiften Oberflächen, die natürlichem Gras sehr ähnlich sind.

Gemäß der Erfindung ist ein dünnes bandartiges Einfadengarn vorgesehen, das eine vorbestimmte Anzahl von Auswüchsen

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oder VorSprüngen oder Lappen besitzt, die parallel zueinander auf den Längsoberflachen des Garnes verlaufen, um die ebenen

Oberflächen in genügend Abschnitte zu unterteilen und dadurch die großen ebenen Flächen zu vermeiden, wodurch die Neigung des Garns zum Leuchten verringert wird. Die Lappungen oder Vorsprünge sind auf gegenüberliegenden Seiten des Bandes versetzt oder gestaffelt, um eine gleichförmige Dicke über die Bandbreite aufrechtzuerhalten, so daß die maximale Festigkeit des Bandes gegenüber strengen Abnutzungsbedingungen erhalten ™ bleibt. Wenn die Vorsprünge auf den gegenüberliegenden Seiten des Bandes nicht gestaffelt oder versetzt sind, wird an den dünnen Abschnitten ein Schlitzen, Spalten oder Aufreißen aufgrund der bevorzugt auftretenden Kühlungs- und Spannungsbelastung bei Ingebrauchnahme eingeleitet. Das bevorzugte Verfahren zur Herstellung der Bänder wird ausgeführt, indem man ein fadenbildendes Polymerisat durch eine geschlitzte öffnung mit gezahnten oder gerillten Seitenwänden auspreßt oder extrudiert und dann die Ausstoßung mit Wasser rasch abkühlt, um der-an Verfestigung im wesentlichen in der durch die Rippen oder Riffelungen auf den Öffnungswänden gebildeten Gestalt herbeizuführen. Offensichtlich sind die Vorsprünge oder Auswüchse auf dem Band nicht so ausgeprägt wie das Profil der Öffnungswände .

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

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Figo 1 zeigt ein Bruchstück -einer Spinndüsenplatte, worin in vergrößerter Darstellung die gerippte oder geriffelte Ausbildungsform oder Konfiguration einer einzigen Öffnung der zur Formung des Querschnitts oder zur Profilierung der hier "beschriebenen Bänder verwendeten Art veranschaulicht wird.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht in vergrößerter Darstellung eines Bandes, das beispielsweise als Produkt gemäß der Erfindung geschaffen wird, und 3? ig, 3 zeigt in vergrößerter Darstellung eine Menge des in Fig„ 2 dargestellten Produkts.

Das Produkt gemäß der Erfindung wird vorzugsweise nach gebräuchlichen Spinnarbeitsweisen hergestellt, wobei die Spinndüse eine oder mehrere Öffnungen der in Fig. 1 gezeigten Art besitzt, in welcher der Ausschnitt aus einer Spinndüsenplatte _eine geschlitzte Öffnung 12 auf v/eist, die durch ein Profil mit einer Hehrzahl von Rippen oder Riffelungen 14 unter abwechselndem Abstand voneinander in Längsrichtung von gegenüberliegenden Wänden der Öffnung gekennzeichnet ist, um eine mit Einkerbungen versehene Konfiguration zu erzeugen, welche einer durch die Öffnung zur Bildung eines Bandes 16, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, ausgespritzten oder extrudierten Hasse erteilt wird. Die Masse kann aus irgendeinem synthetischen Material bestehen, das beim Ausspritzen oder Extrudieren oder Formpressen unter geeigndben Bedingungen faden- oder filmbildende Eigenschaften aufweist ο

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Wie in Mgο 2 gezeigt, sind die Vorsprünge oder Auswüchse 18 auf den Breitseiten des Bandes 16 sehr deutlich und ausgeprägte Obgleich die mit Konturen versehenen Oberflächen des Bandes in gewissem Ausmaß variiert werden können, müssen Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden, um die Leistungseigenschaften von im wesentlichen flachen Bändern aufrechtzuerhalten«. Normalerweise besitzen die Vorsprünge Mikronabmessungen und können daher mit bloßem Auge nicht wahrgenommen werden. Die Vorsprünge können von verschiedener Größe sein, jedoch sollten sie für alle Größen durch einen ausreichend großen Abstand voneinander getrennt sein, um das Vorhandensein eines im wesentlichen ebenen Bereichs 2o zwischen jedem Vorsprung zu gewährleisten,, Es ist wichtig, daß derartige deutliche Vorsprünge anstelle von Lappen, die zur Erteilung eines wellenförmigen Aussehens neigen, das häufig das Funkeln oder Lichtreflexionsvermögen von synthetischen Bändern steigert, erhalten werden. Die dickeren Bänder können offensichtlich ausgeprägtere Vorsprünge aufnehmen. Demgemäß kann ein dumpfer oder matter und natürlicher aussehendes synthetisches Gras aus den dickeren Bändern hergestellt werden, jedoch muß der Querschnitt scharf kontrolliert oder geregelt werden, um die vorauszusetzende Biegsamkeit beizubehalten, die für die Erzeugung eines synthetischen Rasens, der natürlichem Hasen mit Bezug auf Leistung und Aussehen sehr ähnlich ist, erforderlich ist.

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Es ist ersichtlich, daß die Größe und der Abstand der ^orsprünge mit Bezug auf die Dicke eines besonderen Bandes kritische Beziehungen darstellen, die eingehalten werden müssen, um die notwendigen flachen Oberflächen zwischen den VorSprüngen zu erhalten» Mit Bezug auf Fig· 2 erwiesen sich die folgenden Dimensionsverhäitnisse als zulässig, um zufriedenstellende Bänder gemäß der Erfindung herzustellen:

» o.

j β o,o5 bis l,o

x * o,3 bis 4,ο

Tj =s o,l bis 4,o

j =0,5 bis 2,o β

Darin bedeuten:

A * Banddicke

^ B= Abstand zwischen den Mittelpunkten der Vorsprünge

O = Durchmesser der Vorsprünge

D β Höhe der Vorsprünge und

E .. » Abstand zwischen den Grundlinien der Vorsprünge.

Die einzelnen Abmessungen können innerhalb gewisser Gren— zenjvariiert werden, vorausgesetzt, daß die vorstehenden Verhältnisse eingehalten werden. Beispielsweise kann die Banddicke A im Bereich von o,oo3 bis 0,008 cm und der Abstand zwischen den

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Basis- oder Grundlinien der Vorsprünge B den Bereich von o,ool3 "bis höchstens o,ol3 cm, jedoch vorzugsweise bei etwa o,oo38 cm liegen« Es wäre zu erwarten, daß Bänder mit den vorstehend angegebenen Abmessungen für das bloße Auge das gleiche Aussehen wie gewöhnliche flache Bänder aufweisen, mit Ausnahme des wesentlich verringerten Ausmaßes an Funkeln oder Glänzen,, das von dem neuartigen Band gemäß der Erfindung aufgezeigt wird. Ein einfacher Versuch der zur Feststellung des auffallenden Unterschieds im Lichtreflexionsvermögen des modifizierten Quer- λ schnittsbandes gegenüber dem gebräuchlichen Flachband oder einem Band mit einer wellenförmig aussehenden Oberfläche angewendet werden kann, kann in der Weise ausgeführt werden, daß man eine Probe von jeder Bandart, die jeweils aus dem gleichen Material hergestellt ist, auf Spulen aufbringt und dBn Unterschied im Aussehen der Garnwickel beobachtet. Das neuartige Band gemäß der Erfindung besitzt ein viel dunkleres Aussehen als die anderen Bänderc Demgemäß gleicht ein synthetischer Rasen, der aus den dumpferen oder matteren Bändern hergestellt ist, viel mehr dem natürlichen Rasen, da das grasartige Aussehen wirklichkeitsge- " treuer ist als das Aussehen von den bisher verwendeten bekannten Materialien,,

Die neuartigen Bänder gemäß der Erfindung können aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt werden, das schmelzgesponnen oder preßgeformt werden, kann» Beispiele für besondere polymere Materialien umfassen Polyamide, wie Polyhexamethylen-

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adipamid (Nylon-66), Poly-C-capronamid (Nylon-6), ein Polymerisationsprodukt von Pyrrolidon (Nylon-4), Polyhexamethylensebacamid (Nylon-6lo), ein Polymerisationsprodukt von 11-Aminoundecansäure (Nylon-ll) sowie deren fasern- oder fadenBildenden Mischpolymerisate, die von Terephthalsäure und Äthylenglykol sowie von Terephthalsäure von Bis-l,4-(hydroxymethyl)-cyclohexan abgeleiteten Polyester, Polypropylen und andere Substanzen«

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Claims

Pa t e nt an 3 prü ehe

Io Mattiertes Einfadenband, das aus einem synthetischen fadenMldenden Material hergestellt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß es Breitoberflächen mit einer Vielzahl von auf diesen Oberflächen auftretenden deutlichen Vorsprüngen, die sich damit in Längsrichtung zur Unterteilung der Breit-

oberflächen in mehrere ebene Bereiche oder Flächen erstrecken, ^ die zwischen den Vorsprüngen auftreten, wobei die ebenen Bereiche mit Bezug zueinander auf gegenüberliegenden Breitseiten versetzt sind, umfaßt»

2ο Einfadenband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite wenigstens um das 5-fache größer ist als die Dicke ο

3ο Sinfadenband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Polyamid besteht.

4ο Einfadenband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Λ daß es aus Polyester besteht«,

5* Einfadenband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Propylen besteht<,

6ο Einfadenband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es· folgende Abmessungeverhältnisse aufweist: C/A β o,o5 bis l,oj B/A =o,3 bis 2,1; D/G = o,5 bis 2,ο und E/A « o,5 bis 2,o, wobei

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A * Banddicke

B * Abstand zwischen den Vorsprüngen G » Vorsprungsdicke
D a Vorsprungshöhe

E *. Abstand von Basis zu Basis zwischen den Vorsprüngen, wie in I¹Xg₀ 2 der Zeichnung gezeigt.

7ο Einfadenband nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, fe daß die durch den Abstand E bezeichnete Fläche zwischen den VorSprüngen im wesentlichen flach ist»

8β Einfadenband nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Dicke zwischen o,oo3 und 0,008 em und die Breite zwischen o,o3 und o,5o8 cm liegen.

9. Einfadenband nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Herstellungsmaterial grün pigmentiert ist.

Io₀ Einfadenband nach Anspruch 9_f dadurch gekennzeichnet, daß der Titer des Garne im Bereich von 3oo bis 15oo den liegt»

11. Spinndüse für die Herstellung des quersehnittsmodifizierten Bandgarnes gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Spinndüsenbefestigungseinrichtung und eine an der Befestigungseinrichtung angebrachte Spinndüse umfaßt, wobei die Spinndüse wenigstens eine Schiitζöffnung aufweist, die in geringem Abstand gegenüberliegende Wände aufweist, die eine Mehrzahl von selektiv im Abstand voneinander angeordneten Rillen oder Ausbauchungen aufweisen, wobei die Rillen oder Ausbauchun-

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gen auf gegenüberliegenden Wänden so versetzt sind, daß jede Ausbauchung einer flachen Oberfläche auf der gegenüberliegen« den Wand gegenüberliegt.

12. Spinndüse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzöffnung im wesentlichen rechteckig ist».

15. Spinndüse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Breitseiten des Rechtecks eine Größe von wenigstens dem 5-fachen der Breite der Schmalseiten aufweisen. Λ

14. Spinndüse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von C/A zwischen ο,25 und o,9o liegt, wobei A den Abstand zwischen den gegenüberliegenden Wänden und C die Breite der Ausbuchtungen darstellen.

15. Spinndüse nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von B/A zwischen o,8 und 4,ο liegt, wobei B den Abstand zwischen den Ausbuchtungen darstellt.

16. Spinndüse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von D/C zwischen o,l und 4,ο liegt, worin D die Tiefe der Ausbuchtungen darstellt.

17· Spinndüse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung eine solche Abmessung aufweist, um ein bandartiges Garn mit einem Titer von wenigstens 3oo den aus einem auspreßbaren synthetischen Polymerisat zu formen.

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