DE1704962A1 - Synthetisches flaechiges Extrusionsprodukt und Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents
Synthetisches flaechiges Extrusionsprodukt und Verfahren und Vorrichtung zu seiner HerstellungInfo
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Description
DR. EULE DR. BERG DIPL.-ING. STAPF -1 7 η / η β
8 MÜNCHEN 2. H ILBLESTRASSE 2O
Unser Zeichen Vl/Kr 16 681 Datum ' J, Qj^ ffifl
Anwalts-Ak-fce Itfr» 16 681
Öle - Bendt Rasmussen
Birker/d / Dänemark
Synthetisches flächiges Bxtrusionsprodukt und Verfahren
und Vorrichtung zu seiner Herstellung.
Die Erfindung "betrifft ein flächiges Bxtrusionsprodukt,
bestehend aus synthetischem Polymerisatmaterial, ein Verfahren aur Herstellung des Materials und eine Vorrichtung,
die.EU seiner Herstellung verwendet wird»
■■■-.■■ _ 2 —
Das Material ist in erster Linie für die Verwendung au:
dem Gebiet der Textilien, oder als Teppichmaterial, für Planen oder Säcke bestimmt, obwohl es auch andere Verwendungen
finden kann, z.B. zur Verpackung.
Ein flächiges Extrusionsprodukt nach der Erfindung besteht
aus Lamellen aus einer ersten Polymerisatkomponente, die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und so
^ angeordnet sind, daß sie quer zur Ebene des Flächenmaterials
liegen, wobei von einer oder von beiden Oberflächen des Flächenmaterials Einschnitte quer zu den Kanten
der Lamellen angeordnet sind. Diese Einschnitte nehmen Fäden aus einer zweiten Polymerisatkomponente auf, wobei
die beiden Komponenten ein natzartiges oder wabenartiges Gebilde in dem Flächenmaterial bilden«
. In der Beschreibung der britischen Patentanmeldungen
33 978/63 und 15 762/64 des Anmelders wurde ein Ver- w fahren zur Herstellung eines ü'lächenmaterials beschrieben,
bei dem zwei thermoplastische Polymerisate im flüssigen Zustand, von denen jedes in eine Vielzahl von
parallelen dünnen Strängen aufgeteilt ist, in einer Extrusionsvorrichtung miteinander verbunden werden, derart,
daß jeder einzelne Strang eines Polymerisates zwischen einzelnen Strängen des anderen Polymerisates in
einem Flächengebilde beim Austritt aus der Vorrichtung
109822/1828 ' bad original
eingelegt wird, worauf die Stränge durch eine gitterartige
Vorrichtung gedrückt und einer Scherwirkung · durch diese sich in seitlicher Hichtung zu der Bewegung
des Flächeilgebildes bewegenden Vorrichtung unterzogen werden, um das Material der einzelnen Stränge vor der
Erstarrung des flächigen Produktes seitlich auszuziehen.
In der Beschreibung der deutschen Patentanmeldung R 43 439 VIIa/29a wurde ferner ein Verfahren zur Herstellung
eines Flächenmaterials beschrieben, "bei dem ein flüssiges
oder halbflussiges synthetisches Polymerisatmaterial
gleichzeitig über eine Anzahl von in einer Reihe angeordneten Polymerisatkanälen zugeführt wird, während
eine zweite Komponente über abwechselnd mit den Polymerisatkanälen
angeordneten Komponentenkanälen eingespeist wird, wobei die so erzeugten Stränge einer starken
seitlichen Scherung oder Verschiebung unterzogen und mit
Hilfe einer eine Bewegung längs der Kanalreihen ausführenden kammartigen Vorrichtung ausgezogen werden, wodurch i
ein Flächenmaterial geformt wird, das parallele Lamellen
des Polymerisatmaterials enthält, von denen jede gekämmt
und an einer oder an beiden Kanten tentakelartig ausgezogen wirdo Diese Lamellen sind voneinander durch die zweite
Komponente getrennte Die Tentakel dienen zur Verbindung
der Lauellen miteinanderc
Bei dem letzteren Verfahren kann die Komponente ebenfalls
109822/1526 ßAD original
ein synthetisches Polymerisatmaterial sein. Dieses zweite
Polymerisat kann aus dem Flächenmaterial ganz oder teilweise
entfernt werden, oder es kann gespalten, zerfasert oder zu einem porigen Produkt in dem Endprodukt aufgeschäumt
werden, odex1 die beiden Komponenten können an ihrer Berührungsfläche auseinandergespalten werden.
In jedem Pail kann die zwischen dem Teil, das mit den Kanälen
zur Zuführung des Polymerisatmaterials ausgestattet P ist, und dem Kamm erzeugte relative Bewegung entweder
eine Hin- und Herbewegung oder eine Kreisbewegung sein (falls die Kanäle kreisförmig angeordnet sind)=, Bei einer
Hin- und Herbewegung werden die austretenden Stränge zickzackartig in Streifen angeordnet, deren Breite die
Dicke des extrudierten Flächenmaterials bestimmte Bei
einer"kreisförmigen Bewegung werden die extrudierten
Stränge in einem wendeiförmigen Gebilde angeordnet»
Das Produkt nach der Erfindung stellt eine weitere Entwicklung des durch diese früheren Verfahren gewonnenen
Produktes dar, dadurch, daß die Fäden der zweiten Komponente die Lamellen der ersten Komponente stärker miteinander
verbinden als die Tentakel.
Die Lamellen der ersten Komponente und die iilden der zweiten
Komponente sollten vorzugsweise eine Klebverbindung Liit-
109822/1526
BAD ORIGINAL
einander bilden» Aus diesen Grunde sind die beiden Komponenten
vorzugsweise identische oder verwandte Polymerisatmaterialien,
die miteinander verschweißen können,,
Die Einschnitte in den Lamellen aus der ersten Komponente
verleihen den Lamellen eine federartige Form mit einem flachen Stiel und Zungen. Je nach der Konstruktion
der Extrusi ölvorrichtung und den Extrusionsbedingungen
kann der Stiel·entweder einen bogenförmigen Querschnitt M
haben (gewöhnlich U-förmig, wobei die benachbarten Stiele ineinanderpassen), oder der Querschnitt kann praktisch
gerade sein. Im letzteren Falle können die Stiele entweder
senkrecht zur Dicke des Flächenmaterials verlaufen oder einen kleineren Winkel (abweichend von Null) mit dem
letzteren schließen, wobei sie einander überlappen.. Die
Stiele können weiter entweder endlos oder diskontinuierlich
sein. G-esehen im Schnitt parallel zur Dicke des Flächenmaterials
sind sie im wesentlichen parallel, können aber
ein Zickzackmuster bilden,.
Die Zungen können relativ kurz oder relativ lang im Verhältnis
zu der Breite des Stieles sein und sie können verschiedene Formen von flach bis gebogen haben oder sogar
napfförmig sein, wobei im letzteren Falle die Näpfe ineinander passen. An der Berührungsfläche zwischen den Zungen
und den aus der zweiten Komponente gebildeten Fäden weisen
109822/1528 öA°
die Zungen normalerweise Tentakel auf (die sehr klein sein können), die sämtlich im wesentlichen parallel
zur Achse des benachbarten Fadenbereichs sind.
In einer Ausführungsform des Produktes nach der Erfindung
sind die Fäden der zweiten Komponente im lamellarer Form, wobei die Lamellen hochkant in bezug auf die
Ebene des Flächenproduktes stehen. Ein Produkt dieser Art eignet sich zum Beispiel für Bodenbeläge, Matten
und Teppiche„
In einer anderen Ausfuhrungsform des Produktes nach der
Erfindung bestehen die Fäden der zweiten Komponente aus Spaltfasern. Dadurch ist das Produkt für dünnere Textilien
geeignet. Wenn die Lamellen der ersten Komponente genügend dünn hergestellt werden, so kann durch ein
Aufspalten eine ungewebte Textilie mit hervorragenden Eigenschaften gewonnen werden.
Das flächige Extrusionsprodukt nach der Erfindung umfaßt auch eine Ausführungsform, in der die Zwischenräume
in dem netzförmigen Gebilde mit einer dritten Komponente ausgefüllt sind, die aus einem (oder in Form von einem)
aufgeschäumten Polymerisat besteht„
Dieses Produkt kann z.B„ bei der Herstellung von Be-
— 7 —
109822/1526 * bad original
haltern oder Bauelementen Verwendung finden.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Flächenmaterials
umfaßt- die Zuführung einer ersten Kompoiiente aus einem
synthetischen Polymerisatmaterial im flüssigen oder halbflüssigem Zustand zu einer Anzahl von in einer Extrusionsvorrichtung
nebeneinander in einer Reihe angeordneten Kanälen.Diese Kanäle sind abwechselnd mit ähnlichen Kanälen
für die Zuführung einer anderen Komponente zu der
Vorrichtung angeordnet, die nachfolgend als die dritte ^
Komponente bezeichnet vfird. Das resultierende flüssige
oder ha.lbflüssige flächige Gebilde wird durch eine kammartige
Vorrichtung geführt, die sich seitlich vor den Mündungen der Kanäle bewegt. Durch Kanäle in den Zähnen
der kammartigen Vorrichtung wird eine zweite Komponente zugeführt, v/obei zumindest diese zweite Komponente auch
ein synthetisches Polymerisatmaterial ist0 Daraufhin läßt man das resultierende flächige erstarren. Da die
zweite Komponente, die dem llächenmaterial zugeführt wird, j
nach dem Verfahren gemäß der Erfindung durch die Zähne der kammartigen Vorrichtung extrudiert wird, und da diese
Zähne die extrudierten Stränge der ersten und der dritten Komponente einer seitlichen Scherung unterziehen,
bildet die" zweite Komponente im wesentlichen gradlinige oder leicht gewellte Streifen oder Schnüre, die im wesentlichen
senkrecht zu der Hauptlün^srichtun^ der extrudierten
1 09822/ 152 6 bad original.
Streifen aus der ersten und der dritten Komponente verlaufen und mit diesen zusammen ein netzartiges oder wa-
> benartiges Gebilde in dem extrudierten und erstarrten
Produkt bilden.
Jeder der Kanäle für die erste und dritte Komponente
weist vorzugsweise eine Schlitzform auf, wobei die Schlitze die Dicke der extrudierten Verbundkonstruktion
durchqueren und in kleinstmöglichen Abständen von-
W einander angeordnet sind. Sämtliche Kanäle, einschließlich
der, die durch die Zähne der kammartigen Vorrichtung gebildet werden, verengen sich vorzugsweise an ihren
Mündungen, um einen hohen Druckabfall zu erzeugen und somit relativ große Unterschiede zwischen den Viskositäten
der verwendeten Komponenten zu gestatten»
Die dritte Komponente kann ein Material sein, daß aufgeschäumt
werden kann, um ein poriges Produkt zu bilden, ^ das die Räume in dem durch die erste und zweite Komponente
gebildeten Wabengebilde ausfüllt«, Das aufgeschäumte Plächenmaterial kann dann unmittelbar als eine steife
Platte für die Herstellung von .Behältern, Bauelementen, usw. benutzt werden, vorausgesetzt, daß die Komponenten
so gewählt sind, daß eine Klebverbindung zwischen der aufschäumbaren dritten Komponente einerseits und entweder
der ersten oder der zweiten Komponente andererseits
109822/1526
BAD ORIGINAL
hergestellt wird und auch eine Klebverbindung zwischen ,
der ersten und der zweiten Komponente besteht. Um diese
Klebwirkung zu erzielen, kann es von Vorteil sein, eine Klebkomponente über ein viertes System von Kanälen zuzuführen,
die zwischen den Kanälen für die erste und'die dritte Komponente angeordnet sind. Diese Klebkomponente kann
z.B. ein Block- oder ein Pfropfpolymerisat zwischen den
in der ersten und dritten Komponente oder in der ersten und zweiten Komponente anwesenden Polymerisaten sein. *
Das aufgeschäumte Polymerisat kann aber auch aufgelöst
werden, wobei ein sehr voluminöses, verhältnismäßig biegsames Material übrigbleibt, daß z.B. als Seppichmaterial
geeignet ist»
Obwohl die beste Qualität für Textilzwecke dann erzielt
wird, wenn die dritte Komponente zumindest teilweise entfernt worden ist, kann es aus Gründen der Kostensenkung
vorteilhaft sein, das Aufschließen der festen Flächen- ■ ^
konstruktion nur durch mechanische Wirkung herbeizuführen, wie durch Erzeugung von Rissen in der dritten Komponente
oder durch Auseinanderspalten der ersten und dritten Komponente an ihrer Grenzfläche„
In allen vorstehend angeführten Anwendungsbeispielen
verleijehen die erste und die zweite Komponente dem Ma-
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109822/1528 bad original
terial die Zugfestigkeit, während die dritte Komponente als Füllstoff oder als Trennkomponente (Schutzmittel)
dient. Es versteht sich, daß die Erfindung auch durch die Extrusion von noch weiteren Komponenten für Festigkeitszwecke
und/oder von mehreren Komponenten für Fülloder Trennzwecke durchgeführt werden kann, da es möglich
ist, die beschriebene Art des Extrusionssystems unter
Verwendung von vielen Kanalsystemen und mit einer breiten ^ Auswahl der Reihenfolge bei der Zuführung der verschiedenen
Komponenten auszuführen*
Falls die dritte Komponente nur vorübergehend die Zwischenräume
zwischen den Streifen der ersten und der zweiten Komponente ausfüllen soll und keine Aufschäumung beabsichtigt
ist, ist die Reihe der Materialien, die verwendet werden könnten, fast unbegrenzt. Bevorzugte Materialien
für die erste und zweite Komponente sind jedoch Poly-üC—·
alkylene, Kunststoffe des itylontyps, sowie Polyäthylen-"
terephthalat, Polyvinylchlorid, Polyvinylazetat, und für die dritte Komponente ein anderes Polymerisat, das
vorzugsweise billig, leicht entfernbar und leicht rückgewinnbar sein soll, wie Polyäthylen oder Polyoxyäthylen»
Die dritte Komponente kann sogar eine Paste sein, die keinen oder nur einen kleinen Gehalt an einem Polymerisatmaterial
hat. Vorzugspreise wird eine kammartige Vorrichtung
benutzt, die die Form eines Doppelkamms hat,
109822/1626 * bad or,g,nal
wobei die Zähne gegeneinander gerichtet sind* Hierdurch
wird die regelmäßigste Form der Lamellen erzielt. Unabhängig davon ob die kammartige Vorrichtung in Doppelkämme
unterteilt ist oder nicht, können zwei (ader mehr, solche Vorrichtungen hintereinander verwendet werden,
wobei die Zähne in Extrusionsrichtung gestaffelt sind. Auf diese Weise können entweder gröbere Zähne verwendet
oder die zugeführten Stränge der zweiten Komponente vervielfacht
werden.
Ohne Rücksicht darauf, ob der ICamm ein Einzel- oder ein
Mehrfachkamm ist» sollen die Mündungen der Kanäle in jedem Zahn vorzugsweise eine Schlitzform haben, um den Großteil jeder Zunge einer Lamelle mit der zweiten Komponente
zu bedecken. Es wird aber oft vorteilhaft sein, eine
größere Menge der zweiten Komponente am Grund der Einschnitte
aufzutragen als in der Mähe der Oberfläche des Materials, da dadurch eine wirksamere Einlagerung und somit
eine Verbesserung der Verbindung erzielt wird«. |
Die Ausmündungen werden ferner im allgemeinen vorzugsweise
eher an der Vorderseite der Zähne oder nahj daran
ausgebildet als an deren Rückseite, d.ho, daß die zweite
Komponente im oder fast im Gegenstrom extrudiert wird,
da die zweite Komponente dadurch als eine Art Schmierstoff für das Einschneiden der Einsclaiitte in die erste
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109822/1526 BAD
Komponente wirkt, besonders wenn die zweite Komponente eine niedrigere Schmelzviskosität als die erste Komponente
hat ο Dadurch wird ein schärferer Einschnitt und somit eine bessere Adhäsion gewährleistet»
In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens nach 'der
Erfindung wird das flächige halbflüssige bis flüssige Gebilde durch eine Einschnürungskammer hindurchgeführt,
bevor es die kammartige Vorrichtung, durch die die zweite Komponente zugeführt wird, durchläuft, wobei die Einschnürungskammer
und die Zähne miteinander fest verbunden sind. Der Ausdruck "Einschnürungskammer" bezeichnet eine
Kammer, deren Querschnitt schroff auf einen Bruchteil des ursprünglichen Wertes verringert wird. Das Ziehen der
Lamellen in der Querrichtung wird hierbei durch die Wände dieser Kammer anstatt durch die Zähne bewirkt, wobei
die letzteren nun ihre Schneidwirkung ausüben können, während die Strömung geradeaus durch die Räumvorrichtung
stattfindet. Dadurch wird die Gleichmäßigkeit der Zungen verbessert.
Hinter den hohlen Zähnen, durch die die zweite Komponente
extrudiert wird, kann eine oder mehrere Reihen von Zähnen
angeordnet werden, die keine Komponente zuführen, sondern zum Durchschneiden der Zungen bestimmt sind, um das Gebilde
besser aufzuschließen und sie biegsamer au machen.
109822/1528
BAD ORIGINAL
Erfindungsgemäß wird das flächige Gebilde zweckinäßigerwei.se
einer Einschnürung unterworfen, nachdem es die kamrnartige Vorrichtung durchlaufen hat«. Hierdurch ist es
möglich, die Dicke des Flächenmaterials vor der Erstarrung auf ein gewünschtes Maß zu verringern.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
der Erfindung umfaßt zwei Teile in einer Extrusionseinrichtung,
von denen ein 'Heil in "bezug auf das andere bewegbar
ist, wobei ein Seil mit einer Reihe von länglichen, nebeneinander in einer Reihe angeordneten Schlitzen versehen
ist. Dieses Teil ist ferner mit je einem Kanal für die erste und die dritte Komponente ausgestattet, wobei
der Kanal für die erste Komponente mit jedem zweiten der länglichen Schlitze und der Kanal für die dritte Komponente mit den anderen Schlitzen in Verbindung steht ο Das
zweite Teil der Extrusionsvorrichtung hat die Form einer
kammartigen Konstruktion, deren Zähne hohl sind und mit Schlitzen zur Zuführung der zweiten Komponente des
flächigen Produktes versehen sind, wobei die Hohlräume der hohlen Zähne oder Stäbe in Verbindung mit einem Kanal
für die zweite Komponente stehen, '
Um die Stränge der zweiten Komponente zu vervielfachen, kann eine doppelte oder mehrfache kammartige Vorrichtung
verwendet werden, deren Zähne in wechselseitig versetzter
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BAD OBlGlNAU
109822/1526
Lage angeordnet sind«
In einer Ausführungsform einer solchen Vorrichtung besteht
die kammartige Konstruktion aus zwei Kämmen, die so verbunden sind, daß die Zähne gegeneinander gerichtet
sind, wobei die Zähne eines Kammes in der Verlängerung der Zähne des zweiten Kammes mit einem kurzen Zwischenraum
dazwischen liegen, und wobei jeder Kamm einen Kanal für die Zuführung der zweiten Komponente zu den
Zähnen hat.
Der Zwischenraum zwischen den Zähnen bewirkt die Ausbildung einer Art Rückgrat in dem IPlächenmaterialo
In einer weiteren Ausfuhrungsform der Vorrichtung ist eine
Einschnürungskammer zwischen dem ersten und dem zweiten Teil der Extrusionsvorrichtung angeordnet, Dadurch erhalten
die streifenartigen Stränge der ersten und der dritten Komponente einen bogenförmigen Querschnitt, wobei sich
die Kanten infolge des durch ihre Berührung mit den Wänden
der Einschnürungskammer erzeugten Widerstandes in bezug auf die Mitte zurückbiegen.,
Um die Dicke des extrudierten flächigen Gebildes zu begrenzen oder zu verringern, kann eine Einschnürungskammer
für die Aufnahme des Materials vorgesehen werden, das durch die kammartige Konstruktion hindurchläuft, wobei
109822 /1628 ' «dobo.nI
die Einschnürungskammer einen schlitzartigen Austritt
hat, der parallel zu der Reihe der Schlitze zur Zuführung der ersten und der dritten Komponente angeordnet ist
und dessen-Länge-im wesentlichen der Lange dieser Schlitzreihe
entspricht«
Bei der Durchführung der Erfindung kann es von Vorteil
sein, die erste und die zweite Komponente in "Form von
Vorpolymerisaten zu extrudieren und anschließend eine lachpolymerisation vorzunehmen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese an Hand
der Zeichnungen erläuterte Es zeigt
Mg. 1 eine schematische perspektivische Ansicht des Extrusionsteiles einer Vorrichtung, teilweise im
Schnitt, die für die Herstellung des Flächenmaterials
nach, der Erfindung verwendet wird»
Pig. 2 einen Schnitt durch einige der Schlitze zum Extrudieren der ersten und der dritten Komponente *
des Fläehenmaterials,
3 eine schematische perspektivische Ansicht der Teile einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung
nach der Erfindung«
- 16 -
109822/1526 bad
Fig» 4 eine schematische Ansicht von Seilen einer
Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, die für das Extrudieren des Flächenmaterials
in Schlauchform bestimmt ist,
Fig. 5 eine schematische perspektivische Ansicht des
Aufbaus des Flächenmaterials nach der Erfindung-s-
In FIg4 1 und 2 ist ein feststehendes Teil 5 der Extrusionsvorrichtung
mit Hauptkanälen 6 und 7 für die erste bzw. dritte Komponente versehen.
Der Hauptkanal 6 ist durch kleinere Kanäle 8 mit einer Anzahl von Schlitzen 9 verbunden, und der Hauptkanal 7
ist durch kleinere Kanäle 10 mit einer Anzahl von Schlitzen 11 verbunden, wobei die Schlitze 9 und 11 abwechselnd
angeordnet sind, wie in Fig. 2 gezeigte
In einer kleinen Entfernung von den Mündungen der Schlitze 9 und 11 ist eine kammartige Konstruktion 12
längs der Schlitzreihe auf den Führungsbahnen 13, von denen nur eine gezeigt ist, hin- und Iierbewegbar0
Die Konstruktion 12 bildet eine Art Rahmen um einen längsweisen Schlitz 14, dessen Länge der Länge der
Reihe von Schlitzen 9 und 11 zumindest gleich und dessen
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10 9 8 2 2/1526 BAD original
Breite der länge der Schlitze 9 gleich isto
Hohle Zahne 15, 16 ragen von· beiden Seiten in den Schlitz
14 mit einem engen Zwischenraum hinein. Die Hohlräume dieser Zähne v/eisen Mündungen 17auf, die gegenüber den
Mündungen der Sehlitze 9 und 11 angeordnet sind. Die
Mündungen 17 sind durch eine Leitung 18 verbunden, in
der die zweite Komponente des !Flächenmaterials aus einem
Hauptkanal 19 mit in geeigneten Abständen angeordneten
kleineren Kanälen 20, die zu der Leitung 18 führen, zugeführt werden kann,,
Die Wirkungsweise der Extrusionsvorrichtung ist wie
folgt!
folgt!
Durch gleichzeitige stetige Zuführung der ersten und
dritten Komponente in die Hauptkanäle β bzw, 7 werden Stränge dieser Komponenten in streifenartiger ]?orm aus
den Schlitzen 9 tzw. 11 gepreßte Durch die Hin- und Herbewegung
der Konstruktion 12 üben die Zähne 15 und 16 eine starke Zug- und Schubwirkung auf die aus den Schlitzen
9 und 11 austretenden Komponentenstränge ausf wobei sie
diese Stränge- hin-und herfalten und sie zu einem flächigen Gebilde zusammendrücken. Wenn sich die Zähne sehr
nahe an den Mündungen der Schlitze bewegen, kann eine Scherwirkung zum Zerschneiden der Stränge in Segmente
109822/1528 bad obiginajl ■'
führen, aber im allgemeinen ist es vorteilhafter, wenn
.die Zähne mit einem solchen Abstand von dem Mündungen angeordnet sind, daß es nicht zum Zerschneiden in Segmente
kommt, sondern daß die Stränge zickzackartig in dem Flächenmaterial aufeinandergelegt werden«
Bei der Zuführung der zweiten Komponente in das flächige Gebilde aus den Schlitzen 17 in den Hohlzähnen werden
im wesentlichen geradlinige oder leicht gewellte Streifen aus dieser dritten Komponente geformt, die im wesentlichen
parallel zu der Hauptlängsrichtung des extrudierten Gebildes und somit im wesentlichen senkrecht zu den
durch die erste und dritte Komponente gebildeten Schlingen verlaufen, da das extrudierte Flächenmaterial der Bewegung
der kammartigen Konstruktion folgt, so daß der Strang der zweiten Komponente aus einem bestimmten Zahn
stets in einer im wesentlichen gleichen Entfernung von den Rändern des flächigen Extrusionsgebildes eingelagert
wird ο
Im allgemeinen tritt das aus der Kammvorrichtung austretende flächige Gebilde in eine sogenannte Einschnürungskammer
ein, z.Bo in eine Kammer mit einem im wesentlichen U-förmigen oder V-förmigen Querschnitt mit einem
schmalen Schlitz am unteren Ende des V oder U, um die Dicke des extrudierten Flächenmaterials wesentlich zu
1098 22/1526 bad original
verringern,, Uachdem es die Extrusionsvorrichtung verlassen
hat, kann das flächige Verbundmaterial weiter durch \ ,
Zug in geschmolzenem oder halbgeschmolzenem Zustand nach unten gezogen werden. Außerdem kann das Material durch
Dehnen, in 'der Langs- und Querrichtung unterhalb des
Schmelzpunktes molekularorientiert werden.
In der in Figo 3 dargestellten Vorrichtung sind die Kanäle für die zweite Komponente auch in dem feststehenden μ
Teil 5 der Extrusionsvorrichtung angeordnete Aus diesen -
Kanälen wird die zweite Komponente durch Verbindungskanäle 20 in die Leitungen 21 in einer hin-und herbewegbaren Doppelkamm-Konstruktion 22 geleitet, wobei eigene
Kanäle 23 und 24 die Leitungen 21 mit den Hohlzähnen 25 und 26 verbinden,, In der. dargestellten Form besitzt
jedes Teil der Konstruktion 22 zwei Reihen von Hohlzähnen 25 und 26 in wechselseitig versetzter Anordnung.
Beim Verlassen der Schlitze 9 und 11 vereinigen sich die Ϊ
einzelnen Stränge der ersten und dritten Komponente zu
einem flüssigen Flächengebilde, das in eine Einschnürungskammer
27. eintritt, die die Dicke des flüssigen Flächengebildes verringerte .
Die Eiiischnürungskäinmer 2f endet mit einem Schlitz 28, der
sieh iii Richtung zu der durch die Zähne 25 und 26 gebildeten
- 20 BAD
1 Q982 2/1526
-so- 170A962
DoppelkammerkonstruiLtion Mn erweitert. Hinter dieser
Kammer ist in der Strömungsrichtung eine weitere Einschnürungskammer
29 vorgesehen, die mit einem Schlitz 30 endet.
Figo 4 stellt eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach
der Erfindung dar, die zum Extrudieren eines flächigen Produktes in Schlauchform ausgeführt ist»
Der Extrusionskopf der Vorrichtung besteht aus einem feststehenden Teil 5 und einer Doppelkammkonstruktion 12, wobei
die beiden Teile ringförmig sind. Die zwei Teile der Kammkonstruktion 12 sind drehbar, gewünschtenfalls mit unterschiedlichen
Drehgeschwindigkeitenο
Die erste Komponente des zu extrudierenden Flächengebildes
wird über ein Rohr 31 zu dem Hauptkanal 6 zugeführt, während
die dritte Komponente über ein Rohr 32 zu dem Hauptkanal
7 zugeführt wird, wobei sich die beiden Kanäle 6 und
in dem feststehenden Teil 5 befinden.
Die zweite Komponente wird über die Rohre 33 und 34 zu
den Kanälen 35 bzw. 36 zugeführt, die ebenfalls in dem
feststehenden Teil 5 angeordnet sincU
Eine Anzahl von in geeigneten Abständen angeordneten
- 21 -
109822/1526
kleineren Kanälen 37 "und ""38 verbindet die Kanäle 35 und
mit Rillen oder Leitungen 39 und 40 in den drehbaren
Teilen, die die Doppelkannnkonstruktion 12 bilden. Aus
diesen Rillen oder leitungen 39 und 40 wird die zweite Komponente in eine Anzahl von Hohlzähnen 41 und' 42 verteilt.
Ein jeder Zahn 41 oder 42 öffnet sich in die Zwischenräume
zwischen den Zähnen» -&s wäre aber auch möglich, die
zweite Komponente im Gleichstrom oder im G-egenstrom in
bezug auf die Strömung der ersten und dritten Komponente
zu extrudieren..
Wenn die zweite Komponente Fasern bilden soll, so kann
dies auf verschiedene Vfeise erzielt werden.
Ein .feg hierzu ist, eine Spaltfaser bildende Dispersion
eines Polymerisats in einem anderen Polymerisat in die
Kanäle 35 und 36 zuzuführen.
Ein anderer, besserer \ieg ist, abwechselnd zwei verschiedene
Komponenten in die Leitungen 39 und 40 zuzuführen, von
denen eine mit der ersten Komponente des Materials nach der Erfindung verschweißbar ist, während die andere ein Trennmaterial
ist. Die beiden Komponenten-können abwechselnd
über jedes der Rohre 33 und 34 zugeführt werden, aber
-22-
109822/1520
eine davon könnte auch identisch mit dem Material sein, das entweder für die erste oder dritte Komponente des
Flächenmaterials nach der Erfindung benutzt wird. Die
andere Komponente könnte die andere von der ersten und der dritten Komponente sein, oder sie könnte auch ein
anderes Material sein, das aus den.Kanälen 35 und 36 zugeführt wird.
Wenn eine oder beide der ersten und dritten Komponenten einen Teil der zweiten komponente bilden, so können sie
zu den Leitungen 39 und 40 mit Hilfe von Kanälen zugeführt werden, die von den Kanälen zu den Schlitzen 9 oder 11'
oder zu den beiden Schlitzreihen abzweigen*
Die Ausführungsform nach Pigο 4 könnte auch so ausgeführt
werden, daß das Teil 5 drehbar und die Kanmikonstruktion
feststehend ist. Dann müßten die Kanäle 6 und7 aus einem feststehenden Teil gespeist werden, z.B. in die leitungen
im Teil 5, ähnlich den Leitungen 39 und 40 in Fig. 4. Die
Verwendung einer drehbaren Kammkonstruktion 12 hat zur
folge, daß das extrudierte schlauchförmige Flächenmaterial um die Schlauchachse rotiert. Dies würde bedeuten, daß
ein Satz von Abziehrollen für den erstarrten Schlauch sich ebenfalls mit dem Schlauah drehen müßte» Dies wird dadurch
vermieden, daß da» Teil 5 drehbar ausgeführt wird,
109822/1526 bad original
Fig. 5 zeigt scheinatisch eine Aus führung sf orm des Flächen—
materials nach der Erfindung in einer in verschiedenen Ebenen geschnittenen "Darstellung. Die erste Komponente 43
bildet Lamellen, die sich mit den lamellen der dritten
Komponente 44 abwechseln, die ein aufgeschäumtes poriges
Polymerisatmaterial ist«, Die Letzteren werden in diesem
Fall aus den kürzeren Schlitzen (11 in Fig. 2) extrudiert
und von den ersteren vollkommen umhüllt, so daß die erste Komponente eine Art Haut auf den Oberflächen des Flächen- Ä
materials bildet. Die zweite Komponente bildet streifenähnliclie
Einlagen 45, die im wesentlichen senkrecht zu den Lamellen 43 und 44 der ersten bzw. dritten Komponente angeordnet
sind.
Die Lamellen 45 schneiden nur bis zu einer bestimmten
Tiefe an beiden Seiten der Lamellen 43 und 44 ein,-wobei
sie eine Art Rückgrat 45 in den Lamellen 43 und 44 bilden
C
Um zu verstehen, warum die Lamellen 45 in die Lamellen 43
und 44 einschneiden, muß man sich vergegenwärtigen, daß das Flächenmaterial in einer halbflüssigen bis flüssigen
Form extrudiert wird. Somit, auch wenn die erste und dritte
Komponente senkrecht zu dem feststehenden Teil der Extrusiölvorrichtungen
extrudiert werden, üben die sich hin- und herbewegenden oder umlaufenden Teile eine Scher-
1 0982 2/ 1526 bad
Wirkung aus, durch die die extrudierten Streifen gezwungen werden, sich zu einer Seite hin umzubiegen und praktisch
senkrecht zur Extrusionsrichtung zu liegen»
Die zweite Komponente hingegen wird nicht oder nur sehr wenig durch die Bewegung des sich hin-und herbewegenden
oder umlaufenden Teiles der Bxtrusionsvorrichtung beeinflußt, da sie aus diesem Teil extrudiert wird und somit
Stränge oder Streifen bildet, die der Extrusionsrichtung folgen.
Das llächenmaterial nach der Erfindung wird ferner an Hand
der folgenden'Beispiele erläutert, in denen die Sclimelzflußindices
nach der ASTM-Vorschrift D 1238 - 62 T bestimmt sind.
Io Beispiel
Es wird die Vorrichtung nach Figo 4, jedoch mit einer kammartigen Konstruktion wie in ^Ig, 3 in Ririgform verwendet,
Die dritte Komponente, die den Schlitzen 11 zugeführt wird, ist Polyäthylen mit einem Sclimelzflußindex 7 (Condo E),
und die erste Komponente, die den Schlitzen 9 zugeführt wird,
ist HyI on 6 mit einem Schmelzflußindex 2,2 (Ooiid. K).
Die zweite Komponente ist eine Spaltfasern bildende Dis-
10 9 8 2 2/1526 BAD original
per si on von 35 ffewichtsteilen des oben erwähnten Polyäthylens
mit einem Schmelzflußindex 7 in 65 Gewichtste.ilen von
Liylon 6 mit einem Schmelzflußindex 0,3, wobei diese
Dispersion in einem Planeten-Extruder zubereitet und aus diesem zugeführt wir-d„ ■
Die Extrusionstemperatur beträgt 270 - 28O0O.
Die kammartige Konstruktion wird mit einer UmfangsgeschY/indijgkeit
von ungefähr 1 Meter pro Sekunde gedreht und die Dicke des extrudierten schlauchförmigen Flächenmaterials wird durch Dehnen des noch flüssigen Materials
auf rund 0,2 mm verringert ο Daraufhin wird eine Dehnung
in Querrichtung in einem Verhältnis von 2:1 bei 1600G
durchgeführt, wenn da;. ITylon bereits kristallisiert hat,
vmhrend das Polyäthylen noch schmelzflüssig ist.
wach der Erstarrung wird das Polyäthylen durch Hindurchführung
des Materials durch heißes Xylol bei 130 0 während
rund 20 Sekunden ausgewaschen. Das resultierende Produkt eignet eich als eine Textilie, die den Charakter eines
^wehten Materials hat, das in Diagonalrichtung nachgiebig
ist,
2. Beispiel -
Eb wirα eine /aisfUhrungaforw der Yorrichtung nach PIg0 4
■/■. ■.,-.■■■ ■■■■ -26-
109822/1526
wie im 1 ο Beispiel verwendet, jedoch mit der weiteren
Abwandlung, daß ein feststehendes Teil 5 ohne die Kanäle 35 und 36 "benutzt wird. Stattdessen sind die Schlitze 9
verlängert, um etwas von der dritten Komponente zu den Leitungen 39 und 40 zuzuführen, und die von den die
Schlitze 11 beliefernden Kanälen abgezweigten Kanäle leiten etwas von der ersten Komponente auch den Leitungen
39 und 40 zu»
Unter Verwendung der ersten und dritten Komponente nach dem 1. Beispiel wird die zweite Komponente aus Schichten
der ersten und dritten Komponente gebildet, die abwechselnd in den Leilungen 39 und 40 eingebracht werden.
Die Verfahrensweise ist ähnlich wie im ersten Beispiel und das resultierende Produkt weist ein 'ähnliches Aussehen
auf, hat aber bei einem gegebenenen Polyäthylengehalt eine höhere Zugfestigkeit und bessere Spaltbarkeit
ο
3o Beispiel.
Bs wird eine Abwandlung der Vorrichtung nach dem 1. Beispiel
benutzt, in der die Schlitze 9 verlängert sind} um
mit den Leitungen 39 und 40 in Verbindung zu stehen. .
109822/1526 ' eAD °™QINAL
Die dritte Komponente ist wie im ersten Beispiel, während
Nylon 6 mit einem Schmelzflußindex 0,3 als die erste
Komponente'verwendet wird.
Die zweite Komponente wird aufgebaut aus IyIon 6 mit einem
Schmelzflußindex 2,2, von welchem Schichten in den Leitungen
39 und 4-Q (aus den Kanälen 35 und 36) eingebracht
werden, die sich mit den aus den Verlängerungen der
Schlitze 9 eingebrachten Schichten abwechseln, um die zweite Komponente des Flächenmaterials zu bilden.
Die weitere Verfahrensweise ist wie im 1.„ Beispiel, aber
das resultierende Produkt besitzt eine größere Biegsam-*,
keit infolge der Verwendung des mehr viskosen Nylons 6.
4. Beispiel
In diesem Beispiel wird eine weitere Abwandlung der Vorrichtung
im 1. Beispiel benutzt, in der die mit den Leitungen 39 und 40 in Verbindung: stehenden Kanäle von den
Kanälen abgezweigt sind, die die erste Komponente den Schlitzen 9 zuführen»
Die erste Komponente ist wie im 1. Beispiel und das Material
der zweiten Komponente im 1. Beispiel wird den
Kanälen 35 und 36 zugeführt, um in den Leitungen 39 und
- 28 -
109822/1526
BAD
in Schichten eingebracht zu werden, die sich mit den
Schichten aus der ersten Komponente abwechseln, die aus den abgezweigten Kanälen, zugeführt werden, um die zweite
Komponente zu bilden.
Die dritte Komponente besteht aus dem Polyäthylen wie im
1. Beispiel, das jedoch mit einem !Treibmittel vermischt ist.
Das extrudierte schlauchförmige Flächenmaterial wird wie
im 1o Beispiel gedehnt und ausgewaschen. Das resultierende Produkt besitzt verschleißfeste Oberflächen und ein
hochporöses Inneres.
5 ο Beispiel
Es wird die Vorrichtung nach ]?ig» 4 verwendet, in der eine
Einschnürungskammer mit einer Kühleinrichtung hinter der
kammartigen Konstruktion 12 angeordnet ist.
Die erste den Schlitzen 9 zugefiihrte Komponente ist ein
Blockpolymerisat, bestehend aus rund 60 Gewichtsteilen
Polyäthylen hoher Dichte und rund 40 Gewichtsteilen Polystyrol
mit einem Schinelzflußindex 2 ο
Die dritte den Schlitzen 11 zugeführte Komponente ist Polystyrol,
das Petroläther als Treibmittel enthält.
109822/1526
BAD ORIGINAL
Die zweite Komponente ist ein Blockpolymerisat ähnlich
dem der ersten Komponente, aber mit einem Schmelzflußindex
10, d.ho weniger viskos als die erste Komponente,,
Die Extrusionstemperatur wird so eingestellt, daS das
Flächenmaterial beim Verlassen der Einschnürungskammer eine
Temperatur von rd. 150 C hato
Die Einschniirungskammer erzeugt einen Druck, um eine M
zu große Aufschaumung zu verhindern, bevor das extrudierte
llächenmaterial die Vorrichtung verläßt»
Das resultierende Produkt ist ein steifes Flächenmaterial, das sich zur Verwendung als Baumaterial und für Verpackungskisten
eignet.
- 30 Patentansprüche
0 98 22/1526 6AD ORiGtf*Al-
Claims (1)
- P, atentansprüche :Flächiges Extrusionspradukt aus synthetischem Polymerisatmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es aus lamellen aus einer ersten Polymerisatkoinponente besteht, die im wesentlichen parallel zueinander sind und so angeordnet sind, daß sie quer zur Ebene des Flächenmaterials liegen, und daß Einschnitte quer zu den Kanten der lamellen von einer oder beiden Oberflächen des Flächenmaterials angeordnet sind, wobei die Einschnitte Fäden aus einer zweiten Polymerisatkomponente aufnehmen, wodurch die beiden Komponenten ein netzartiges oder wabenartiges Gebilde in dem Flächenmaterial bilden,,2ο Flächiges Extrusionsprodulct nach Anspruch 1, dadurch gekennaeichnet, daß die Fäden aus der zweiten Komponente eine lamellare Form besitzen, wobei die Lamellen hochkant in bezug auf die Ebene des Flächenmaterials stehen»3. Flächiges Extrusionsprodukt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden aus der zweiten Komponente aus Spaltfasern bestehen.4. Flächiges Extrusionsprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume in der netzartigen Konstruktion mit einer dritten Komponente ausgefüllt sind, die aus (oder in Form von) einem aufgeschäumten Polymerisat besteht«109822/15268AD ORIGINALVerfahren zur Herstellung eines fläciiigen Polymerisatmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Komponente aus einem synthetischen Polymerisatmaterial im halbflüssigen bis flüssigen Zustand in eine Anzahl von in einer Reihe nebeneinander in«einer Extrusi ölvorrichtung angeordneten Kanälen zugeführt wird, die sich mit ähnlichen Kanälen abwechseln, durch welche eine andere Komponente, bezeichnet als die ditte Komponente, zugeführt wird, daß das extrudierte halbflüssige bis flüssige flächige Gebilde durch eine kammartige Vorrichtung hindurchgeführt wird, die sich vor den Mündungen der Kanäle für die erste und die dritte Komponente seitlich bewegt, daß ferner eine zweite Komponente durch Kanäle in den Zähnen der kammartigen Vorrichtung zugeführt wird, wobei mindestens die zweite Komponente ebenfalls ein synthetisches Polynierisatmaterial ist, und daß schließlich das resultierende flächige Gebilde zur Erstarrung gebracht wird.-6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine kammartige Vorrichtung benutzt wird, die die .Form eines Doppelkammes mit gegeneinander ausgerichteten Zähnen hat c7ο Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige halbflü&sige bis flüssige Gebilde durch eine; - 32 -109822/1526Einschnürungskammer geleitet wird, bevor es durch die kammartige Vorrichtung geführt wird, durch die die zweite ■ Komponente zugeführt wird, wobei die Einschnürungskammer und die Zähne miteinander befestigt sind,8c Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Gebilde einer Einschnürung unterzogen wird, nachdem es die kammartige Vorrichtung durchlaufen hat»9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Komponente ein aufschäumbares Polymerisat ist«,Oo Flächiges Polymerisatmaterial, sofern es durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9 hergestellt wird»o Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einer Ex-» trusionsvorrichtung zwei Teile besitzt, von denen eines in bezug auf das andere bewegbar ist, wobei ein Teil mit einer Anzahl von länglichen, in einer Reihe nebeneinander angeordneten Schlitzen versehen ist, daß dieser Teil ferner mit je einem Kanal für jede der ersten und dritten Komponenten ausgestattet ist, wobei der Kanal für die erste Komponente mit jedem zweiten der länglichen Schlitze10 9 8 2 2/1526 ßAD originalverbunden ist und der Kanal für die dritte Komponente mit den restlichen Schlitzen verbunden ist, daß das zweite der beiden Teile in der Extrusi ölvorrichtung in Form einer kammartigen Konstruktion ausgeführt ist, deren Zähne hohl und mit Öffnungen zur Zuführung der zweiten Komponente des flächigen Produktes versehen sind, wobei die Hohlräume der Zähne mit einem Kanal für die zweite Komponente in Verbindung stehen.12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein doppelter oder mehrfacher Kamm für die Zuführung der zweiten Komponente Vorgesehen ist, dessen Zähne in einer wechselseitig versetzten Lage angeordnet sind«,13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die kammartige Konstruktion eine Doppelkammkonstruktion ist, in der die Zähne eines Kammes gegen die des zweiten Kammes gerichtet sind.14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 12>, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem zweiten der beiden Seile in der Extrusionsvorrichtung eine Einschnürungskammer angeordnet ist.15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einschnürungskammer hinter der kammartigen Vorrichtung vorgesehen ist.109822/1526
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