DE2015355A1 - Verfahren zur Herstellung von orientierten zusammengesetzten synthetischen Fäden oder Bändern - Google Patents

Description

DR. WALTER NIELSCH Patentanwalt

2 Hamburg 70

Sdt1oBstra8· 112 · Postfach 1W14

Ftrnrof: 652 W 07

Crown Zellerbach Corporation, San Francisco, Californien 94119 (Vereinigte Staaten von Nordamerika)

Verfahren zur Herstellung von orientierten zusammengesetzten synthetischen Fäden oder Bändern

Es ist gut bekannt, daß synthetische Textilfaden eine Anzahl von Vorteilen gegen mikrobiellen Abbau besitzen, leicht zu pflegen sind und verbesserte Eigenschaften besitzen· Andererseits weisen natürliche Fasern eine Anzahl von Vorteilen auf, wie ästhetisches Aussehen,die Fähigkeit zur Ausrüstung und anderen Behandlungen. Oa diese Erfindung nicht durch eine besondere Theorie beschränkt werden soll, wird angenommen, daß ein Hauptgrund für die Vorzüge von natürlichen Fasern ihre im Querschnitt nicht vorhandene Gleichförmigkeit ist« Eine natürliche Faser variiert beträchtlich sowohl in den physikalischen als auch in den chemischen Eigenschaften an verschiedenen Punkten ihres Querschnittes·

Zum Beispiel weist Baumwolle im wesentlichen eine komplexere physikalische und chemische Struktur auf als die gegenwärtig bekannten, synthetischen Fasern« Eine Baumwollfaser hat eine erste Schicht, die mit Wachs und Pektinen imprägniert ist, welche die Faser umgibt. Unter dieser Schicht ist die gewundene Celluloseschicht und dann spiralige Lagen von sekundären . Lamellen angeordnet, welche den Hauptteil der Faser zur Bildung des Lumens bilden. Wegen der Vielzahl der Lagen kann eine große Flexibilität in den physikalischen und chemischen

Eigenschaften der Baumw>llfasern beobachtet werden. Gewisse Schichten liefern Faserfestigkeit, andere bewirken brauchbare Möglichkeiten zum Färben, Ausrüsten, Adhäsion und dergleichen. Jedoch können viele dieser Eigenschaften modifiziert werden, indem man gewisse Teile der natürlichen Fasern wechselt, ohne andere Schichten zu beschädigen·

Viele Vorschläge sind in der Vergangenheit unterbreitet worden, um Gewebeeigenschaften und ästhetisches Aussehen von synthetischen Fasern zu verbessern. Physikalische Eigenschaften sind modifiziert worden, zum Beispiel durch Kräuseln, und chemische Eigenschaften wurden durch Ausrüstungen in vielseitiger Weise verändert. Jedoch ist dabei ein Bedarf für eine synthetische Kunstharzfaser geblieben, die die Flexibilität der natürlichen Fasern besitzt und dennoch die überlegenen Eigenschaften von synthetischen Kunstharzfasern aufweist. Man hat schin vorgeschlagen, Garn aus zwei synthetischen Harzpolymeren geschmolzen herzustellen und durch separates Zuführen zu einem Spinnerzeugnis zu verarbeiten. Jedoch solche Schmelzspinngarne besitzen nicht die Vorteile von Bändern, die aus Bahnen geschnitten sind.

Verstärkte Fasermaterialien sind vorgeschlagen v/orden, um thermoplastische Kunstharze mit verstärkenden Materialien, wie Glasfasern, Cellulose, Mineralien oder Metallen zu kombinieren. Jedoch die Adhäsion und Verträglichkeit zwischen dem verstärkenden Glied und dem thermoplastischen Kunstharz hat den zu verstärkenden Thermoplasten auf einige ausgesuchte Materialien beschränkt. Weiterhin ist die Extrusion von verstärkten Thermoplasten gegenwärtig auf relativ dicke Querschnitte beschränkt, Die Verträglichkeit zwischen thermoplastischen Kunstharzen und Fäden aus Nichtkunstharzmaterial ist sehr beschränkt.

_BAD ORIGINAL

Diese Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf die Entwicklung von·orientierten zusammengesetzten Bändern öder Fäden.·Das Verfahren dieser Erfindung verbessert'die Herstellung.von · r ejfctrudierten Materialien-aus mehr als einem^;synthetischen Harz, in dem mindestens eineß der'Kunstharze orientierbar.ist, um. hohe Festigkeit zu bewirken in Kombination mit einem anderen; Kunstharz, welches andere Eigenschaften besitzt, aber nicht¹ notwendigerweise hohe Festigkeit hat. Das Multikomponenten-ExtrusionserZeugnis ist längs geschnitten, orientiert und mit einer Kombination- von Eigenschäften ausgestattet, die nicht in zusammengesetzten Fäden anwesend-sind, die aus irgendeinem, der verschiedenen synthetischen Kunstharze=allein bestehen.. ■ Diese Erfindung beinhaltet au eh. die sich daraus ergebenden :■ Faden,' ' -■·"" " - "·.-. ,'.·■-;·■·.-■ ..-■-. - .■'.·-■ - .. - - " ·■ . ■■-:■·■.^:.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein. verbessertes Verfahren zur Herstellung synthetischer Kunstharzfäden zur Verfügung zu stellen, die Kombinationen von bisher nicht bekannten Eigenschaften besitzen. .. . ; . ■

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, verbesserte hochfeste zusammengesetzte Fäden zur Verfügung zu stellen.

Figur 1 ist eine Fließbilddarstellung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. .

Figur 2 ist eine seitlich erhöhte -Ansicht, teilweise schematisch, die eine Apparatur der vorliegenden Erfindung darstellt·

Figur 3 ist ein Querschnitt durch einen Faden oder Band, welche gemäß der vorliegenden Erfindung in einer bevorzugten Ausfuhr

rungsform hergestellt sind, .

Figur U ist eine alternative Ausbildung des Fadens. cder.Band.es, gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.

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Unter Bezugnahme auf Figur 1 wird eine Mehrzahl von Kunstharzen zu einer Folie in Stufe 11 extrudiert. Figur 1 zeigt zwei Kunstharze, bezeichnet als Kunstharz A und Kunstharz B, die extrudiert werden können; ebenso ist zu unterstellen, daß verschiedene Kombinationen aus Kunstharzen extrudiert werden können* In vielen Fällen ist es wünschenswert, einige Schichten von einer Seite einer ⁿBasis^;i~8chicht, die die hohe Festigkeit liefert, zu besitzen. Es ist zufriedenstellend, die Fäden oder Bänder mit Außenschichten aufzubauen, die zusätzliche Eigenschaften zu einem hochfesten "Kern" besitzen, wie ihn einige natürliche Fasern liefern. Aber tatsächlich ist der "Kern" der vorliegenden Erfindung die Innenschicht eines Sandwichaufbaues, denn d'e Fäden oder Bänder sind längsgeschnitten aus extrudierten Folien und gezogen,sie enthalten einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt, Wenn an jeder Seite der Kernfolie eine Außenschicht anzuordnen ist, die zum Beispiel heißsiegelbar ist, ist es erforderlich, auf jeder Seite zwischen Kern und Außenschicht eine adhäsive Zwischenschicht anzuordnen. Insgesamt werden hierfür drei Einfüllkunstharze für die Stufe 11 benötigt, bei welcher der Austritt des adhäsiven Kunstharzes und des heißsiegelbaren Kunstharzes jeweils so aufgeteilt wird, daß jedes zwei Schichten bildet. Die Begrenzung der Anzahl der Kunstharze, die als Einsatz für die Stufe 11 eingesetzt werden können, ist durch die erhältliche Extrusionsvorrichtung begrenzt. In Abhängigkeit von der Anzahl der Schichten und des Zweckes der fertigen Fäden oder Bänder, kann die in der Stufe extrudierte Bahn von jeder zufriedenstellenden Schichtdicke sein. Im allgemeinen ist ein zusammengesetzter Film von annähernd 127,0^u Dicke für das vorliegende Verfahren zufriedenstellend, Endgültige Fäden- oder Bänder-Dimeneionen werden bestimmt durch die Ausgangsdimensionen, das Ziehverhältnis und die Kunstharzzusammensetzung. Sie sind nicht auf eine spezifische Originaldicke beschränkt, aber im allgemeinen sind Ausgangsschichtdicken von 50,Ö bis 154 M am besten geeignet,

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In.-.der .Stufe ·1 2 wird das extrudierte Multikomponentenfolieamaterial in Bänder längs geschnitten. .Es ist bekannt j in dieser. Technik>Iädenocler Bänder aus .Folien aus Kunstharzen längs zu . schneiden* Bänder jeder gwünschten Breite könnendes chnit ten.: _:,. werden, aber es ist häufig ausreichend, die Bänder auf .eine ■ . , Breite von 0,63-bis 0,32 cm.zu schneiden, ■■ - . .-. _ ■■-,<■■ .·;

In der Stufe-.'J 3 werden die Bänder orientiert j um. die· Festigkeit-, der orientierten*Kunstharze im Folienaufbau "zu erhöhen. Stufe- 13: kann in jeder zufriedenstellenden Art ausgeführt werden, wie. durch·Erhitzen des Bandes, Recken und danach ,Abkühlen in an öich bekannter Weise, Die Stufen.:!2 und 13 können alternativ ausgetauscht werden, . .--■-■■■- - - .

In der Stufe lly werden die orientierten Fäden-oder Bänder wahlweise aufgespa.rten_i: um die erwünschten Eigenschaften ohne jeden^; großen -Verlust der Fesbigkeitseigerisehaften zu erhalten, Mit der richtigen Atiswahl der ^Kunstharze A und B in den, verwendeten· Ursprungsbahnen kann das Aufspalten'-bei einem Kunstharz) angenommen beim Kunstharz A In den zusammengesetzten Fäden oder Bändern stattfinden, während das Kunstharz B seine Festigkeit wie ein Kern für die eritgülbige Faser, behält,. Das Aufspalten, kann nach irgendeinem der zahlreichen bekanntea Techniken einschließlich der- Behandlung der orientierten;Filme mit hochkcmprimierber Preßluft, wiederholtem Biegen, wiederholtem -Zusammendrücken,, wiederholtem" R eck en und dergleichen erfolgen.,·.- ·:·" ' · . · ·

Die. zusammengesetzten Fäden oder Bänder dieser Erfindung. b,ein- ■ ·'" halten mindestens ein orientiertes Kunstharz in Kombination mit' einäm-anderen Kunstharz, Die orienti'erbare Schicht-·kärin" eine ""-Basis-Sandwich-Söhicht zwischen anderen 'Kunstharzen sein ' oder ·^: sie kann eine- Äußenschicht ^:über anderen Kunstharzen sein.-''Di-e· ^:* -■ Schichteri^: können entweder symmet^lseh^oder iMs^mmetrisch- ^j: /··-■ '-angeordnet sein. Ein urigleicher Aufbau kann■ ifiiH ' öiher" orden- ■-' '■■ ■ tierten Schicht an einer Selbe aufgebaut sein und zusätzlich

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angeordneten Kunstharzen :in dor anderen Seite.!-« Kin ungleicher . . Aufbau kann verwendet v/erden, ur;: yornchiedene OLeLbt.-igfcrischafton an den verschiedenen FLächen der Fäden oder Bänder zu erreichen. En jedem Aufbau können ausätz Lieh orientierte Schichten mitverwendet werden, die isyrnmetrLsch oder unsymmetrisch mit der orientierten Elas isschicht angebracht f5ein können,

Die Kombinationen der Kunstharze, riie in Übereinstimmung mit -eier vorliegenden Erfindung verwend-.t wurden können, sind zahlreich. Die einzige Anforderung besteht darin, daß eine:; der· Polymeren in dem zusaiuuengesetzten FiLmaufLau orientierurigsfähig ist. Die Kr lter lan, we;Lcho. für die nusw-ihL :1er verwendeten Kurusthr-rzi; gelten, sind die goi/ünsehtin Eigenschaften, die für die fertirgeatelLtön Fäden oder Bänder beab:; L:;ht igt sind» BuujpLeLsv/eiise ist PoLypropyien or Lf nt ierung;>fahig, um hochfeste Fäden oder Bänder herziuif.eLLen, Jedoch ist PoL/propylen nicht für Tinte oder Farbstoffe aufnahmefUhig Und daher in seinem Verwendungen beschränkt, iiöinäiS dbc vor Liegenden Erfindung kann ein geeignetes Kunstharz, i/o.Luhes anfärbbar· odor bedruckbar ist, in Kombination mit PoLypropyLüii vorv/endet ,-/erden, um die Fähigkeit zur .Tinten-, oder Farbstoff aufnahme, faLL-s gewüriii'jht, auszunutzen.

ÄhnLLch können, wenn LLchtdurchlässigkait oder Absorption gewünscht wird, geeignete Kunstharze nach ihren bekannten Eigenschaften von Transparenz oder Empfänglichkeit für Licht ausgesucht v/erden. Farbe kann in die zu extrudierenden Schmelzen zugefügt werden oder auf die extrudierten Bänder selbst aufgebracht werden. · :

Andere Eigenschiften, die durch die Auswahl der entsprechenden Kunstharze erzieLt uerdon können, bestehen in der Fähigkeit zur VerLeimung oder' anderen Verbindung durch Adhesive, Hochfestigkeit (zusätzlich zir dem orientierten Polymeren), i!oi.:htemperaturwiderstaridsfähigkeit (worunter erhöhte Teropt,-. türen verstanden werden öoLLen)_t Feuerwiderstantisfähigkeit _f F^aigk-eib

C) 0 9' B 4 47 17 2 ^:fr^[~

BAD 0RI61NAW

201S35

sui* Verschmelzung öder !Ifeißsiegelung (wie bei.der Verwendung zvaz. Verpacken) ödel* derj-lteieheü* 1r/o die Fäden oder Bänder auf geteilt sind j soll die Kühsfchärzkombiaätiön ein Polymeres mi tont hält en, Welches in der Lage ist j iö die gewünschte Konfiguration äüfzüsp\äitisn# Ähnlieh kann iii einem größeren cdcr kleineren Ausmaß eitle Kräuselung bewirkt wenden durch die Auswahl der entsprechenden Kunstharzkömbinäfcionen* Mangelnde Lichtctabilität hat die breitere Verwehdüng von gewissen Kunstharzen eingc-IGhräßkibi Die Lichtsfcabilität kann dureh Auswahl von geeigneten Kilfl^tliarzkembiiiatießBft

Vc-rstÄrkte Kunststafff sind in den letzten Jahren viel Vicndfct vicrden* Es lit j#d©Gh häufig: sehwierigj eine starke Bindung zwisehen dem Verstärkungsmittel und dem Kunstharz zu t-rlialtc-h* Beispielweise werden federftde thirmöpläStische Fäden mitündcr nicht stärk mithitzehärtbaren Kunstharzen verbunden* So werden N^lönfäden nicht Stärk gebunden von hitzehärtbar eil Epixydkünstharzeh ohne Spezielbehandlungen* Jedoch kcnntih in UbyreinstimnsUng mit der Vorliegenden Erfindung iiylonfädefi extruslonsüberzögen öder geformt werden mit Außen* schichten eines Säürepdlyinerä* Säurepclymer_# wie es unter der Bizeichnüng ⁿEeta Fü«^!l düreh die Dew Cheffiical verkauft wird j besitzt eine stärke Binduni zwischen %l©nverstärkungsfäden in hitzehärtbarem Epcstydkuliitharz* Ähnlieh müssen Pölyprop|rlen* fäden häufig behandelt- Werden _% um sich ir.it deö anderen Materia·· lien zu verbindeh» Bureh Üldung von Schichten mit verträglicheren Ktinstharsien über iiner ^asisSi@hiieht am können die potentiellen fgJ'wendiingsmogliiGhkeitiBR dm pylens ausgeweitet werden*

Die elektrostatische Ladung, die therffiiejpläsi&iSiihen Eunstharzeft erteilt werden kann» variiert betrachtlieh ffiit der Hatur am Kunstharzes. So nimmt Polyäthylen eine Verschiedene iLadung als Nylon an. Bänder oder Filme, die mit Schichten hergestellt

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sind ,zum Beispiel aus Nylon und Polyäthylen, vorzugsweise mit einer Zwischenschicht aus Surlyn, besitzen verschiedene elektrostatische Eigenschaften auf den beiden Oberflächen des Materials.

Ein besonderer Faktor bei der Berücksichtigung, welche Kunstharze und welche Eigenschaften der Kunstharze zu verwenden sind, sind die Kosten. Wenn relativ teure Polymere verwendet werden, wie Nylon als das orientierte Basismaterial, kann ein billigeres Kunstharmaterial in den zusammengesetzten Filmaufbau extrudiert werden, um die Gesamtkosten der Fäden oder Bänder herabzusetzen. Ähnlich kann ein Faden oder Band aus orientiertem Polypropylen sandwichartig zwischen Schichten aus Polyäthylen und einer Adhäsivschicht aus Äthylenvinylacetat zwischen Polyäthylen- und Polypropylenschichten mit günstigen Kosten im Vergleich mit Polypropylenfäden oder Bändern hergestellt werden. Der zusammengesetzte Aufbau besitzt den weiteren Vorteil, heißsiegelbar zu sein. Kratzen, Abreiben und Abschurren der Polypropylenfäden setzt die Festigkeit der Fäden bis zu 50$ der Ausgangsfestigkeit herab. Durch die Anordnung einer Außenschicht aus Polyäthylen über einer Basisschicht aus orientiertem Polypropylen, kann der zusammengesetzte Aufbau beständiger gegen rauhe Behandlung durch Abschurren ausgebildet werden und dabei betragen die Herstellungskosten nicht mehr als bei der Verwendung von P«lypropylenfäden oder Bändern allein.

Preisersparnisse können auch durch Einsatz einer Niedrigpreis-Basisschicht als Träger für Außenschichten mit den gewünschten Eigenschaften von teureren Kunstharzen erzielt werden. Beispielsweise zwei Schichten aus orientiertem Nylon sandwichartig auf einer Polyäthylenschicht angeordnet, kosten wesentlich weniger als ein Aufbau aus Nylonfäden oder Bändern allein. Ein solcher Sandwich-Aufbau kann auch befriedigend gefärbt werden.

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20153SS

Die, Adhäsion: zwischen den Kunstharzen., die den zusammengesetzten Filiii.: bild en j kann, falls gewünscht, variiert werden». So₁ kann . ■ ein. ßpektruni, zwischen einer sehr starken Bindung und: einer sehrschwachen Bindung zwischen den Kunstharzen in dem zusammengesetzten Aufbau erreicht werden durch eine entsprechende Auswahl von Kunstharzkombinationen. Zusammengesetzte Filme kqnnen auf; jeder geeigneten Apparatur hergestellt werden. Die am meisten. bevorzugte Äpparatur.type ist diejenige, bei der die verschiedenen, Kunstharzschmelzen V^r der Extrusion-zusammengebracht wer-, den, um eine extrudierte mehrschichtige Folie zu bilden. Die bevorzugte Apparatur ist die, welche in der britischen Patentschrift 1166 458 beschrieben ist. ■-■._.'

Unter Bezugnahme auf Figur 2 wurde eine: Apparatur für diese . Erfindung als hoch befriedigend gefunden, die Mittel 16 zum Extrudieren eines zusammengesetzten; Filmes enthält. Extruder und 1Ö sind von herkömmlicher Bauart.und besitzen Einfüll* · trichter 19 beziehungsweise 20, um die Kunstharze A und B aufzunehmen, wobei zwei Kunstharze in dem in Figur 1 dargestellten Verfahren verwendet werden. Wenn.mehr als zwei Kunstharze beim Extrudieren des MuItikomponentenfilms verwendet werden, werden zusätzliche Extruder benötigt. Das Farodükt der Extruder 17** und 1& wird zum Formwerkzeug 21 geführt, wo eine Bahn 22 aus den zusammengesetztenKunstharzechiehten gebildet wird.

Die Bahn 22 des MuItikomponentenfilms wird dann in Bänder 25 durch einen Längsschneider 23 geschnitten. Der Längsschneider 23 besteht aus einer Antriebswelle 24, auf der eine Vielzahl von rotierenden Klingen 26 befestigt sind. Die Antriebswelle wird durch einen Motor oder ein geeignetes Antriebsmittel (nicht dargestellt) angetrieben. Alternativ können auch feststehende Klingen zum Schneiden in an sich bekannter Weise benutzt werden.

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BADORlGiNAL

Hinter dem Längsschneider 23 laufen die Bänder 25 zum Viertrwaleenetand 27 , welcher dazu dient, die Bänder zu spannen vor dem Recken in dem Ofen. Der Viererwalzenstand 27 besteht vas Führungsmitteln 2# und vier Walzen 29, 30, 31 und 32. Jede Walze dient dazu, die Bänder zu spannen, um deren Verlängerung zu bewirken und dreht sich daher mit einer geringeren Geschwindigkeit als die Walzen an dem zweiten Viererwalzenstand.

Die Bänder laufen dann in den Ofen 36, in dem die Temperatur genügend hoch ist, um sicherzustellen, daß die Bänder gezogen und orientiert werden. Ofen 36 ist in herkömmlicher Gestaltung und besitzt drei Zonen 36A, 36B und 36C, die unabhängig voneinander in der Temperaturführung gesteuert sind.

Der Viererwalzenstand 37 arbeitet mit dem Viererwalzenstand 27 beim Spannen der Bänder zusammen, während im Ofen 36 erhitzt wird, wobei das orientierbare Kunstharz gereckt wird· Der Viererwalzenstand 37 besitzt Trägervorrichtungen 3# und Walzen 39, 401 41 und 42. Die Viererwalzenstände sind Einheiten, Vielehe die Bahnführung bewirken und positive Griffigkeit auf den Bändern durch Walzennippel verleiht. Durch ihr Laufenlassen mit verschiedenen Geschwindigkeiten wird die erforderliche Reckung für die Orientierung bewirkt. Beide Viererwalzenstände besitzen kontinuierlich variable Geschwindigkeitsantriebe. Zum Start werden beide eingeschaltet, um mit der gleichen Geschwindigkeit zu laufen; die Bahn wird erhitzt und Stand Nummer zwei wird beschleunigt, um das gewünschte Ziehverhältnis zu liefern.

Folgt man den Vorrichtungen zum Recken der längsgeschnittenen Fäden oder Bänder, so können wahlir·!*· Vorrichtungen 43 zum Aufspalten der gereckten orientierten Fäden «der Bänder angeordnet sein. Der Aufspalter 43 ist nur schematisch dargestellt, denn jede Apparatur aus den zahlreichen Ausführungsfcrmen von Aufspaltapparaturen kann verwendet werden.

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!■(..ispitlsvieise kann das Aufspalten in Übereinstimmung mit i.ine-r Ausrüstung des Typs durchgeführt werden, wie er in dem artikel "Fadenaufspalt Herstellungsvorrichtung" in Japan Plastics Age, Dezember 1967, Seite 54 bis 57 beschrieben ist. D:-:s Schlußteil der Apparatur ist eine Äufspulvorrichtung 46.

Da die- verstehend gerade beschriebene Apparatur Vielfachixtruder für :lie gleichzeitige Bildung eines zusammengesetzten Films enthält, ist es ersichtlich, daß der zusammengesetzte "Film .lurch Extrusionsüberziehen einer oder mehrerer Schichten auf einem vorhandenen Film angeformt wird.

!.'tue Kombinationen von Eigenschaften werden erhalten gemäß der vorliegenden Erfindung durch Versehen einer orientierten Innenschicht mit einem anderen hieran anhaftenden Kunstharz, welches fähig ist, die gewünschten Eigenschaften zu vermitteln. Cric-nticrte Materialien schließen gewisse Polyolefine, wie Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte sowie einige Vinylkunstharze, Polyamide und Polyester als verwendbar ein. Als andere Bestandteile in den Hultikomponenten extrudierten Filmen kann man jedes synthetische Kunstharz verwenden, welches extrudiert werden kann. Beispielsweise ist Polyäthylen niedriger Dichte leicht heißsiegelbar und läßt sich zu einem heißsiegelbare-n Fadenprodukt verarbeiten, wenn dieses in Kombination mit ein^r. orientierten Kernxcaterial extrudiert.ist.

Figur 3 verdeutlicht die einfachste Form eines Fadens oder Bandes, die sich aus der vorliegenden Erfindung ergibt, in der rur zwei Komponenten in dem Kultikomponentenfilm anwesend sind. Schicht 43 ist ein orientiertes Band, wie Polypropylen oder Kylor. und Schicht 49 ist ein thermoplastisches Kunstharz, welches hierir.it extrudiert ist und eine rote Pigmentierung enthält.

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In den Fällen, in denen eine starke Adhäsion zwischen einer orientierten Basisschicht und Oberflächenschichten eines MuIt ikomponent enf ilms erforderlich wird, besteht ein Kunstgriff darin, eine Zwischenschicht mit einer starken Adhäsion zwischen Oberfläche und Basisschichten anzuordnen. Beispielsweise Ioncmere, wie ein Copolymeres aus Äthylen und einer ungesättigten Säure, welches unter dem Handelsnamen "Surlyn" gehandelt wird, kann zufriedenstellend-sandwichartig zwischen einer orientierten Basisschicht, wie Nylon und einer Oberflächenschicht aus Polyäthylen aufgebracht werden, um einen fünfschichtigen Aufbau zu ergeben. Ein derartiges Produkt wird in Figur 4 dargestellt, worin Schicht 51 aus Nylon besteht, Schichten 52 und 53 sind Xonomere und Schichten 54 und 55 bestehen aus Polyäthylen.

Wenn heißsiegelbarc Fäden oder Bänder gewünscht werden, wird es bevorzugt, Kunstharze als Außenschichten zu verwenden, die einen niedrigen Schmelzpunkt im Vergleich mit dem Schmelzpunkt der Basisschichten besitzen. In dieser Art und Weise kann der zusammengesetzte Faden oder das Band heißgesiegelt v/erden, ohne die Orientierung der Basisschicht zu zerstören.

Wenn es wünschenswert ist, den zusammengesetzten Faden aufzuspalten, seilte ein kristalliner Thermoplast verwendet werden. Beispielsweise Nylon, Acrylharze, Polyvinylchlorid, Polyester und Polypropylen und Polyäthylen'können in an sich bekannter V/eise aufgespaltet werden. Das Aufspalten der Fäden oder Bänder gibt den zusätzlichen Vorteil, Fäden mit kleinerem Denier-Wert zu erhalten. Das Verweben und Stricken ist mit

aufgespaltenen Fäden oder Bändern mit mehrschichtigem Aufbau gemäß dieser Erfindung möglich. Aufgespaltene Garnfäden tendieren mehr dazu gerundeter zu sein als flache, wie es der Fall ist, wenn die Fäden nicht aufgespalten sind.

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Naturfasern können nachgeahmt werden, indem man einen Basisstrang mit kleineren Fasern versieht, die hiervon herausstehen durch Faserigmachen einer Außenschicht eines zusammengesetzten Fadens oder Bandes und unter Intakthalten der Basisschicht, Dies kann erreicht werden durch Auswahl einer Außenschicht, die aufspaltet oder faserig wird unter weniger strengen Bedingungen als die Basisschicht und wenn dann nur die Außenschicht sich .aufspaltet,

Beispiel 1

Ein Mehrschichtfilm annähernd 127,0 _cu dick aus '1+0% Polyäthylen und 6Ofa Polypropylen wurde extrudiert. Der Film wurde dann in 0,63 cm Bänder geschnitten, in einem Ofen mit drei Zonen er-, hitztj der erste Ofen hatte eine Ofentemperatur von 427 C, der zweite 443° C und der dritte 471° C. Danach wurden die Bänder gezogen in einem Ziehverhältnis von Ö zu 1, um die Fäden zu recken zu der in Figur 3 dargestellten Gestaltung. Nach dem Abkühlen wurde festgestellt, daß die Adhäsion zwischen Polyäthylen und Polypropylen im Film und in den Fäden mäßig ist.

Beispiel 2 ,

Ein Film, ähnlich wie im Beispiel 1 beschrieben extrudiert, wurde modifiziert, indem Jfo Äthyl envinylac et at polymer es,, welches unter der Bezeichnung "Du Pont 6526" bekannt ist, zxvischen die-Schichten extrudiert wurde, um die Adhäsion zwischen dem Polyäthylen und dem Polypropylen zu erhöhen. Wie im Beispiel 1 beschrieben, wurden die Filme in 0,63 cm Bänder geschnitten und in einem Ofen erhitzt, der eine Temperatur von ,427° C am Eingang , 443° C im Mittelstück und 471⁰ C am Ausgang des Ofens.besaß. Das Ziehverhältnis während des Erhitzens betrug Ö zv 1. Die erhaltenen Fäden wurden gemessen und hatten eine Festigkeit von 3,65 g pro Denier. Polypropylen allein hat in typischer Weise nur eine Festigkeit yon 5,06 g pro Denier. Die Mehrschichtenfäden oder Bänder waren heißsiegelbar, ohne die Festigkeit der orientierten Fäden zu zerstören.

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Beispiel 3

Ein Aufbau,wie dieser im Querschnitt in Figur 4 dargestellt ist, wurde aus Nylon und Polyäthylen als erste Schichten mit einem Ionomeren zwischen den beiden ersten Schichten extrudiert. Der Aufbau bestand aus 25$ Polyäthylen in jeder der Außenschichten und 50$ Nylen im Kern. Das verwendete Nylon bestand aus Nylon 6, bekannt als Allied Ö201 G, 3$ eines Ionomeren, bekannt als Surlyn 1050 wurde an jeder Seite zwischen den Schichten aus Polyäthylen und dem Nylonkern extrudiert, Mach der Extrusion wurde der mehrschichtig aufgebaute Film in 0,63 cm Bänder zerschnitten, wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben und die Bänder wurden durch einen Ofen mit einer Temperatur von 566° C gegeben. Das Ziehverhältnis an den Reckvorrichtungen betrug 5,7 zu 1. Die erhaltenen Mehrfachschichtfäden hatten eine Festigkeit von 4j45 g pro

enier. Der Nylonkern bewirkt hohe Festigkeit, welche mit Polyäthylen allein nicht erhältlich ist. Es sei bemerkt, daß die mehrschichtig aufgebauten Fäden oder Bänder, wenn sie im Gewebe verwoben sind, heißsiegelbar waren, öin Ergebnis, welches gewöhnlich mit Nylongewebebahnen nicht erhältlich ist und die Fäden in allen Schichten fest verbunden sind. Zwischen 2 bis 5$ eines Adhäsivkunstharzes ist vorzugsweise zwischen jedem Paar der zu verbindenden Oberflächen angeordnet.

Beispiel 4

Annähernd 9 m orientierte Bänder, die in Übereinstimmung mit den Angaben im Beispiel 3 hergestellt worden sind, wurden auf ein 1,90 era Durchmesser besitzendes tafelförmiges Aufnahaestück in einem hin- und hergehenden Muster von etwa IO,16 cm Länge aufgewunden. Das aufgewundene Stück wurde in einen mit Heißluft- zirfcolierung ausgestatteten Ofen mit einer Ofentemperatur von 121^C für 10 Minuten belassen, um eine Verschmelzung jeder Polyäthylen-Außenfläche in jeder Windung des Bandes zu bewirken. Das aufgewundene Stück wurde aus dem Ofen genommen, abgekühlt und das Trägerstück entfernt. Die so erhaltene Röhre wurde

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ausgeputzt, um lose Windungen an den Enden zu entfernen. Es wurde eine-verstärkte fertiggestellte Röhre erhalten, die transparent, gasdicht und halbhart war. Die einzelnen Bandstränge kennten visuell wahrgenommen werden, wodurch deutlich wurde, daß der orientierte Nylonkern eines jeden Bandetranges nicht verschmolzen war.

Verstärkte Thermoplasten, wie im Beispiel 4 beschrieben, können ohne Verweben erhalten werden. Jedoch die Verschmelzung findet an den Kreuzungsstellen der zusammengesetzten Stränge statt, um die Stränge zu offenen, nichtgewebten Bahnen zu verbinden. Die so durch Verschmelzung verbundenen Bänder können gewebten Bahnen gleichen. Diese Technologie ist besonders brauchbar für die Herstellung von Unterlagen und Säcken. In den Fällen, bei denen das orientierte Kernmaterial faserig oder aufgespalten angeordnet ist, kann eine Bahn aus feinen Strängen erhalten werden, die heißsiegelbar ist.

Während die vorstehenden Diskussionen vorerst die Heißsiegelungs· möglichkeiten des Polyäthylens betonen/ 'st es für den Fachmann dieses Gebietes ersichtlich, daß zusammengesetzte orientierte Fäden, wie diese hier beschrieben worden sind, aufnahmebereit zur Färbung und Pigmentierung, zur-Verleimung oder anderen Verbindung neben Heißverciegelung und dergleichen behandelt werden können. V/eiterhin können durch Auswahl entsprechender Kunstharze und Kunstharzzusätze gewünschte Eigenschaften, wie Widerstandsfähigkeit gegen Hitze, Ultraviolettlicht, Flammen, Alterungsbeständigkeit und dergleichen erreicht werden.

Beispiel 5

Ein Sandwichaufbau aus 40$ Nylon 6 als Basisschicht und 3C$ Nylon 66 in jeder der Außenschichten wurde extrudiert, geschnitten und gezogen, wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben. Die Bänder wurden dann einer Behandlung unterzogen, um die Nylon 66-Außenschichten faserig aufzuspalten, während

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die Nylon 6-Schicht intakt gehalten wurde. Die erhaltenen Fäden glichen natürlichen Fasern in gekräuselter Form und besitzen kleine Fasern aus Nylon 66, die sich von der die Festigkeit verleihenden Nylon 6-Schicht aus erstrecken.

Es ist ersichtlich, daß Fäden oder Bänder mit Kombinationen von Eigenschaften nicht bisher bekannter Art durch die vorliegende Erfindung erhältlich sind. Ein neues Verfahren zur Herstellung solcher Fäden ist ebenfalls aufgefunden worden.

Beispiel 6

Mehrschichtig zusammengesetzte Filme mit einer annähernden Dicke von 5 bis 12,7 u wurden extrudiert. Diese Filme besaßen zwei Schichten, von denen jede etwa 50$ der Filmdicke aus·= machte. Eine Schicht bestand aus einem ungerichteten Propylen-Äthylen-Copolymeren mit einem Schmelzindex von 6, einem Äthylengehalt von 2,5 Gew.$ und einem Schrumpfvermögen von 1 kg/2,54 cm bei einem Ziehverhältnis von 6:1. Dieses Material ist von der Diamond Shamrock Corp. unter der Bezeichnung 762OL erhältlich. Die zweite Schicht bestand aus einem Propylen-Äthylenblockcopolymeren, welches von der Firma Enjay unter der Bezeichnung 43OOK erhältlich ist, mit einem Schmelzind'eic von 6 bis Ö, einem Äthylengehalt von etwa 7 Gew.% und einem Schrumpfvermögen von 0,4^ kg/2,54 cm bei einem Ziehverhältnis von 6:1.«

Diese mehrschichtig zusammengesetzten Filme wurden in 3$,1 mm breite Streifen längsgeschnitten, in einem Heißluftofen auf 135 C erhitzt und im Verhältnis 6:1 gezogen, in einem zweiten Heißluftofen bei gleicher Temperatur erwärmt und auf ein Gesaratverhältnis 0:1 gezogen. Die erhaltenen Bänder wurden ge.-fasert in 3000 Denier-Fäden, die Fäden auf Spulen gewickelt und anschließend in Teppiche getuftet. Die Griffigkeit oder Textur der Fäden war ausgezeichnet.

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Claims (1)

1. #-fs 4:

   t ttet!

   ~ 16 -

   Kunstharzes liegt, wodurch die hergestellten Fäden oder Bänder in heißaiegelbarer Ausführung erhalten werden,

   5.) Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die heißsiegelbaren Fäden oder Bänder ao angeordnet sind, um einander zu kreuzen und daß dann die Folien oder Bänder erhitzt werden, um sie an den Kreuzungspunkten au verbinden,

   6.) Zusammengesetzter Faden oder Band, dadurch gekennzeichnet, . daß es aus einer Schicht eines orientierten hochfesten " thermoplastischen Kunstharzes besteht, welches mit einem verträglichen thermoplastischen Kunstharz verbunden ist, um einen Mehrschichtfaden oder Mehrschichtband au bilden, die verschiedene Eigenschaften besitzen als jene des orientierten Kunstharzes allein.

   7·) Zusammengesetzter Faden oder Band, dadurch gekennaeichnet, daß er eine orientierte Innenschicht eines thermoplastischen Kunstharzes mit hochfesten Eigenschaften aufweist und eine heißsiegelbare Außenschicht aus thermoplastischem Kunstharz mit einer Schmelztemperatur, i*eleh@ teei einer temperatur unter de» Verschraeliungspunkt ctey Innensehicht liegt und eine Zwischenschicht aus adhäaivem Material, welches mit der Innen- und Ayßenaehieht verträglich ist» angeordnet ist.

   $_%) Zusammengesetzter Faden oder Band, dadurch gekennzeichnet» daö eine orientierte Innenschicht eines thers«?plastischen Kunstharzes mit hohen Featigkeitaeigensehaften und

   Schicht eines aÄgefx>r«fc$& v©rtr|E^lieht« angeordnet igt,

   9») In.einem Verfahren zur Herstellung von orientierten zusammengesetzten synthetischen Fäden oder Bändern, gekennzeichnet durch die Stufen:

   Herstellen von mindestens zwei getrennten thermoplastischen Kunstharzschmelzen, von denen mindestens eine aus einem orientierbaren Kunstharz besteht,

   Extrudieren einer Bahn aus einem Multikomponentenkunstharz,

   - Erhitzen und Ziehen der Fäden oder Bänder zur Orientierung des orientierbaren Kunstharzes^

   Schneiden der extrudierten Bahn in zahlreiche Bänder oder Fäden und
   Abkühlen derselben.

   10,) Zusammengesetztes Band oder Faden nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet," daß die Anordnung" eine Schicht aus ungerichtetem Propylen-Äthylen-Copolymer und eine zweite Schicht aus Pnepyleh-Äthylen-Blockcopolymer aufweist.

   11.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel zum getrennten Schmelzen von Kunstharzen und Mittel zum Extrudieren {11), Mittel zum Schneiden (12),, Mittel zum Orientieren (13) und gegebenenfalls Auffasereinrichtungen (14) aufweist«

   12.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11, . dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum getrennten Schmelzen und zum Extrudieren Extruder (1? und 1B) vorhanden sind und danach ein Formwerkzeug (2i) zur Bildung einer zusammengesetzten Bahn (22), ein Längsschneider (23), der um die Achse (24) rotierbar ist und-,eine Vielzahl von rotierenden Klingen (26) aufweist, ein Viererwalzenstand (27) zum Spannen der Bänder (25) mit Führungsmitteln (2ß)

   BAD ORIGINAL

   und vier Walzen (29, 30, 31 und 32) ein Ofen (36) mit drei unabhängig temperaturgesteuerten Zonen (36A, 36B, ein Viererwalzenstand (37) mit Trägervorrichtungen und vier Walzen (39, 40, 41 und 1+2), wahlweise Vorrichtungen (43) zum Aufspalten der gereckten orientierten Fäden oder Bänder, angeordnet ist.

   13·) Verwendung der neuen mehrschichtigen thermoplastischen Kunstharzfäden oder -bänder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis IO als Faden- oder Bandmaterial mit neuen Eigenschaften zur Anfertigung von Unterlagen oder Säcken.

   14·)Verwendung der neuen mehrschichtigen thermoplastischen Kunstharzfäden oder -bänder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 als Faden- oder Bandmaterial mit neuen Eigenschaften zur Anfertigung von Formkörpern, wobei die aneinanderliegenden Fäden oder Bänder durch Heißversiegelung verschmolzen angeordnet sind.

   15·) Verwendung der neuen mehrschichtigen thermoplastischen Kunstharzfäden oder -bänder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung von getufteten Teppichen.

   009844/1728