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B e s c h r e i b u n g Gekräuselte zerfaserte Bänder aus thermoplastischem
Material und Verfahren zu deren Herstellung.
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Die Erfindung bezieht sich auf gekräuselte sorfasserte Bänder oder
Streifen aus thermoplastischem Material und auf Verfahren zu deren Herstellung.
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Bis jetzt werden Garne mit Hilfe sogenannter Kräuselkästen gekräuselt.
Eine Beschreibung eines Kräuselkastens bekannter Art findet sich in dem im Jahre
1964 veröffentlichten Werk "Woven Strecht and Textured Fabric" von Berkeley L. Hathorne
auf den Seiten 78 bis 83, denen die Abbildungen 26 und 27 zugeordnet sind.
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Allgemein gesprochen handelt es sich bei einem Kräuselkasten um einen
Kasten oder ein Rohr mit Öffnungen an beiden Enden, bei dem an einem Ende zwei Walzen
angeordnet sind, und bei dem die Öffnung am entgegengesetzten Ende des Kastens oder
Rohrs, d.h. die Austrittsöffnung, im Vergleich zu dem Kasten oder Rohr einen kleineren
Querschnitt hat. Die Austrittsöffnung ist gewöhnlich in einer beweglichen Wand oder
einem Ventil ausgebildet, auf die bzw. das ein bestimmter Druck ausgeübt werden
kann. In vielen Fällen ist das Rohr stehend so angeordnet, daß sich das Ventil am
oberen Ende befindet, so daß der auf das Ventil wirkende Druck durch das Eigengewicht
des Ventils hervorgerufen wird. Zweckmäßig
hat die Austrittsöffnung
die Form eines engen Austrittsrohrs, das gleichachsig mit dem Hauptrohr der Vorrichtung
angeordnet ist. Das Hauptrohr kann von außen beheizbar sein. Mit Hilfe der beiden
Walzen wird das Garn mit hoher Geschwindigkeit in den Kasten bzw. das Hauptrohr
hineingeschoben. Hierbei wird das Garn in dem Kasten oder Hauptrohr zurückgehalten,
so daß es eine zusammengedrückte und verknitterte Masse bildet. Dieser Masse wird
das nunmehr gekräuseite Garn über die enge Austrittsöffnung entnommen. Nunmehr wurde
festgestellt, daß es auf vorteilhafte Weise möglich ist, dieses Kräuselverfahren
und die beschriebene Vorrichtung zu benutzen, um zerfaserte (fibrillated) Bänder
oder Streifen aus thermoplastisohem Material zu kräuseln.
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Bei dem streitentörmigen thermoplastischen Material handelt es sich
um Streifen oder Bänder, die aus Filmen zugesohnitten sein können, welche aus thermoplastischen
makromolekularen Stoffen bestehen, oder die Streifen oder Bäder können direkt mit
Hilfe eines Extruders aus thermoplastischen Makromolekularen Stoffen hergestellt
werden. Bei der Verfaserung handelt es sich um ein bekannten Verfahren, das bei
thermoplastischen Filmen angewendet wird, die durch Recken vorherrschend in einer
Richtung orientiert worden sind. In dieser Weise orientierte Filme @assen sich leicht
in der Längsrichtung unterteilen. Beim Zerfasern des gereckten streifenförmigen
Materials erhält man Netzwerke aus schmalen Streifen, die auch als Fibrillen bezeichnet
werden.
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Das Zerfassern der Bänder kann dadurch bewirkt werden, daß man die
Bänder Reibungskräften aussetzt, indem man die Bänder zwischen Walzen führt, die
eine rauhe Oberfläche haben und mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben
werden, oder zwischen aus Gummi bestehende Gurte, die sich ebenfalls mit untersc.hled?ichen
Laufgeschwindigkeiten bewegen. Eine hin- und hergehende Bewegung der Walzen in Richtung
ihrer Achsen kann zu der Zerfaserungswirkung beitragen. Als weitere gebräuchliche
Verfahren zum Erzeugen von Fibrillen seien das Schlagen genannt, ferner die Bearbeitung
des Materials mit Bürsten oder Stiften, das Zwirnen, die Erzeugung eines falschen
Drahtes sowie die Behandlung des Materials mit kräftigen Luftströmen.
Um
die Zerfaserung zu erleichtern, kann man dem Film während seiner Herstellung mit
Hilfe eines Extruders eine spezielle Profilform verleihen.
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Auch dann, wenn man dem Kräuselkasten anstelle eines zertaserten
thermoplastischen Bandes ein Bündel solcher Bänder zuführt, läßt sich eine brauchbare
Kräuselungswirkung erzielen.
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werner kann man einem Kräuselkasten zwei oder mehr zerfaserte thermoplastische
Bänder oder zwei oder mehr BUndel solcher Bänder gleichzeitig zuführen. Wenn es
hierbei erwünscht ist, die Bänder oder die Bündel von Bändern während des Kräuselns
und danach voneinander getrennt zu haltens kann man das Entstehen eines Gewirrs
aus den Bandern oder Bündeln in dem Kräuselkasten dadurch verhindern, daß man die
Bänder oder Bündel zwirnt, bevor man sie dem Kräuselkasten zuführt. Ein Draht von
10 bis 90 Drehungen Je Meter erweist sich gewöhnlich als sehr zweckmäßig. In diesem
Fall ist es zu empfehlen, das Material nicht zu stark zu zwirnen, denn eine zu starke
Zwirnung könnte dazu führen, daß nicht die gewünschte Kräuselwirkung erzielt wird.
Ferner ist es ratsam, eine. Zwirnung zu vermeiden, die so stark iStt daß eine weitere
Zerfaserung der Bänder bewirkt wird.
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Eine Zwirnung des Materials vor dessen Zuführung zu dem Kräuselkasten
kann jedoch auch dann vorgesehen werden, wenn dem Kräuselkasten nur ein einziges
zerfasertes Band zugefUhrt wird, und eine solche Zwirnung kann sich insbesondere
bei der Verwendung breiter Bänder als vorteilhaft erweisen.
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Die Entstehung eines Gewirrs aus den Bändern oder Bündeln in dem
Kräuselkasten braucht nicht in jedem Fall verhindert zu werden. Wenn die Bänder
oder Bündel nach dem Kräuseln zerschnitten und weiter zerkleinert werden, um Stapelfasern
zu erzeugen, hat die Entstehung eines Gewirrs keine nachteiligen Folgen.
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Die Bänder aus thermoplastischem Material, die gemäß der Erfindung
zerfasert und gekräuselt werden können, bestehen z0B. aus Olefinpolymerisaten wie
Äthylen- und Propylenpolyamiden, z.B. Nylon 6 oder Nylon b6, Poiyestern, die z030
aus
Glycol und Terephthalsäure gewonnen sind, ferner aus Polymerisaten
von PivalolaCton, von Vinylestern wie Vinylacetat und Vinylpropionat, Polyvinylchlorid,
Polyvinylidenchlorid, Polymethylacrylat sowie Polymethylmethacrylat, Zu den Bändern,
die fUr eine Behandlung nach der Erfindung geeignet sind, gehören auch aus Schichten
aufgebaute Bänder, die mindestens zwei Schichten umfassen, welche bei der gleichen
Temperatur Spannungs-Dehnungs-Kurven aufweisen, die sich nicht decken. Solche Bänder
zeigen dann, wenn sie in der in dem französischen Patent 1 545 908 beschriebenen
Weise gereckt und zerfasert werden, das Bestreben, sich wegen des unterschiedlichen
Spannungs-Dehnungs-Verhaltens der verschiedenen Schichten zu kräuseln. Wenn das
Verfahren nach der vorliegenden Erfindung bei solchen Bändern nach der Zerfaserung
angewendet wird, ist die erzielte Kräuselung auf zwei Ursachen zurückzuSühren, und
die kombinierten Kräuselwirkungen ergänzen sich gegenseitig, Ein auf diese Weise
doppelt gekräuseltes Erzeugnis zeigt eine hervorragende 1tLebendigkeitfl, Elaßtizität,
Formbeständigkeit und Bauschigkeit.
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Das Verfahren nach dem vorstehend genannten französißchen Patent
umfaßt vorzugsweise Maßnahmen, um einen geschichteten Verband mit einer Dicke von
etwa 0,01 bis 3 mm zu erzeugen, der mindestens zwei Schichten umfaßt, welche dann,
wenn ihre Materialien einzeln geprüft werden, und zwar bei zunehmender Zugspannung
bei gleicher konstanter Ziehgeschwindigkeit fUr beide Schichten, wobei man von einer
Temperatur ausgeht, die fUr beide Schichten die gleiche ist und im Bereich zwischen
100 C und dem Erweichungspunkt der den niedrigsten Erweichungspunkt aufweisenden
Schicht liegt, einen Unterschied bezUglich der prozentualen Dehnung von mindestens
0,1 bei einer Spannung zeigen, welche fUr beide Schichten gleich ist und vor dem
Erreichen der Bruchfestigkeit einer der Schichten erreicht wird, und um geschichteten
Verband zu recken und ihn in der Richtung des Reokvorgangs in Streifen zu unterteilen,
die zur Verwendung als Textilmaterial geeignet sind.
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Die mit Hilfe des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung erzeugten
gekräuSelten und zerfaserten Bänder können
als solche z.B. als das
den Plor bildende Material von Teppichen verwendet werden0 Ferner kann man die Bänder
in Stücke zerschneiden, die dann als Füllung für Polster, Kissen und Matratzen verwendet
werden können. Diese Stticke oder Abschnitte können weiter zerfasert und zerkleinert
werden, um die Fasern zu lockern, die dann zur Verwendung als Stapelfasern geeignet
sind.
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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden
im folgenden an AusfUhrungsbeispielen näher erläutert.
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Beispiel 1 Drei aus zerfaserten Polypropylenfilmen bestehende Garne
von 2000 Denier, die aus einem Filmmaterial mit einer Dicke von 0,020 mm hergestellt
sind, die im Verhältnis von 1:8 gereckt sind, und denen Jedes gesondert mit etwa
35 Drehungen Je Meter gezwirnt sind, werden mit einer Geschwindigkeit von 30 m/min
durch einen mit Wasserdampf beheizten Kräuselkasten geleitet.
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Naoh dem Verlassen des Kräuselkastens können dic gekräuselten Garne
leicht voneinander getrennt und auf Spulen aufgewickelt werden. Die durch das Kräuseln
verursachte Verkärzun8' des Garns beträgt 20 bis 25%. Die gekräuselten Garne weisen
etwa 25 Kräuselungen Je Zoll auf.
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Beispiel II Drei ungekräuselte Garne aus einem zerfaserten Polypropylenfilm
ähnlich den gemäß dem Beispiel I verwendeten, die jedoch nicht gezwirnt worden sind,
können nach dem Kräuseln nicht mehr voneinander getrennt werden. In diesem Fall
verursacht die Texturierung eine übermäßige Verwirrung der Fasern.
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Nach dem Zerschneiden der Garne in Abschnitte mit einer Länge. von
100 mm zur Erzeugung von Stapelfasern und nach dem Kämmen oder Krempeln erhält man
Jedoch Stapelfasern, die etwä 28 Kräuselungen Je Zoll aufweisen, und deren mittlere
Länge 60 mm beträgt.
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Beispiel II Bin Films der sich aus zwei Schichten zusammensetzt, von
dene@ Jede eine Dicke von 0,030 mm hat, wobei die eine Schicht
aus
einem Polypropylen mit einem Schmelzindex von 1 g/10 min und mit einer breiten Molekulargewichtsverteilung
(Q = 12) besteht, während die andere Schicht aus einem Polypropylen mit einem Schmelzindex
von 5,0 g/10 min und einem kleineren Bereich der Molekulargewichtsverteilung (Q
= 5) besteht, wird bei 1300 a geschlitzt und im Verhältnis von 1t8 gereckt. Nach
dem Zerfasern stehen Garne zur Verfügung, die im vollständig gestreckten Zustand
ein Gewicht von 3000 Denier aufweisen. Diese Garne werden in einem Kräuselkasten
bei einer Temperatur von 1000 ¢ und einer Geschwindigkeit von 30 m/min gekräuselt.
Hierbei erhält man ein gekräuseltes Garn von bauschigem Aussehen, das eine eigentimliche
Kräuselung besitzt, wobei sowohl Enickstellen als auoh Schleifen vorhanden sind.
Diese Struktur des Garns maoht es schwierig, die Zahl der Kräuselungen Je Längeneinheit
genau anzugeben.
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Ähnliche Garne, die Jedoch nur aus einer Polypropylensorte bestehen,
werden beim Hindurchleiten durch den Kräuselkasten in einem geringeren Ausmaß bauschig.
Gleichzeitig verringert sich die durch das Kräuseln bewirkte Verkürzung des Garns.
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Solche Garne zeigen etwa 21 Kräuselungen je Zoll, und sie sind weniger
gut zur Verwendung in Fällen geeignet, in denen es auf eine große Bauschigkeit und
"Lebendigkeit" des Garns ankommt.
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Patentansprüche: