DE1800747A1

DE1800747A1 - Verfahren zur Orientierung und Verstreckung eines Kunststoff-Netzes

Info

Publication number: DE1800747A1
Application number: DE19681800747
Authority: DE
Inventors: Larsen Ronald Leslie
Original assignee: Conwed Corp
Current assignee: Conwed Corp
Priority date: 1968-01-12
Filing date: 1968-10-02
Publication date: 1969-08-07
Also published as: FR1577600A; JPS5231459B1; US4152479A; DE1800747B2; ES355304A1; GB1235901A

Description

Beschreibung zu der Patentanmeldung

CONWED COBPORATION
St. Paul, Minnesota, Minnesota Street, U.S.A.

betreffend

Verfahren zur Orientierung und VerStreckung eines Kunststoff-Netzes.

Die Erfindung betrifft die Herstellung von orien« tierten stranggepreßten Netzen oder Gittern aus thermo« plastischen Kunststoffen, die aus mindestens zwei Gruppen von Strängen gebildet werden. Diese zwei Stranggruppen kreuzen sich im rechten Winkel. Es wird zuerst eine molekulare Orientierung entlang der ersten Stranggruppe und dann der anderen Stranggruppe vorgenommen, um dadurch die WärmeStabilität zu verbessern gegenüber der gleichzeitigen Orientierung der beiden Stranggruppen. Diese erfindungsgemäße Orientierung erfolgt unter Bedingungen, daß an den Kreuzungspunkten der beiden Stranggruppen ein geringeres Aufziehen stattfindet.

Ö09832/1305

•α £. <m

Durch die Orientierung der "beläen Stranggruppen unabhängig voneinander erreicht maE die hervorragenden Eigenschaften des Fertigproduktes. Bas Herstellung»» verfahren ist sehr flexibel und läSfe sich auf eine große . . Anzahl von Produkten mit bestimmten Orientierungsgraden.. und auch unterschiedlichen Orientierungsgraden der Stranggruppen in leichter Weise anpaßen. .Es ".wurde festgestellt* daß eine große Festlgkeitsverringerung auftritt, wenn auch nur ein bemerkenswertes Aufziehen (webbing) an den Kreuzungssteilen erfolgt. Es zeigte sich, daß dieses Auf» ziehen durch sorgfältige Einstellung der Bedingung bei der Orientierung verringert werden kann. .

In den letzten Jahren wurden verschiedene Verfahren._r und Vorrichtungen zum Strangpressen von thermoplastischen Materialien in netz- oder gitterartige Strukturen entwickelt« Beispiele für das Strangpressen und die hierfür geeignete Vorrichtung gehen aus den US-Patentschriften 2 919 ..467 und 3 252 181 hervor. Danach erfolgt ein kontinuierliches Strangpressen einer Vielzahl von Stranggruppen in der Weise,, wobei die Stränge einer Gruppe die Stränge einer anderen « Gruppe kreuzen, so daß ein maschen« oder netsartiges Metall entsteht. Bevorzugt werden derartige Wetzmaterialien als Rohr oder schlauchartiges Gebilde stranggepresst»

• 3- -

909832/13Q5

Dieses Netzmaterial hat bereits verschiedenste Anwendungsgebiete gefunden, Für einige Anwendungsgebiete zeigte sich, daß eine molekulare Orientierung des Netzmaterials im allgemeinen in Sichtung der Stränge vorteilhaft ist und damit eine Festigkeitssteigerung je Gewichtseirhsit erreicht wird.

In einem bekannten Verfahren zur Molekularorientierung von Strängen als schlauchartige Gebilde wird das stranggepreßte Schlauchgebilde mit Hilfe von einer Flüssigkeit, Luft oder einem anderen fließfähigen Medium erwärmt und dann auf Walzen gestreckt oder gereckt, Diese Streckwalzen ziehen das Netz schneller ab als es aus der Strangpresse tritt» Bei ausreichender Erwärmung führt dies zu einer gleichzeitigen Orientierung der Moleküle in allen Stranggruppen, da alle Gruppen von Strängen von diesen Streckrollen erfaßt sind.

Obwohl dieses Verfahren unter gewissen Voraussetzungen wirtschaftlich ist, ist es nicht anwendbar, wenn die Stränge eines Netzes zueinander im rechten Winkel oder nahezu im rechten Winkel stehen, da die Streckwalzen alle Stranggruppen erfassen müssen« Dies wird jedoch nur erreicht, wenn der Winkel zwischen den Strängen alle Gruppen in oder ungefähr in die gleiche Richtung bringt, wie dies zum Beispiel bei einem netzartigen Material mit rautenförmigen Öffnungen (US-Patentschrift 2 919 W) der Fall ist.

909832/130 5

Es ist bereits ein anderes Verfahren bekannt, das

dient
zur Orientierung von Stranggruppen^ die in beliebigem Winkel zueinander stehen,auch im rechten Winkel. Danach wird.ein schlauchartiges Gebilde aus einem Netz erwärmt und über einen Dorn mit Hilfe von Streckwalzen gezogen, (US-Pa cent schrift 3 317 951).. .

Trotzdem dieses Orientierungsverfahren gewisse Vorteile besitzt, weist es aucn Scnwierigkeiten auf. So ist es z.B. schwierig, eine Streckung und Orientierung um einen Dorn sicherzustellen, wenn· das schlauchartige Netz In einer Richtung gestreckt wird und der Dorn das Netz in eine Quer- · richtung zwingt. Die Reibung an dem Dorn kann nicht an allen Punkten um den Dorn gleichmäßig sein. Schließlich bestehen in der Praxis Beschränkungen hinsichtlich der Dorngröße und damit auch an dem Grad der Orientierung in Querrichtung.

Diese Schwierigkeiten sind besonders ausgeprägt, wenn es sich um ein Netz handelt, dessen Stränge im wesentlichen rechtwinklig zueinander stehen. Versucht man so ein schlauchartiges Netz über einen Dorn zu ziehen, werden nur die längsverlaufenden Stränge von den Streckwalzen erfaßt und verstreckt, während die querliegende Stranggruppe ausschließlich dadurch verstreckt und orientiert wird, daß sie über einen kegelstumpf förmigen Dorn aufgezogen wird. Dieser Nachteil ist nicht so wesentlich bei Netzmaterialien, in denen die Stranggruppen in einem solchen Winkel zueinander angeordnet sind, daß im wesentlichen rautenförmige Öffnungen auftreten und alle

9 08 832/1305 ." ⁵ "

Stranggruppen daher von den Streckwalzen erfaßt und verstreckt werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun ein schlauchartiges Netz aus Kunststoff in Längsrichtung aufgeschnitten, um damit ein flächiges Material zu erhalten, welches dann orientiert wird. Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, daß beim Orientieren derartiger Kunststoffnetze oder - gitter unabhängig voneinander zuerst eine Stranggruppe und dann die zweite Stranggruppe molekular orientiert werden»

Es wurde festgestellt, daß durch das getrennte und unabhängige Orientieren der einzelnen Stranggruppen unerwartete Vorteile erreicht werden können, insbesondere eine Verbesserung der Wärmestabilität der verstreckten Netze nach der Orientierung und Abkühlung, also vor allem Verringerung des Schrumpfens bei einer nochmaligen Erwärmung im Rahmen mehrerer Verarbeitungsstufen des Netzes,

Im allgemeinen wird das Kunststoffnetζ auf zumindest eine solche Temperatur erwärmt, bei der die Moleküle des Polymerisats sich durch Verstrecken orientieren lassen. In der Wärme wird nun vorerst eine Stranggruppe verstreckt. Nach vollständiger Orientierung durch das Verstrecken in der Wärme kann man das Netz gegebenenfalls abkühlen, abhängig von der Konstruktion der angewandten Vorrichtung. Nach dem 'Abkühlen wird das Netz wieder erwärmt, zumindest auf eine

9 0»832/130 6 _{m 6} _

solche Temperatur, bei der eine Orientierung der Moleküle stattfinden kann. Nun wird die-"zweite Stranggruppe verstreckt und damit deren Moleküle orientiert. Schließlich wird das Netz abgekühlt.

Die jeweils anzuwendenden Temperaturen hängen von einer großen Anzahl von Paktoren ab und müssen daher experimentell für die einzelnen Stranggruppen ermittelt werden. Im allgemeinen kann man jedoch sagen, daß eine Orientierung· der Moleküle eines thermoplastischen Materials beim zweiten Umwandlungspunkt stattfinden kann. In der Praxis, insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen, werden jedoch im allgemeinen beträchtlich höhere Temperaturen erforderlich sein. Der zweite Umwandlungspunkt für z.B. Polyproylen ist ungefähr Raumtemperatur", die Orientierung läßt sich also bei dieser Temperatur bereita sehr langsam durchführen. In der Praxis wird man aber die Verstreckung im allgemeinen bei Temperaturen zwischen 93 und 163⁰C (200 bis 325⁰P) vornehmen.

Sind die Stränge aus dem Kunststoff in Strangrichtung orientiert, so sind sie dann normalerweise bereits widerstandsfähig gegen Spannungen. Bei geeigneter Erwärmung neigt das Kunststoffmaterial dazu, in serine'ursprüngliche Porm zurückzukehren. Bekanntlich ist es möglich, ürientierungsspannungen aufzuheben und damit ein Rückfedern der Stränge in ihre ursprüngliche Porm herabzusetzen, und zwar indem das Kunststoffmaterial vor dem endgültigen Abkühlen wärmegehärtet wird. Ein solches Wärmehärten gegen ein Rückfedern

Θ09832/ 1 305 ■ _ _{7 m}

in den ursprünglichen Zustand kann man durch Erwärmen auf eine Temperatur über der, wie sie bei der Verstreckung angewandt wurde, erreichen. Wird nun eine Wärmehärtung angestrebt, so wird man diese nach Beendigung des Verstreckens und Orientierens durchführen. Nach dieser Wärmehärtung kann das Material nun auf Raumtemperatur abgekühlt werden.

Die Erfindung wird an folgenden Figuren näher erläutert:

Figur 1 ist eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 2 ist eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung der Figur 1, wobei der Ofen nach Figur 1 entfernt ist, um den Verstreckungs- und OrientierungsVorgang besser zu zeigen.

Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Netz oder Gitter*

Figur 4 ist eine Detailansicht des Kreuzungspunktes von 2 Strängen aus dem Gitter von Figur 3.

Die Figuren 5» 6 und 7 zeigen verschiedene Grade des Aufziehens an den Kreuzungspunkten.

Die bevorzugte Durchftihrungsform des erfinungsgemäßen Verfahrens soll nun anhand der Verstreck« und Orientierungsvorrichtung der Figuren 1 und 2 erläutert werden. Das Einlauf-

909832/ 130S « 8 -

system 10 weist eine Lagerung für die Einlaufwalze 22 des (stranggepressten) Netzes 20 auf. Von dieser gelangt das Netz in das Längsstrecksystem 12, das Querstrecksystem 14, das Kuhlsystem 16 und schließlich zur Abnahme 18.

Die Ablaufwalze 22 für das Netzmaterial ist im Lager des Rahmenwerks 26 ausnehmbar gelagert. In diesem sind auch verschiedene Spann- oder Umlenkwalzen 28 gelagert. Das Netz 20 wird von der Ablaufwalze 22 über die Umlenkwalzen dem Läingsstrecksystem 12 zugeführt. Dieses umfaßt ein Rahmenwerk 30,. in dem die Lagerung der verschiedenen Spannoder Umlenkrollen 32 und drei großen beheizten Walzen 34, 36,38 erfolgt. Zwischen den Walzen J6_t 38 und den Spannwalzen 42, befinden sich zwei Streckwalzen 46, 48. Nun gelangt das Material in das Querstrecksystem 14, zu welchem ein Ofen und zwei im Abstand zueinander und horizontal gelagerte endlose Ketten 50* 52 gehören. Diese Ketten haben Greifer (nicht gezeigt) zur Erfassung der Kanten 54, 56 des Netzes 20, um es durch den Ofen 40 zu führen, in Querrichtung zu verstrecken und in das Kühlsystem 16 zu fördern.

Selbstverständlich kann man die verschiedensten Pührungs- und Spannrollen anwenden. Die hier gezeigten haben nur illustrativen Charakter, da deren Anzahl und Anordnung in Abhängigkeit von dem erforderlichen Abstand der vorliegenden Vorrichtung und dem von dem Netz zurückzulegenden Weg.bestimmt wird. Im allgemeinen werden die Walzen 34, 36, 38, 46, 48 und die Welle 66 für die Aufwiekelwalze 60 mit einer

•909832/130S

-9 - 18Q0747

«τ

für die Portbewegung des Netzes 20 geeigneten Geschwindigkeit angetrieben.

Die endlosen Ketten 50, 52 werden in Richtung der Pfeile 68, ?2 bewegt. Die anderen Walzen sind im allgemeinen Spann- oder Führungswalzen und brauchen nicht angetrieben werden mit Ausnahme einer Freihaltung des Netzes von Spannung oder Reibung. Werden sie aber angetrieben, so geschieht dies entsprechend der Netzgeschwindigkeit an dem jeweiligen Angriffspunkt der Walzen. Die Vorschubgeschwindigkeit des Netztes 20 durch die Vorrichtung ist nicht überall gleich.

Die Führungswalzen 34, 36 und 48 werden so angetrieben, daß sie gleiche Umfangsgeschwindigkeit haben. Die Walzen 38 und 46 werden so angetrieben, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit. größer ist als die der Walzen 34, 36 und 48. Im allgemeinen ist die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 34, 36 und 48 gleich der Vorschubgeschwindigkeit des Netzes 20 nach Ablaufen von der Walze 22 und Passieren der verschiedenen Spann- und Antriebsrollen.

Die Walzen 38» 46 werden mit einer Umfangsgeschwindig-

an, keit entsprechend der NetzgeschwindigkeitYdiesen Walzen und

von da an durch das Querstrecksystem 14, Kühlsystem l6 und der Abnahme 18 angetrieben.

Es ergibt sich also, daß wenn die Walzen 46, 38 mit co

*> höherer Umfangsgeschwindigkeit als die Walzen 34, 36, 48 laufen, ^ das Netz 20 bei entsprechender Erwärmung in Vorschubrichtung

cn zwischen den Walzen 46 und 48 infolge der verschiedenen

Umlaufgeschwindigkeiten äeser Walzen verstreckt wird. Die Walzen 42, 44 können gegebenenfalls mit der Malze 42 bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit mit den Waisen 33, 46 auch angetrieben werden; die Walze 44 kann auf die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie die Walzen 34, 36, 48 angetrieben werden.

Die Walzen 34, 36 werden auf eine Temperatur erwärmt, die zur Orientierung des jeweilig vorliegenden Kunststoffs des Netzes 20 ausreicht· Handelt es sich z.B. um ein Netz aus Polypropylen, so sollten diese Walzen eine Temperatur zwischen 93 und l49°C (200 - 300⁰F) besitzen. Die Beheizung der Walzen kann auf übliche Weise mit Heizmedien wie Wasser oder Öl erfolgen»

Die Walze 38 wird ebenso erwärmt jedoch auf eine tiefere Temperatur als die Walzen 34, 36, um wieder eine gewisse Verfestigung des Netzes für eine Handhabung und einen Übergang ?0 von der Walze 38 in den Ofen AQ im Querstrecksystem 14 zu ermöglichen. Nun wird das Netz 20 durch die endlosen Ketten 50, 52 erfaßt. Im Übergang 70 ist das Netz 20 praktisch nicht unterstützt und muß daher eine ausreichende Festigkeit besitzen. Dies ist der Grund, warum die Walze 38 nicht so warm als die Walzen 34, 36 ist, so daß das Harz etwas verfestig wird. Erstreckt sich der Ofen 40 des Querstrecksystems 14 über den Übergang 70 und evtl. auch etwas über das System 12 und reichen die Ketten 50,52

909832/1305

- 11 -

I¹"!!¹ !1""""1!'!'1!!1!!['1'!"'11!'^!'1'"J.H¹¹¹Pi .j!

sehr nahe an die beheizte Walze 38 heran, ist eine Abkühlung des Netzes für den übergang ?O nicht erforderlich und das Netz kann sofort von der Walze 38 in das Querstrecksystem wandern· Bei der hler gezeigten Ausführungsform ist dies nicht der Fall, so daß die Walze 38 kalter sein muß als die Walzen 3^, 36. Selbstverständlich kann man hier zusätzliche Kühlvorrichtungen anordnen.

Das Netz 20 ist nach Durchgang durch das Längsstrecksystem 12 längsverstreckt und orientiert, wobei dieses Verstrecken zwischen den Walzen k6 und 4-8 infolge deren unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeit erfolgt. Dies geht auch deutlich aus Figur 2 hervor. Das Netz 20 besteht aus Quersträngen 80 und Längssträngen 90. Zwischen dem Einlaufsystem und der Längsverstreckung 12 nach Figur 2 bilden die Querstränge 80 und die Längsstränge 90 ein offenmaschiges Netz mit im wesentlichen quadratischen Öffnungen. Nach der Längsverstreckung 12 sind die Längsstränge 90 auf etwa die dreifacheursprüngliche Länge verstreckt, Jedoch behielten die Querstränge 80 ihre ursprüngliche Länge (siehe Übergang 70 der Figur 2).

Das Quer Strecksystem 14- umfaßt einen Ofen ^O mit im allgemeinen 3 Ofenzonen 7^-, 76, 78. Der Ofen wird auf irgend eine Weise z.B. durch Einblasen 82 von heißen Gasen beheizt. Dabei ist im allgemeinen die Ofenzone 7h die Vorheizzone, Ofenzone 76 der Querverstreckteil, welcher auf höherer Temperatur als der Teil 7^ gehalten wird, und schließlich

9098 32/1305 - 12 -

die Ofenzone 78, die für eine Wärmehärtung vorgesehen ist und sich daher auf einer noch höheren Temperatur befindet. Handelt es sich bei dem Kunststoffmaterial um Polypropylen, so werden die Ofenzonen 74, 76, 78 bei einer Temperatur zwischen etwa 93 und I6l° C (200 bis 325° F) gehalten.

Nach Eintritt des Netzes 20 in das Querstrecksystem 14 wird es an den Kanten 54, 56 durch (nicht gezeigte) Greifer der endlosen Ketten 50, 52 erfaßt. Diese befinden sich in einer (nicht gezeigten) Führung, so daß sie in der Ofenzone 7^ parallel, in der Ofenzone 76 auseinander und schließlich in der Ofenzone 78 wieder parallel in größerem Abstand als in der Ofenzone 7^ laufen.

Das Netz wird nach Verlassen des Ofens, während es

de,n
jedoch noch von\Ketten 50, 52 geschleppt wird, mit Kühlluft aus dem Gebläse 58 angeblasen, um das Netz auf Raumtemperatur zu kühlen. An oder knapp vor dem Timlenkpunkt der Ketten 50,5& auf den Kettenrädern 84, 86 wird das Netz von den Greifern der Ketten freigegeben und nun auf der Aufnahmewalze 60 aufgewickelt. Nach Passieren der Spannrollen 62, 64 gelangt das fertige Netzmaterial in das Abnahme-system 18, in dem es auf der Walze 60 aufgewickelt wird. Die Walze läuft auf einer Welle 66, die entsprechend angetrieben wird.

Wie aus Figur 2 hervorgeht, werden beim Durchgang des Netzes 20 durch die Ofenzone 76 die Querstränge 80 in ihrer Längsrichtung verstreckt, da die Ketten 50, 52 an dieser

■909832/1305 _

Stelle auseinander laufen. Nach der hier gezeigten Ausführ ungs form werden nun auch die Querstränge auf etwa die dreifache ursprüngliche Länge verstreckt. Dabei bleiben die Längsstränge 90 in der Länge, die sie in dem Längs strecksystem 12 erhalten haben. Dies geht auch deutlich aus den Dimensionen des Netzes in der Ofenzone 78 gegenüber dem Übergang 70 bei Eintritt in das Querstrecksystem hervor. Bei 70 umschließen die Längsstränge 90 und die Querstränge in Wanderungsrichtung des Netzes relativ gestreckte Bechtecke. Nach Verlassen der Ofenzone 76 umschließen die Stranggruppen 80, 90 relativ großquadratische Öffnungen, so daß es sich bei dem Netz 20 nunmehr um ein solches gleicher Form jedoch unterschiedlicher Dimension gegenüber dem von der Walze 22 abgezogenen, handelt..

Es ist selbstverständlich nicht erforderlich, das das Netz 20 beim Abziehen quadratische Öffnungen hat, dann zu längsgestreckten Rechtecken verstreckt und schließlich wMer größere quadratische Öffnungen erhält. Diese Ausführungsform dient nur zur Erläuterung. Es ist nur notwendig, daß die Querstränge 80 und die Längssträge 90 im wesentlichen im rechten Winkel zueinander angeordnet sind, nachdem der Durchgang durch die Anlage ein Verstrecken des Netzes zuerst in Längsrichtung in dem ersten Verstrecksystem und dann im zweiten Verstrecksystem in Querrichtung erfolgte.

Wie oben bereits erwähnt, ist es wegen der Festigkeit

909832/1305 "¹^"

erforderlich, daß es in den Zwickeln der Strangkreuzungen zu keinem "Zwickelhäutchen" oder "einem Aufziehen der Stränge" kommt. Aus diesem Grunde muß die Verstreckung in der einen und der anderen Richtung unabhängig von einander erfolgen und die Arbeitsbedingungen außerordentlich genau eingehalten werden. Wird von einem Netz mit nicht quadratischen Öffnungen ausgegangen, ist es schwierig, die Ausbildung von Zweckelhäutchen zu vermelden* Mit verschiedenen Matten und bestimmten Winkeln, unter denen sich die Stranggruppen kreuzen, ist es faßt undurchführbar, eine Ausbildung von Zwickelhäutchen während des Orientierungsvorganges zu vermeiden.

Aus diesem Grund bevorzugt man ein Netz mit quadratischen Öffnungen.

Wie oben bereits erwähnt, verwendet man vorzugsweise stranggepreßte Netze oder Gitter, wie sie nach der US-Patentschrift 3 252 181 erhalten werden, wobei die Kreuzungspunkte durch ineinandergehen der Querstränge 80 mit den Längssträngen zustande kommen.

Aus Obigem geht hervor, daß bei einer unabhängigen und nacheinander erfolgenden Orientierung von Stranggruppen die bei der gleichzeitigen Orientierung auftretenden Schwierigkeiten wesentlich verringert sind. So treten z.B. keine Reibungsprobleme an einem Dorn auf, die ihrerseits wieder zu weiteren Problemen führen, nämlich einerungleichmäßigen Erwärmung oder Orientierung mit gleichzeitig unregelmäßigen Öffnungen und

909832/130 5 - 15 -

Strangstärken. Weitere Vorteile liegen darin, daß die Arbeitsbedingungen wie Temperaturen, Geschwindigkeiten, Verstreckungsgrad und Orientierungsgrad leicht einstellbar sind.

Als besonders wichtig wurde festgestellt, daß die Wärmebeständigkeit einessolchen Netzes außerordentlich gleichmäßig ist, unabhängig davon, ob eine nur geringe oder eine weitgehende Wärmehärtung erfolgte. Das bedeutet, daß die Schrumpfung bei irgend einem weiteren Verarbeitungsschritt, der mit Erwärmen verbunden ist, bei den Stranggruppen viel gleichmäßiger ist, wie dies bei Orientierung über einen Dorn der Fall ist, wenn die Stranggruppen gleichzeitig orientiert wurden. Es wurde festgestellt, daß z.B. ein Netz, in welchem die Stranggruppen im wesentlichen in rechten Winkeln zueinander angeordnet sind und Orientierung durch gleichzeitige Verstreckung aller Stranggruppen erfolgte,-wobei gegebenenfalls ein Wärraehärten stattfinden kann - diese Netze zu einer erhöhten Schrumpfung bei nachfolgender Wärmebehandlung neigen .gegenüber erfindungsgemäß verstreckten Stranggruppen. Bei erfindungsgemäß orientierten Netzen treten praktisch keine Unterschiede in der Schrumpfung der beiden Stranggruppen auf, ohne Bücksicht darauf, ob eine Wärmehärtung stattfand oder nicht. Diese Verbesserung d. h. Erhöhung der Gleichmäßigkeit der Wärmeschrumpfung ist bemerkenswert und besonders deswegen von Bedeutung, da derartige Netze im allgemeinen entweder für die Laminierung oder in Kombination mit anderen gewebten oder nicht gewebten folienartigen Materialien verarbeitet werden. Dabei kann es zu Wärmeschrumpfung als sehr unangenehme Neben-

909 832/130 5 - 16 -

erscheinung bei den nachfolgenden Verarbeitungsstufen kommen, wenn sie eine Erwärmung, die in keiner Weise mit der Herstellung des Netzes selbst zusammenhängt, erforderlich machen. Daher sind die Eigenschaften des Netzes hinsichtlich Wärmeschrumpfung wegen der Stabilität und Qualität des Fertig« Produkts von besonderer Bedeutung·

Es ist der genaue Mechanismus der Orientierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren noch nicht bekannt· Ausser Frage steht jedoch das unerwartete Ergebnis bei den Fertigprodukten gegenüber den bekannten, gleichzeitig orientierten» Eigentlich hätte man erwarten können, daß bei nicht gleichzeitig orientierten Strängen größere Unterschiede in der Wärmeschrumpfung auftreten, da ja hier die Orientierung nicht notwendigerweise unter den gleichen Bedingungen erfolgte. Es ist auch nicht zu erwarten gewesen, daß geringe Unterschiede in den Arbeltsbedingungen bei der Orientierung (Temperatur., Geschwindigkeit, der Verstreckung, Art der Streckvorrichtung, Ausmaß der Ver-Streckung und dergleichen) einen bemerkenswerten Unterschied in der Empfindlichkeit einzelner verstreckter Stranggruppen auf Wärmeschrumpfung erwirken. Es konnte jedoch festgestellt werden, daß die Wärmeschrumpfung im allgemeinen gleichmäßiger in den beiden Richtungen ist, wenn die Verstreckung der beiden Stranggruppen getrennt erfolgte,

Es könnte angenommen werden, daß die verbesserte Gleichmäßigkeit der Schrumpfung der Stranggruppen und die ganz allgemein verbesserte Wärmebeständigkeit in gewissem Maße darauf

909832/1305

- 17 -

beruht, daß die Stränge 90 ohne Strecken durch den Ofen wandern, während die Stränge 80 verstreckt werden. Es können jedoch auch sehr gut andere Faktoren, die noch nicht völlig aufgeklärt worden sind, für diese Eigenschaften beitragen oder diese beeinflussen.

Es wurde gefunden, daß ein Netz bemerkenswert schlechtere Festigkeit aufweist, wenn die Orientierung untrer solchen Bedingungen durchgeführt wird, daß ein sichtbares Häutchen in den Zwickeln der Kreuzungspunkte 100 also der Überschneidung der Stränge 80, 90 gebildet wird. Dieses Phänomen tritt offensichtlich unabhängig von der Wärmestabilität auf.

Figur k zeigt nun den Kreuzungspunkt eines Netzes 20 aus Figur 3 als Überschneidung der Stränge 80, 90 ohne Zwickel, häutchen. An der Kreuzungsstelle 87 ist das Kunststoffmaterial etwas verdickt.

In Figur 6 ist ein Kreuzungspunkt 100' gezeigt, der aus den Strängen 80', 90¹ gebildet wird und aufgezogen ist. Dabei hat sich ein Zwickelhäutchen 101 aus dem Materialüberschuß 87, welcher nun verschwunden ist, gebildet. Einer der Stränge (hier 90') wird dabei in die Zweige 91, 93, 95, 97 gespalten, die nun auch Zweige des Stranges 80« sind. Das Häutchen 101 wird durch einen Mittelstrang 8l geteilt, der den Strang 90 fortsetzt, jedoch geringere Stärke aufweist, da er für die Ausbildung des Häutchens 101 Material abgeben mußte, zusätzlich zu der Materialverdickung 87, aus der das

9 09832/13 0 5

- 18 -

Hautchen und der Strang 81 gebildet wurde. Dieser kann in anderer Richtung als die Portsetzung des Stranges 80» liegen oder kann auch in beiden Richtungen existieren, wenn die Orientierungsbedingungen ausreichend unterschiedlich waren.

Figur 5 zeigt einen ähnlichen Kreuzungspunkt 100*, in dem das Häutchen 101 gerade schon sichtbar ist und damit das nachteilige Aufziehen eben beginnt.

Figur 7 zeigt nun einen ausserordentlich stark aufgezogenen Kreuzungspunkt 100'', wobei die Verbindung der Stränge 90'', 80¹' bis auf einen solchen Punkt aufgezogen wurde, daß sie in Äste 91¹¹, 93", 95", 97" aufgesplittert werden.

Das Häutchen 101 ·' erstreckt sich nun durch die Stränge 80^rt, 90^M, der mittlere Strang 81 ist vollständig verschwunden, da dessen Material zur Bildung des Häutchens 101^fi diente. Wird Orientierung bei ungeeigneten Verfahrensbedingungen durchgeführt, kann das Aufziehen soweit gehen, daß die Netzöffnungen beinahne ganz geschlossen werden.

Man konnte feststellen, daß zur Bestimmung des Ausmaßes der Zwickelbildung das menschliche Auge am geeignetsten ist. Sobald nämlich ein Häutchen 101 zu sehen ist, sinkt bereits die Festigkeit des Netzes merklich ab. Mit zunehmender Größe dieses Häutchens, z.B. wie in Figur 6 und 7 gezeigt, fällt die Festigkeit wieder ab. Die Beziehung zwischen dem Ausmaß

909832/1305- -19-

— iy ·*

dieser Häutchenbildung und der Festigkeit ist nicht unbedingt geradlinig. Möglicherweise ist bereits an irgend einem Zeitpunkt zwischen den vollständig sauberen Kreuzungspunkten, wie sie in der Figur M- gezeigt wird und dem kaum sichtbaren Häutchens 101 an dem Kreuzungspunkt 100' der Figur 5 eine gewisse Häutehenbildung eingetreten. Bis zum sichtbaren Auftreten des Häutchens findet noch keine nennenswerte Festigkeit sverminderung statt.

Die Orientierung der Moleküle des Netzes muß also bei solchen Bedingugen (Temperaturen, Zeit und Verstreckgeschwindigkeit) durchgeführt werden, daß die Kreuzungspunkte keine sichtbaren Häutchen aufweisen. Die jeweils anzuwendenden Zeiten, Temperaturen, Verstreckgeschwindigkeiten können bei jedem Netz experimentell festgestellt werden, da diese Bedingungen von den Strangkennzeichen und dem Kunststoffmaterial und wahrscheinlich noch anderen Faktoren beeinflußt werden. Bisher war ein Zusammenhang zwischen dem Auftreten eines Häutchens in den Zwickeln der Kreuzungsstelle und der Festigkeitsabnahme des Netzes noch nicht festgestellt worden. Hingegen war man dann der Ansicht, daß eine gewisse Zwickelbildung wünschenswert ist, da sie möglicherweise zu einer Verstärkung des Kreuzungspunktes beiträgt. Dies ist jedoch, wie erfindungsgemäß festgestellt werden konnte, nicht der Fall.

Patentansprüche

909832/130 5

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Orientierung der Moleküle und Ver~ Streckung eines Netzwerks aus Kunststoff mit zwei sich kreuzenden Stranggruppen in der Wärme, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Wärme zuerst die eine Stranggruppe in ihrer Längsrichtung und anschließend die andere Stranggruppe in ihrer Längsrichtung verstreckt und dann das Netz abkühlt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß -man das Netz nach dem Verstrecken auf eine höhere Temperatur als die Verstreckungstemperatur zur Aushärtung und damit Verringerung des Schrumpfens erwärmt.

3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2_i dadurch g e k e η η ~ zeichnet , daß man das Verstrecken bei einer solchen Temperatur in einer solchen Zeit und bei solchen Geschwindigkeiten durchführt, daß keine sichtbaren Häutchen in den Zwickeln der Kreuzungspunkte der beiden Stranggruppen auftreten.

k. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge k e η η zei ch η et , daß man das Netz nach dem Verstrecken der ersten Stranggruppe abkühlt und dann zum Verstrecken der

if

zweiten Stranggruppe neuerlich erwärmt.

8195

909 832/1305

Leerseite