DE1785144A1 - Fibrillierte Produkte,insbesondere geschaeumte fibrillierte Mehrkomponenten-Textilprodukte - Google Patents
Fibrillierte Produkte,insbesondere geschaeumte fibrillierte Mehrkomponenten-TextilprodukteInfo
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Description
Köln, den IjJ. August I968
Ke/Ax/En
Celanese Corporation,
522 Fifth Avenue, New York, N.Y. IOO36 / U.S.A.
Fibrillierte Produkte, insbesondere geschäumte fibrillierte
Die Erfindung betrifft fibrillierte Produkte, insbesondere geschäumte
fibrillierte Mehrkomponenten-Textilprodukte.
Die Fibrillierung von stranggepreßten polymeren Materialien hat in letzter Zeit die Aufmerksamkeit der Textilindustrie auf sich
gezogen, weil im Vergleich zu Spinnverfahren für die Verarbeitung von Polymeren zu Fäden, Garnen, Fadenbündeln, Stapelfasern
und Monofilamenten das Strangpressen von Extrudaten, die anschließend der Fibrillierung unterworfen werden können, hohe
Produktionsgeschwindigkeiten und niedrigere Anlagekosten ermöglicht. Polyolefine, insbesondere Polypropylenharze, erwiesen
sich als besonders vorteilhaft für die Fibrillierung. Polypropylenharz wird gewöhnlich durch Gießen aus der Schmelze zu nicht
orientierten Folien verarbeitet. Bei einem typischen Verfahren
werden die Folien anschließend zu schmalen Streifen geschnitten, in einer Heißstreekzone in einer Richtung orientiert und dadurch
kristallisiert, wobei eine Temperatur von 1700C in der
Streckzone und Reckverhältnisse von etwa 12 angewendet werden,
1098S2/U85
und dann durch mechanische Bearbeitung in ein fibrilliertes;
Produkt überführt. Nach diesen Verfahren hergestellte fibrillierte Produkte haben in der Teppichindustrie, insbesondere
für Teppiche, die im Freien verwendet werden, in großem Umfange
Eingang gefunden. Den Produkten fehlen jedoch einige der speziellen
Merkmale, die bei Textilfasern zu finden sind, d.h. Pasern,
die durch Auspressen von Polymeren durch eine fadenbildende Spinndüse hergestellt werden, z.B. durch Spinnen hergestellte Mehrkomponentenfasern. Im einzelnen fehlen den durch
Fibrillierungsverfahren hergestellten Produkten im allgemeinen der hohe Kräuselungsgrad und die Neigung, selbsttätig einen
fülligen Zustand anzunehmen, das feine Gefüge, verbesserte Färbbarkeit und verringerte statische Aufladung, die für in
üblicher Weise hergestellte Textilprodukte charakteristisch
ist. Es wurde ferner festgestellt, daß Polyolefine, z.B. Polypropylen, das gewöhnlich in Form von fibrillierten Produkten
hergestellt wird, häufig einen unangenehmen klammen Griff haben, der teilweise darauf zurückzuführen ist, daß das Polymere hydrophob
ist.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, fibrillierte Produkte,
,insbesondere fibrillierte Mehrkomponenten-Textilpröäukte verfügbar
zu machen, die in ihren physikalischen Eigenschaften den natürlichen üblichen Textilprodukten wesentlich näher kommen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von
fibrillierten Mehrkomponenten-Textilprodukten.
Gemäß der Erfindung wurde nun gefunden, daß fibrillierte Produkte mit verbesserten textlien Eigenschaften riach einem Verfahren
hergestellt werden können, das darin besteht, daß man ein Mehrkomponentenextrudat herstellt und der Fibrillierung unterwirft.
Vorzugsweise 1st das Mehrkomponentenprodukt ein geschäumtes
Extrudat, Als Treibmittel verwendet man entweder ein
Gas oder eine Verbindung, die bei der Strangpreßteraperatur ein
Gas entwickelt. Das geschäumte Extrudat Wi1Td vorzugsweise eiiaer
Reckbehandlung unterworfen, während es bei einer Temperatur
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"5" 17851AA
oberhalb der Einfriertemperatur wenigstens einer Komponente des Mehrkomponentensystems gehaltenwird. Es ist jedoch auch
möglich, das Mehrkomponentenextrudat direkt in ein Kühlbad strangzupressen, um seine Temperatur unter die Einfriertemperatur
zu bringen, un-d dann einer Reckbehandlung zu unterwerfen, um das polymere Material zu orientieren. Das orientierte
Extrudat wird dann vorzugsweise in begrenztem Umfange einer mechanischen Bearbeitung unterworfen, um die Pibrillierung zu
steigern. -
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt S3hematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Pibrillierung von Mehrkomponentenextrudaten.
Pig. 2 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform des Verfahrens
gemäß der Erfindung zur Pibrillierung von Mehrkomponentenextrudaten.
Pig. 3 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht einer dreiseitigen,
aus vier Quadranten oder Segmenten bestehenden Strangpreßform.
Pig. 4 zeigt eine detaillierte Querschnittsansicht des oberen linken Segments, das durch die Linie A,A und die Linie B,B von
Fig. 3 gebildet wird.
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf das in Fig. 4 dargestellte Segment.
Pig. 6 ist eine Seitenansicht des in Pig. 4 dargestellten Segments.
Fig. 7 zeigt das in Fig. 4 dargestellte Segment von unten.
109882/UÖ5
Fig. 8 ist eine detaillierte Querschnittsansicht des unteren linken Segments, das durch die Linie A,A und die Linie B,B
von Fig. 5 gebildet wird.
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf das in Fig. 8 dargestellte Segment .
Fig. 10 ist eine Seitenansicht des in Fig. 8 dargestellten Segments.
Fig. 11 zeigt das in Fig. 8 dargestellte Segment von unten.
Fig. 12 ist eine detaillierte Querschnittsansicht des unteren rechten Segments, das durch die Linie A,A1 und B,B1 von Fig. j5
gebildet wird.
Fig. 13 ist eine Drauf4rsicht auf das in Fig. 12 dargestellte
Segment.
Fig. 14 ist eine Seitenansicht des in Fig. 12 dargestellten Segments * .........
Fig. 15 zeigt das in Fig. 12 dargestellte Segeme.n£ von unten.
Fig. 16 ist eine detaillierte Querschnittsansicht des oberen rechten Segments, das durch die Linie A,A und B,B von Fig. 3
gebildet wird.
Fig. 17 ist eine Draufsicht auf das in Fig. 16 dargestellte Segment.
Fig. 18 zeigt das in Fig. 16 dargestellte Segment von unten.
Fig. 19 ist eine Seitenansicht des in Fig. 16 dargestellten Segments.
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_ 5 —
1705144
Bei der in Pig. 1 dargestellten Ausführungsform des Verfahrens werden geschmolzene Gemische aus Polymerisat und Treibmittel>
die in den Strangpressen 1 und 1' enthalten sind, so durch eine Spritzform 2 geführt, daß ein einwandfreies Mehrkomponentenextrudat
j5 gebildet wird* Das Extrudat j5 wird mit Hilfe einer
Gabel 4 bei einer Temperatur gehalten, die genügend weit oberhalb der Einfriertemperatur wenigstens einer polymeren Komponente
des Bxtrudats 3 liegt. Durch die Gabel 4 wird auf das
Extrudat 3 eine Flüssigkeit oder ein Gas, z.B. Luft, gerichtet, die im gewünschten Temperaturbereich gehalten wird, d.h. der
austretende Luftstrom kann entweder eine Heizwirkung oder eine Kühlwirkung ausüben. Die Reckung des als heiße Schmelze vorliegenden
Extrudats 3 und die hierdurch eintretende Fibrillierung finden unmittelbar nach dem Austritt des Bxtrudats aus der
Spritzform 2 statt. Nach der Reckung als heiße Schmelze wird ein einwandfreies fibrilliertes Endprodukt erhalten. Zuweilen
wird jedoch das fibrillierte Produkt vorzugsweise einer zusätzlichen
mechanischen Bearbeitung unterworfen, indem es durch eine Falschdrallzone, z.B. über die Schrägrollen 5 geführt wird.
Anschließend an die mechanische Behandlung wird das Produkt vorzugsweise orientiert, um ihm zusätzliche Festigkeit zu verleihen,
indem es durch ein Streckwerk 6 geführt wird. Dieser Streckrahmen 6 besteht aus zwei Streckrollenpaaren 8 und einen
dazwischen angeordneten erhitzten Bremsschuh 7· Das fibrillierte und orientierte Produkt kann dann von d.ner geeigneten Aufwickelvorrichtung
9 aufgenommen werden.
Als Alternative kann das geschmolzene Gemisch aus Polymeren und Treibmitteln auf die in Beispiel 2 dargestellte Weise
stranggepreßt werden. Hierbei werden die polymeren Materialien durch die Strangpresse 21 und die Spritzform 22 geführt,
wobei ein Mehrkomponentenextrudat gebildet wird, das in ein Kühlbad 23 eingeführt wird. Eine Tauchrolle 24 wird verwendet,
um das Extrudat 25 unter der Oberfläche der Kühlflüssigkeit zu
halten. Das Extrudat 25 t das erheblich unter die Einfriertemperatur
des Polymeren gekühlt worden ißt, wird dann über Godet-
109Ö82/UÖS
Rollen 26 und 2? geführt, um das &xtru&ä% iÜ feiu
bekannten Mitteln &ü recken und dadüröh 8U'
orientierte Sxtrüdat wird dann in der lohe tS tiftör
ten mechanischen Bearbeitung unterworfen* RiäP&u kann eine
■Vorrichtung, 2.S, eine Fälschdrällspind®!» iiite iÖhniiÄe öder
eine Reihe von PÜhrungsötiften, die das SxferMät §8 l'ingä si*
nes gewundenen Wegeis führen* verwendet weMetu Mfeiöh äöfn Äüi«
tritt aus dei* Vorrichtung 08, in der dl© meehah£§öh§ Siarbei«
tung ertigti liegt das Sxtrüdat 25 in' f ibilliittPteP $®m Vor»
und kann dann zu einem geeigneten Garnkörper i9 aufgewickelt
werden.
PUr die Herstellung des Produkts gemäi3 der irfihdUng können
die verschiedensten Kombinationen von polymöi»en Materialien'
verwendet werden. Als besonders vorteilhaft erwiesen sich die * folgenden Kombinationen von wenigstens zwei ^ölytneren Komponenten: ■'■■■■■■ "·'■'■ '·
1) Polymere vom gleichen Typ, jedoch mit verschiedenem Molekulargewicht;
2) Polymere des gleichen Typs, die jedoch verschiedene Zusatzstoffe enthalten;
5) verschiedene Polymertypen;
4) Kombinationen von Polymeren, bei denen ein PolyRieres vor
dem Strangpressen nicht geschäumt wird;
5) Kombinationen von Polymeren, bei denen eine Komponente einen
anderen Temperatur- und/oder Scherverlauf durchlaufen hat.
PUr die Herstellung der vorstehend genannten Kombinationen eignen sich beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten,
Polymethyl-3-buten, Polystyrol, Polyamide, z.B. Polyhexamethylenadipinsäureamid
und Polycaprolactam, Aory!harze, 25.B. PoIymethylmethacrylat
und -mäthylmethacrylat, Polyether, z.B* PoIyoxymethylen,
halogenierte Polymere, z.B. Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid,
Tetrafluoräthylen, Hexafluorpropylen, Polyurethane,
Celluloseäther, von Essigsäure, Propionsfiure,c ;ButJ;er;r·- s
säure u.dgl., Polycarbonatharze und .Polyaß©ta3.harze.,
109Ö82/UQÖ
1785U4
ders geeignete Harze für die -Zwecke der Erfindung erwiesen
sich Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polymethyl-^-buten,
Celluloseester und Nylon.
Wenn ein fibrilliertes Produkt hergestellt werden soll, das in geringerem Maße hydrophob ist, z.B. ein fibrilliertes Produkt
aus Polypropylen mit verringerter Hydrophobie, wird als zweite Komponente des Polypropylen enthaltenden Mehrkomponentensystems
vorzugsweise eine Komponente verwendet, die hydrophile Gruppen enthält. Polymere Materialien, die daa hydrophilen Charakter von
Polypropylen steigern, sind beispielsweise Ester von Polycarbonsäuren, z.B. Polyacrylate oder Polymethacrylate, oder Ester
von Aeetalen von Polyalkoholen, z.B. Polyvinylester, Polyallylester
und Polyvinylacetal, sowie Polyoxyäthylen und Polyvinylalkohol
.
Pur die Zwecke der Erfindung werden beliebige bekannte polymere
Treibmittel verwendet. Wie bereits erwähnt, können Peststoffe oder Flüssigkeiten, die bei den Strangpreßtemperaturen verdampfen
oder sich zu gasförmigen Produkten zwersetzen, sowie flüchtige Flüssigkeiten verwendet werden. Als feste Treibmittel eignen
sich für das Verfahren gemäß der Erfindung beispielsweise Azoisobuttersäuredinitril,
Diazoaminobenzol, l,2-bis(p-Xenyl)trlazin,
Azodicarbonamid und ähnliche Azoverbindungen, die sich bei Temperaturen unterhalb der Strangpreßtemperatur des zu formenden
Materials zersetzen. Zu den gewöhnlich verwendeten festen Treibmitteln, die entweder Stickstoff oder Kohlendioxyd
bilden, gehören Natriumbicarbonat und Oleinsäure, Ammoniumcarbonat und Gemische von Ammoniumcarbonat, Natriumnitrit und
Oxalsäure.
Zu den flüchtigen Flüssigkeiten, die sich als Treibmittel eignen, gehören Wasser sowie Salze, die ihr Hydratwasser bei den
Strangpreßtemperaturen abgeben, Aceton, Methyläthylketon, Äthylacetat,
Methylchiorid, Äthylchlorid, Chloroform, Methylenchlorid,
Methylenbromid und allgemein fluorhaltige, normalerweise
109Ö82/UÖ5
"flüssige flüchtige Kohlenwasserstoffe.
Treibmittel, die normalerweise gasförmige Verbindungen sind, z.B. Stickstoff, Kohlendioxyd, Ammoniak, Methan, Äthan, Propan,
Äthylen, Propylen und gasförmige halogenierte Kohlenwasserstoffe, können ebenfalls verwendet werden. Eine besonders bevorzugte
Klasse von Treibmitteln bilden fluorierte Kohlenwasserstoffverbindungen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, die außer
Wasserstoff und Fluor auch Chlor und Brom enthalten können. Beispiele solcher Treibmittel sind Dichlordifluormethan, Dichlorfluormethan,
Chlorfluormethan, Difluormethan, Chlorpentafluoräthan,
1,2-Dichlortetrafluoräthan, 1,1-Dichiortetrafluoräthan,
1,1,2-Trichlortrifluoräthan, 1,1,1-Trichlortrifluoräthan,
2-Chlor-l,l,l-trifluoräthan, 2-Chlor-l,l,l,2-tetrafluoräthan,
1-Chlor-1,^2,2-tetrafluoräthan, l,2-Dichlor-l,l,2-trifluoräthan,
1-Chlor-1,2-trifluoräthan, 1-Chlor-1,1-difluoräthan, Perfluorcyclobutan,
Perfluorpropan, 1,1,1-Trifluorpropan, 1-Pluorpropan,
2-Fluorpropan, 1,1,1,2,2-Pentafluorpropan, 1,1,1,3,3*Pentafluorpropan,
l,l,l,2,3*5-Hexafluorpropan, l,l,l-Trifluor->chlorpropan,
Trifluormethyläthylen, Perfluorpropen und Perfluor cyclobu ten .
Zum besseren Verständnis der Mittel, durch die einJ^ehrkomponentenextrudat
gebildet wird, wird nachstehend die in Fig. 3 bis 19 dargestellte Strangpreßform beschrieben.
Fig. 3 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht einer dreiseitigen
Strangpreßform, die sich für die Herstellung der Mehrkomponentenprodukte gemäß der Erfindung eignet. Die dreiseitige
Strangpreßform besteht aus vier Abschnitten oder Segmenten, die durch Schrauben, die der Einfachheit halber in den Abbildungen
nicht dargestellt sind, miteinander verbunden sind. Natürlich können auch Strangpreßformen verwendet werden, mit denen
zweiseitige Extrudate oder wesentlich mehr als die dargestellten dreiseitigen Extrudate gebildet werden können. Zum
leichteren Verständnis ist Fig. 3 in vier Segmente eingeteilt
109882/U95
worden, wobei das obere linke Segment durch die Linien A,A1
und Β,Β1 von Pig. 3 gebildet wird. Der Abschnitt 31, das linke
obere Segment, ist mit dem Schlitzeinsteller 32 versehen, der, wie in Pig. 4, 5 und 6 ersichtlich, mit Schrauben 34 am Segment
31 befestigt ist. Das Polymere kann durch die öffnung 35
zugeführt werden, die über den Kanal 36 mit dem gemeinsamen
Strangpreßschlitz 33 verbunden ist.
Wie Pig. 3 zeigt, ist das Segement 3I mit dem Segment 41 verbunden.
Das Segment 41 ist zum leichteren Verständnis als unteres linkes Segment dargestellt, das durch die Linien A,A1
und Β,Β1 in Pig. 3 gebildet wird. Das Segment 41 ist in Pig.
8 bis 11 in seinen Einzelheiten dargestellt. Pig. 8 bis 11 zeigen, daß das Segment 41 mit der ZufUhrungsöffnung 42 versehen
ist, durch die das Polymere durch einen Nebenkanal 43, der mit dem Hauptstrangpreßschlitz 33 verbunden ist, gedrückt werden
kann. Der Düsenschlitz 43 ist in Pig. 11 von unten und Pig. IO
als Seitenansicht dargestellt. Der Nebenschlitz 43 des Segments
41 wird teilweise dadurch gebildet, daß dieses Segment neben dem Segment 51 angeordnet ist. Das Segment 51.» das in größerem
Detail in Pig. 12 dargestellt ist, wird als unteres rechtes Segment von Pig. 3 gezeigt und das Segment wird durch die
Schnittpunkte der Linien A,A1 und Β,Β1 gebildet. Wie Pig. 12
zeigt, ist das Segment 5I mit der öffnung 52 für die Zuführung
des Polymeren versehen. Das Polymere wird durch die öffnung 52
in den Nebenkanal 53 eingeführt. Der Nebenkanal 53 ist als
Draufsicht in Pig. I3 und als Seitenansicht in Fig. 14 dargestellt.
Der Nebenschlitz 53 wird teilweise dadurch gebildet, daß das Segment 51 neben dem Segment 61 angeordnet ist. Das
Segment 61 ist in Pig. 3 als oberes rechtes Segment dargestellt, das dadurch gebildet wird, daß die Linien A,A1 und Β,Β1
sich schneiden. Das Segment?61 1st in größerem Detail'in Pig.17
dargestellt. Wie Pig. 17 zeigt, ist das Segment 61 nicht mit einer Zuführungsöffnung versehen, sondern dient lediglich zur
Bildung des NebendUsenschlitzes 53 und des Hauptdüsenschlitzes
33. Natürlich ist es möglich, Polymerisat den Segmenten j$l, 41
109862/14*6
und 51 zuzuführen oder von den drei Segmenten beliebig zwei
Segmente als PolymerzufUhrung zu verwenden, während eines der
drei Segmente nicht gebraucht wird.
Die folgenden speziellen Beispiele beschreiben die Herstellung von fibrillierten Mehrkomponentenprodukten gemäß der Erfindung«
Zwei Harzgemisohe, die aus je einem Polymeren und einem Treibmittel
bestehen, werden hergestellt, indem die Bestandteile in einer Trommel trocken gemischt werden. Jedes Harzgemisch enthält
Polypropylen, das jeweils ein anderes Molekulargewicht und eine andere Schmelzviskosität hat.
Jedes Harzgemisch wird gesonderten Schneckenpressen (Hersteller: Modem Plastics Machinery Corporation) zugeführt, die durch eine
gemeinsame Spritzform verbunden sind. Während des Strangpressens wird jedes Harzgemisoh geschmolzen, geschäumt und durch getrennte
Einführungsöffnungen einer kombinierten waagerechten Spritzform zugeführt. Die beiden Polymerströme werden getrennt gehalten,
bis sie aus der Spritzform austreten. An dieser Stelle
verschmelzen sie zu einem mehrschichtigen Gebilde. Das kombinierte geschäumte Extrudat wird dann durch eine Kühlzone bei
Temperaturen oberhalb der Einfriertemperatur von Polypropylen gereckt, wobei eine f!brillierte Netzwerkstnöctiir auegebildet
wird.
Die Strangpreßbedingungen werden einzeln für jede Strangpresse geregelt. Die Strangpreßbedingungen sind in der folgenden Tabelle
genannt.
1098S2/UÖ6
Polymeres
Treibmittel (Azodicarbonamid) L/D (Verhältnis von Länge zu
Durchmesser der Schnecke)
Drehzahl der Strangpreßschnecke/
Minute
Zylinder 1 der Strangpresse Zylinder 2 der Strangpresse Zylinder 3 der Strangpresse
Ventil der Strangpresse
Düse
Düse
Druck, atü
■ Ausgang der Schnecke
Ventil
Ventil
Abzugsgeschwindigkeit, m/Min.
Kühlvorri ehtung
Kühlmedium
Luftmenge
Kühlmedium
Luftmenge
Typ der Spritzform
Schlitzgröße
Schlitzgröße
| Strangpresse | 65235** | 28 | Strangpresse | Kühlgabel |
| Nr. 1 | % | Nr. 2 | Luft | |
| Profax | U") | Profax 6823** | 0,99 mJ | |
| 1 | 1 % | |||
| 24/1 t |
20/1 (1") | 5/Min. | ||
| 10 | 15 | dreiseitige Polienspritzform * | ||
| 210 | 22o | |||
| 225 | 255 | 152,4 χ 0, | ||
| 250 | 300 | ,51 nim | ||
| 240 | ,3 | 300 | ||
| 290 | 29O-3OO | |||
| 34, | 21 | |||
| 28 | __ | |||
Pur zweiseitiges Strangpressen durch Schließen eines
Kanals verwendet.
Von Hercules Company hergestelltes Polypropylen.
Das erhaltene Produkt in Garnform hat eine wesentlich größere Pülligkeit, als wenn ein aus einer Komponente, nämlich dem Polypropylen
"Hercules 6523Fn>
unter den gleichen Bedingungen hergestelltes Garn der Wärmebehandlung unterworfen wird.
109882/U95
178S144
Der in Beispiel 1 beschriebene Versuch wird wlede^hqlt mit dem
Unterschied, daß das Treibmittel dem Polypropylen (*Profax
652j5F!l)" nicht zugesetzt wird. Das heißer© geblasene Material
berührt hierdurch das kühlere nicht geblasene Material und erzeugt durch den Kontakt eine Fibrillierujig m beiden Flächen
des Mehrkomponentenextrudats. Das Endprodukt ist dem gemäß Beispiel
1 hergestellten ähnlich, jedoch nicht so fein f!brilliert.
Beispiel
3
-■■■■„:■..,■-.,.
Der in Beispiel 1 beschriebene Versuch wird wiederholt mit dem Unterschied, daß in einem der Harzgemische ein Polyaeetalharz
("Celcon", Hersteller: Celanese Corporation) und im andern
Harzgemisch Polypropylen verwendet wird« Di# Strangpreßbedingungen werden einzeln geregelt. Die Strangpreßbedingungen sind
in der folgenden Tabelle angegebem
Strangpreß- und Fibrillie-*
rungsbedingungen
Strangpresse Nr, 1
Strangpresse
Nr, . a
Polymeres
Treibmittel (Azodicarbonamid) Strangpresse
L/D (Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Schnecke)
Polypropylen
Polyaeetalharz
1 % {sti. Beispiel 1)
20/1 (1M)
| • Zylinder 1 | 200 | (ati* | 160 |
| Zylinder 2 | 220 | 180 | |
| Zylinder J | 250 | 200 | |
| Ventil | 300 | '■ - · | |
| Düse | 275 | 275 | |
| Kühlung! VorriöhttKigi Kühl medium und Menge des Mediums |
Beispiel 1 | ||
109882/U95
"Profax 6523P", Hersteller: Hercules Company. "Celcon (M-20)", Hersteller: Celanese Corporation.
Strangpreß- und Fibrillie- Strangpresse Strangpresse rungsbedingungen Nr. 1 Nr. 2
Spritzformtyp, Schlitzabmessungen (sh. Beispiel 1)
Abzugsgeschwindigkeit, m/Min. 20 20
Druck, atü
Schneckenende 35
Ventil 35
Das Endprodukt in Garnform hat verbesserte Fülligkeit und verbesserten
Griff im Vergleich zu einem nur aus einer Komponente bestehenden Garn, das in der gleichen Weise unter Verwendung
von Polypropylen "Profax 6523F" (Hersteller: Hercules Company) als einzigem Polymerem hergestellt worden ist.
Der in Beispiel 1 beschriebene Versuch wird wiederholt mit dem Unterschied, daß in einem der Harzgemische sekundäres Celluloseacetat
und im^anderen Harzgemisch Polypropylen verwendet wird.
Die Strangpreßbedingungen, die in der folgenden Tabelle angegeben sind, werden einzeln geregelt.
Strangpreß- und Fibrillierungsbedingungen
Polymeres Polypropylen* sekundäres Cellu
loseacetat
Treibmittel ("Gelogen AZ") I % 1 %
Strangpresse, Kühlsystem und
Spritzformanordnung ■ (sh. Beispiel 1)
L/D (Verhältnis Länge zu
durchmesser der Schnecke) 24/1 20/1
109882/UÖfi
| 200' 215 300 200 |
200 205 235 245 (Schmelztem peratur) |
| 250 | 250 |
| 42 | 42 |
| 10 | 10 |
Strangpreß- und Fibrillie·
rungsbedingungen
rungsbedingungen
Zylinder 1
Zylinder 2
Zylinder 3
Ventil
Zylinder 2
Zylinder 3
Ventil
Temperatur an der Düse, 0C
Druck, atü
Abzugsgeschwindigkeit, m/Min,
Druck, atü
Abzugsgeschwindigkeit, m/Min,
"Profax 6523p", Hersteller: Hercules Company.
Das Endprodukt in Garnform hat eine außerordentlich verbesserte Pärbbarkeit und wesentlich verbesserten Griff und stark verbesserte
Fülligkeit im Vergleich zu einem Einkomponentengarn, das
unter den gleichen Bedingungen aus Polypropylen "Profax 6523Plf
hergestellt worden ist.
Der genaue Grund für die Bildung von Fibrillen in dem 3rals heiße
Schmelze gereckten, aus thermoplastischem Harz bestehenden Mehrkomponentensystem
gemäß der Erfindung ist nicht geklärt, jedoch ist es bekannt, daß die Schaumsysteme eine endliche Struktur haben.
Im Idealfall gleich großer Blasen wird eine enge Packung im pentagonalen Dodekaeder erzielt. Bei Packung in dieser Anordnung
bilden die Schnittlinien von drei Blasen drei Winkel von 120°. Bei dem dynamischen Verfahren gemäß der Erfindung,
bei dem das Material als heiße Schmelze gereckt wird, ist die Zellstruktur nie im Gleichgewicht. Scherkräfte, Druck- und Geschwindigkeit
sgradienten beeinflussen die Zellgröße und Form. In den Anfangsphasen des Strangpressens wird der Polymerschaum
unter steigendem Druck in eine sich verengende Folienspritzform
gepreßt. Bei der Zusammendrückung werden die Zellen kleiner,
wodurch ein Teil der von der Strangpresse zugeführten Energie
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gespeichert wird. Beim Austritt aus der Folienspritzform wird
der auf das System einwirkende Druck geringer, und ein Teil
der gespeicherten Energie wird in Form einer Ausdehnung der Zellen frei. Während der Ausdehnung nehmen die Zellen eine
elliptische Form an, die in der Achse der Bewegungsrichtung der Polymerfolie ausgerichtet ist. Sobald die Schmelze die
Spritzform verläßt, erzeugen die Schrumpfung des Polymeren als Folge der Kühlung und die Abzugsspannung die Fibrillierung
und weitere Reckung.
Die einzelnen Fibrillen, die beim Heißschmelz-Reckprozefl gebildet
werden, haben eine minimale Anzahl von Blasen oder Hohlräumen, d.h. es findet keine wesentliche Änderung der Dichte
der einzelnen Fibrille im Vergleich zur Dichte der als Ausgangsmaterialien verwendeten Polymeren statt. Die Fibrillen
sind ferner dadurch gekennzeichnet, daß in der gleichen Fibrille eine Vielzahl von geometrisch verschiedenen Querschnitten
vorhanden ist. Die Querschnittsformen können als unregelmäßig bezeichnet werden, jedoch ist zu bemerken, daß flache
oder planare Oberflächen fast vollständig fehlen. Diese Eigenschaft unterscheidet einen Querschnitt des fibrillierten Produkts,
das als heiße Schmelze gereckt worden ist, insofern deutlich von Produkten, die durch Orientieren eines polymeren
Materials f!brilliert worden sind, undderen Fibrillierung dann
durch Orientierung gesteigert worden ist, als polymere Produkte, die vor der Fibrillierung orientiert werden, durch trapezförmige
Querschnitte gekennzeichnet sind.
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Claims (9)
1) Fibirilllertes Mehrkomponenten-Extrudat, insbesondere Textilprodukt,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Komponente ein geschäumtes Extrudat .ist.
2) Mehrkomponenten-Extrudat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es durch Recken der heißen Schmelze fibrilliert ist.
3) Mehrkomponenten-Extrudat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß es vor der Pibrillierung einer orientierenden Behandlung unterworfen worden ist.
4) Mehrkomponenten-Extrudat nach Anspruch 1 bis j5, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Komponente des Extrudats Polypropylen ist.
5) Mehrkomponenten-Extrudat nach Anspruch 1 bis k, gekennzeichnet
durch Pibrillen mit im wesentlichen nicht planerer Oberfläche.
6) Verfahren zur Herstellung von f!brillierten Mehrkomponenten-Extrudaten
nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß man ein thermoplastisches Mehrkomponenten-Harz, in dem
mindestens eine Komponente ein Aufschäummittel enthält, strangpreßt und das geschäumte Extrudat reckt.
7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pibrillierung durch mechanische Bearbeitung des Extrudats
nach dem Recken steigert.
8) Verfahren nach Anspruch 6 oder 7* dadurch gekennzeichnet, daß man das Extrudat durch Auspressen in ein KUhlbad unter
die Einfriertemperatur des thermoplastischen Harzes kühlt und dann reckt.
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9) Verfahren nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bxtrudat nach dem Auspressen zunächst bis zur
völligen Pibrillierung auf Temperaturen über die Einfriertemperatur
mindestens einer Komponente des thermoplastischen Mehrkomponenten-Harzes hält.
1QÖÖ82/U9Ö
Leerseite
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