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Synthetische Folie aus einer Vielzahl Kernkomponenten in einer Einbettkomponente
und Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung derselben Die vorliegende Erfindung
betrifft eine synthetische Folie aus einer Vielzahl Kernkomponenten in einer Einbettkomponente
und ein Verfahren sowie einen Extruder zur Herstellung derselben.
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Es sind bereits verschiedene synthetische Folien mit mehreren Kernkomponenten
bekannt. Diese werden hauptsächlich zur Herstellung von ßpaltfasern verwendet. Im
Aufbau dieser bekannten synthetißchen Folien mit mehreren Kernkomponenten sind viele
langgestreckte Xernkomponenten lediglich willkürlich in die Einbettkomponente eingestreut,
wobei die Einbettkomponente aus dem Polymer oder den Polymeren besteht, die die
Kernkomponenten bilden. Die Formen der betreffenden Kernkomponenten sind voneinander
verschieden, je nachdem ob sie in Querrichtung oder in Längsrichtung verlaufen.
Außerdem liegen die meisten Kernkomponenten absichtlich wenigstens teilweise frei
auf der Oberfläche
der erhaltenen Folie. Diese Anordnung der Kernkomponenten
innerhalb des Aufbaus der Folie bezweckt ein leichtes Spalten der Folie in feine
Spaltfasern. In diesem Sinne müssen die meisten der enthaltenen Xernkomponenten
wenigstens teilweise auf der Folienoberfläche freiliegen, während die Kernkomponenten
hinsichtlich ihrer dreidimensionalen Gestalt voneinander verschieden sein müssen.
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Eine solche herkömmliche Folie mit mehreren Kernkomponenten wird auf
die Weise hergestellt, daß der geschmolzene Fluß der Einbettkomponente mit dem geschmolzenen
Fluß der Kernkomponenten zusammengeführt wird und der so erhaltene vereinigte Fluß,
oder auch ein Teil des Flusses, durch eine Filterschicht geführt wird, die im allgemeinen
aus feinkörnigem Glas oder aus Drahtnetzen besteht. Die so unterteilten Ströme werden
zum Extrudieren durch einen einzigen Schlitz wieder zu einer Folienform vereinigt.
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Da die Kernkomponenten teilweise auf der Oberfläche der Folie freiliegen,
wenn die herkömmliche Folie dieses Typs in Folienform verwendet werden soll, fühlt
sich die Oberflache durch die so freiliegenden Kerzikomponententeile rauh und uneben
an. Der Oberflächengriff der Folie neigt zu einer weiteren Verschlechterung durch
die Möglichkeit einer abtrennung der freiliegenden Kernkomponententeile während
der Verwendung der Folie. Mit anderen Worten können die Folienoberflächen mit unerwünschterweise
entstandenen Flocken versehen sein.
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Wenn andererseits die herkömmliche Folie dieses Typs zur Bildung von
Fasermaterial für Faservliese verwendet wird, ist die geringe Gleichmäßigkeit in
Feinheit, Form und Anordnung der deren komponenten leicht ein Hinderungsgrund bei
der Herstellung eines Faservlieses von gleichmäßiger.Qualität. Außerdem verhindert
die geringe Gleichmäßigkeit eine Erhöhung der ästhetischen Lichtwirkung der herkömmlichen
Folie dieses Typs, wenn sie in Folienform verwendet wird.
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Ziel dieser Erfindung ist die Herstellung einer synthetischen Folie,
die zur Erzeugung von Faservliesen aus gleichmäßigen feinen Fasern geeignet ist
und die zugleich eine bei der herkömmlichen synthetischen Folie mit mehreren Eernkomponenten
kaum erreichbare farblich ausgezeichnete ästhetische Wirkung aufweist.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettkomponente
aus wenigstens einer Art eines folienbildenden Polymers besteht, daß die Kernkomponente
aus wenigstens einer hiervon verschiedenen Art eines faserbildenden PoLymers gebildet
ist und daß# die Kernkomponenten vollständig und in verteilter Anordnung in die
Einbettkomponente eingebettet sind, in der sie kontinuierlich im wesentlichen in
gleicher Richtung und voneinander getrennt verlaufen.
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Die synthetischen Folien mit dem erwnhnten charakteristischen Merkmal
können in überlagerter Anordnung vereinigt werden, wobei die Kernkomponenten von
Folie zu Folie in Längsrichtung
differieren können.
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Bei einer bevorzugten Ausfübrungsform dieser Erfindung weisen die
Kernkomponenten einen Querschnitt in Form einer Ellipse auf.
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In diesem Fall sollte der Wert der Exzentrizität
im Bereich zwischen 0,30 und 0,98, vorzugsweise zwischen 0,60 und 0,90 liegen, wobei
"a" den großen Radius und llbU den kleinen Radius der Ellipse bedeuten. Außerdem
soll, wenn t$T" die Folien dicke bedeutet, der Wert von
vorzugsweise im Bereich von 0,10 T bis 0,85 T liegen. Weiter ist eine Foliendicke
"T" im Bereich von 2O/Lm bis 300? m wünschenswert.
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Was das günstigste Mengenverhältnis der beiden Komponenten in der
Folienzusammensetzung anbelangt, so liegt der prozentuale Gewichtsanteil der Kernkomponenten
im Bereich zwischen 10 bis 60 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 15 und 35 Gewichtsprozent.
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Die synthetische Folie dieser Erfindung wird mittels eines zweistufigen
Folienextruders hergestellt, bei dem im Ertrudiervorgang die zuerst gebildeten Polsmexströme
der Hüll- und Kernkomponenten mit einem die Einbettkomponente bildenden Polymerstrom
umgeben werden und die Dicke der so vereinigten Masse in der späteren Stufe des
Extrudiervorgangs allmählich verringert wird.
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Ist das die Kernkomponente bildende Polymer mit einer Lösung
gefärbt,
so zeigt die erhaltene Folie eine farblich ausgezeichnete ästhetische Wirkung und
kann somit für die Herstellung einer textilen Nasse aus feinen Fasern verwendet
werden oder auch für die Herstellung von Faservlieses aus feinen Fasern geeignet
sein.
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Die Erfindung wird durch Ausfürrungsbeispiele an Hand von 15 Figuren
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine vertikale Ansicht, eine Schnittansicht und
eine Teilansicht einer Grundausführungsform des erfindungsgemaßen Folienextruders,
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II des Folien extruders nach Fig.
1, Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III des Folien extruders nach
Fig. 1, Fig. 4 eine vertikale Ansicht, eine Schnittansicht und eine Seitenansicht
einer modifizierten Ausführungsform deß in Fig. 1 dargestellten Extruders, Fig.
5 eine perspektivische Ansicht der in der Vorrichtung nach Fig. 4 verwendeten Polymerverteilerelemente
in auseinandergezogener Anordnung, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der in Fig.
5 dargestellten Polymerverteilerelemente in Gebrauchslage,
Fig.
7 eine vertikale Ansicht, eine Schnittansicht und eine Teilansicht einer weiteren
modifizierten Ausführungsform des Folienextruders nach Fig. 1, Fig. 8 eine Schnittansicht
entlang der Linie VIII-VIII des Folienextruders in Fig. 7, Fig. 9 eine perspektivische
Ansicht teilweise im Schnitt einer Grundausführungsform der erfindungsgemäßen synthetischen
Folie, Fig. 10 bis 12 Teilansichten im Schnitt von verschiedenen Modifikationen
der in Fig. 9 dargestellten synthetischen Folie, Fig. 13 bis 15 verschiedene überlagerte
Anordnungen von mehreren erfindungsgemäßen Folien Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen den
Aufbau der Grundausführungsform des Hauptteils des erfindungsgemäßen Folienextruders.
Ein an seinen beiden Enden offener Körper 1 ist an seinem einen Ende mit einem iußenflansch
2 versehen, welcher eine Vielzahl geeignet gebohrter Schraubenlöcher 3 aufweist,
Die Schraubenlöcher 3 dienen dazu, den Körper 1 auf dem Rahmen des Bolienextrudera
zu befestigen. Das andere Ende des Körpers 1 ist mit einem inneren Flansch 4 versehen,
auf dem der unten beschriebene Folien~ extrudermechanismus angeordnet ist. Im Innern
des Körpers 1 ist eine Schlitzplatte 5 mit einem Schlitz 6 angebracht, deren peripherer
Bereich an der Innenfläche des Flansches 4 anliegt,
so daß das geschmolzene
Polymer in Folienform durch diese Schlitzplatte extrudiert werden kann. P@r diese
Schlitzplatte 5 können ohne Schwierigkeiten die bekannten Arten von Schlitzplatten
verwendet werden. Oberhalb der Schlitzplatte 5 ist ein Venturikörper 8 mit einer
inneren Kammer 7 angeordnet, die nach unten spitz zuläuft und deren untere Oeffnung
auf die obere Öffnung der Schlitzplatte 5 trifft, wobei beide Öffnungen die gleichen
Abmessungen aufweisen. Oberhalb des Venturikörpers 8 befindet sich eine Platte 9
zur Bildung eines Verbundstroms, durch die eine Vielzahl Austrittsöffnungen 10 mit
rundem Querschnitt in Richtung des Schlitzes 6 gebohrt sind (siehe Fig. 3).
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Die Austrittsöffnungen 10 weisen an der unteren Fläche der die Verbundströme
bildenden Platte 9 eine verengte #erschnittsfläche auf und sind offen. Die oberen
Enden der Austrittsöffzungen 10 sind in Richtung der oberen Fläche der Erhebungen
11 hin offen, die auf der oberen Fläche der Platte 9 gebildet sind.
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Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind den Austritt~ öffnungen
10 mehrere durch die Platte 9 gebohrte Öffnungen 12 zugeordnet. Die Öffnungen 12
sind entlang der beiden Seiten der Reihe der Austrittsöffnungen 10 in gleichmäßigen
Abständen in der Mitte zwischen Je zwei benachbarten Austrittsöffnungen 10 angeordnet.
Oberhalb der die Verbundströme bildenden Platte 9 befindet sich eine Pol##erzufiU#r#splatte
13, die unten mit einer Vertiefung 14 und oben mit einer zentralen Vertiefung 15
versehen ist. Neben der Vertiefung 15 sind zu beiden Seiten Vertiefungen 16 gebildet,
wie aus der Zeichnung ersichtlich ist (in der Darstellung ist nur eine der seitlich
angeordneten
Vertiefungen 16 gezeigt). Der dünne mittlere Teil 17
der Polymerzuführungsplatte 13 ist mit einer Vielzahl kreisrunder Rohrleitungen
18 versehen, die unten vorstehen, wobei ihre Mittelachse mit den Mittelachsen der
entsprechenden Austrittsöffnungen 10 der die Verbundströme bildenden Platte 9 zusammenfallen.
Die Rohrleitungen 18 enden Jeweils in der Mitte der entsprechenden Austrittsöffnungen
10, wobei gleichmäßige Ringspalte 19 zwischen der äußeren peripheren Oberfläche
der Rohrleitungen 18 und den inneren Wänden der Austrittsöffnungen 10 verbleiben.
Die Rohrleitungen 18 sind zur oberen Fläche 20 des dünnen mittleren Teils 17 hin
geöffnet, d. h. zur unteren Fläche der zentralen Vertiefung 15. Die untere Vertiefung
14 ist so bemessen, daß genügend Raum für die Anordnung der Austrittsöffnungen 10
und der seitlich angeordneten Öffnungen 12 vorhanden ist, wie aus der Darstellung
in der Zeichnung zu entnehmen ist. Die entsprechende seitliche Vertiefung 16 steht
mit der unteren Vertiefung 14 mittels drei Pol#merzufüiirungsleitungen 21, die in
schräger Richtung verlaufen, in Verbindung. Die seitlichen Vertiefungen 16 sind
mit einer vorhandenen, nicht in der Zeichnung dargestellten Speisequelle für die
die Einbettkomponente bildende Polymerschmelze verbunden. Innerhalb der oberen zentralen
Vertiefung 15 sind eine Verteilerplatte 22, eine Filterschicht 23 und eine Dispersionsplatte
24 der gebräuchlichen Art so angeordnet, daß Jeweils die untere Seite des einen
Teils an die obere Seite des anderen Teils angrenzt. Die obere zentrale Vertiefung
15 ist mit einer vorhandenen, nicht in der Zeichnung dargestellten Speisequelle
fiir die die Kerrikomponente bildende
Polymerschmelze verbunden.
Der innere Flansch 4 des Körpers 1, die Schlitzplatte 5 und der Venturikörper 8
sind durch Steckbolzen fest miteinander verbunden.
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Im folgenden wird an Hand der oben beschriebenen Vorrichtung des erfindungsgemäßen
Folienextruders der Ablauf der Folienbildung nach der erfindungsgemäßen Methode
erläutert.
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Nachdem die die Einbettkomponente bildende Polmerschmelze in die seitliche
Vertiefung 16 eingebracht ist, wird sie mittels der die beiden Vertiefungen 16 und
14 verbindenden Pol#merzufthrungsleitungen 21 in die untere Vertiefung 14 eingef~hrt.
Ein Teil der so eingeführten die Einbettkomponente bildenden Polymer schmelze tritt
in die entsprechenden Austrittsöffnungen 10 ein, indem sie durch die Ringspalte
19 hindurchströmt, während der übrige Teil der Polymerschmellre durch die seitlich
angeordneten Öffnungen 12 in die innere Kammer 7 des Venturikörpers 8 fließt.
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Die die Kernkomponente bildende PolFmerßchmelze wird, nachdem sie
in die obere zentrale Vertiefung 15 eingebracht worden ist, durch die Jeweiligen
kreisrunden Rohrleitungen 18 in die Austrittsöffnungen 10 eingeführt. Da die die
Einbettkomponente bildende Polymerschmelze bereits in die Austrittsöffnungen 10
eingeführt worden ist, fließt die so zugeführte, die Kernkojpo nente bildende Polgmerschmelze
mit der ersteren zusammen und bildet so einen Verbundstrom vom bekannten Typ eines
umhüllten Kerns, wobei letztere den kernstrom bildet. Die so geformten
Verbundströme
werden dann in die innere Kammer 7 des Venturikörpers 8 geführt und mit gleichmäßigen
Zwischenabständen zwischen den bereits in der Kammer 7 vorhandenen, die Einbettkomponente
bildenden Strömen verteilt. Da sich die innere Kammer 7 nach unten verjüngt, nimmt
die Dicke des Stroms, in dem die Kernkomponenten von der Einbettkomponente umhüllt
sind, während seiner Beförderung zu dem Schlitz 6 ab. Diese Dickenabnahme des Dispersionsflusses
bewirkt, daß die zunächst einen kreisrunden Querschnitt aufweisenden Kernkomponentenströme
entsprechend abgeflacht werden. Nach dem Passieren des Schlitzes 6 wird der film-
bzw. folienartige extrudierte Strom verfestigt und in bekannter Weise abgezogen.
Während des Abziehvorgangs kann die Folie einem geeigneten einachsigen oder zweiachsigen
Verstreckvorgang unterworfen werden.
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Die den oben beschriebenen Verbundstrom bildende Vorrichtung soll
im folgenden erläutert werden.
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Während des Durchgangs durch die Austrittsöffnungen 10 wird die von
der zentralen Vertiefung 15 zugeführte, die Kernkomponente bildende Polgmerschmelse
von der aus der seitlichen Vertiefung 16 zugeführten, die Einbettkomponente bildenden
Polymerschmelze in Form eines Verbundstroms vos bekannten Eyp eines umhüllten Kerns
eingebettet, und die so gebildeten Ve@bundströme werden in die innere Kammer 7 eingepreßt,
die bereits von der durch die Öffnungen 12 zugeführten, die Einbettkomponente bildenden
Polymerschmelze angefüllt ist. Diese Polymerschmelze ist von
derselben
Art wie die die Hüllkomponente des Verbundstroms bildenke Pol#merschmalze. Deshalb
wird die die Kernkomponente bildende Polyscrschmelze gleichmäßig innerhalb der die
Einbettkompotente bildenden Polymerschmelze verteilt und dabei von dieser innerhalb
der inneren Kammer 7 völlig umgeben. Der so gebildete neue Verbundstrom wird weiter
nach unten gegen den Schlitz gedrängt, wobei seine Dicke allmählich abnimmt.
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Ein t;y hes Beispiel einer so gebildeten synthetischen Folie ist in
Fig. 9 dargestellt, in der die synthetische Folie 101 aus einer Einbettkomponente
102 und einer Vielzahl völlig in die Einbettkomponente 102 eingebetteten Kernkomponenten
103 zusammengesetzt ist. Die Kernkomponenten verlaufen kontinuierlich in Längsrichtung
und weisen an Jedem beliebigen Punkt ein einheitliches Querschnittsprofil auf. In
der dargestellten Ausfu~hrungsform sind die entsprechenden Kernkomponenten 103 mit
im wesentlichen gleichen Querschnittsprofilen versehen. Des weiteren weisen die
Kernkomponenten 103 der dargestellten Ausführungsform einen elliptischen Querschnitt
auf.
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Eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung soll nachstehend an
Hand der Fig. 4 5 und 6 erläutert werden, in denen ein an seinen beiden Enden offener
Körper 31 an seinem oberen Ende mit einem Außenflansch 32 versehen ist. Der Außenflansch
32 enthält eine Anzahl Schraubenlöcher 33 zum Befestigen des Körpers 31 auf dem
Rahmen des Folienextruders. Das untere Ende des Körpers 31 ist mit einem inneren
Flansch 34 versehen, auf welchem die
wei@er unten beschriebene
Foli enextrudi ervorri chtung angebracht werden soll. Auf der oberen Fläche des
inneren Flansches 34 ist eine Schlitzplatte 35 mit einem Schlitz 36 befestigt. Hiefür
kann jede Art der bekannten Schlitzplattentypen zur Folienbildung verwendet werden.
An der oberen Fläche der Schlitzplatte 35 ist ein Venturikörper 38 angebracht, der
eine sich nach unten verjüngende innere Kammer 37 besitzt. Die untere Öffnung der
sich verjüngenden inneren Kammer 37 trifft auf die obere Öffnung des Schlitzes 36
der Schlitzplatte 35 und stimmt mit diesem in ihren Ausmaßen überein. Oberhalb des
Venturikörpers 38 befindet sich ein Polgmerverteilerelement 39, das sich aus vier
verschiedenen Polymerzuführungsplatten 40, 41, 42 und 43 zusammensetzt.
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Die Polymerzuführungsplatten 40 bis 43 sind so zusammengesetzt, daß
Jeweils die Seitenflächen aneinanderliegen, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, und zwar
in Längsrichtung des Schlitzes 36. Die Pol#merzuführungsplatten 40 bis 43 sind mit
zwei Sätzen auf verschiedene Weise geformter Pol#merzuführungslöcher 44 und 45 durchbohrt
(siehe Fig. 5). Die Solymerzufuhrunerslöcher 44 und 45 sind so durch die PolymersuSu~hrungsplatten
40 bis 43 gebohrt, daß jeder Satz Löcher einen durchgehenden Tunnel durch die Platten
40 bis 43 bildet, wenn diese Platten - wie in Fig. 6 dargestellt - einander überlagert
angeordnet sind. Die Jeweiligen Platten 40 bis 43 sind mit im wesentlichen gleichen
Seitenflächenprofilen ausgestattet. Diese Seitenflächenprofile bestehen aus einem
Rechteck, auf dessen oberem mittlerem Bereich sich eine nach oben schmäler werdende
trapezförmige Erhebwlg
befindet. Dadurch weist die Platte an ihrer
Oberseite zwei symmetrisch verlaufende plane Flächen 46 und 47 und eine in deren
Mitte sich erhebende plane Fläche 48 auf, wie Fig. 5 zeigt.
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Entsprechend Fig. 5 enthält die Polymerzuführungsplatte 40 einen Schlitz
49, der das Zuführungsloch 44 mit der planen Fläche 46 verbindet. Die Pol#merzuführungsplatte
41 besitzt einen Schlitz 50, der das Zuführungsloch 45 mit der erhöhten planen Fläche
48 verbindet, die Polymerzuführungsplatte 42 einen Schlitz 51, der das Zuführungsloch
44 mit der planen Fläche 47 verbindet, und die Pol#merzuführung'splatte 43 einen
Schlitz 52, der das Zuführungsloch 44 mit der erhöhten planen Fläche 48 verbindet.
Nachdem die Zuführungsplatten 40 bis 43 auf die in Fig. 6 gezeigte Weise zusammengesetzt
worden sind, werden sie inmitten des Körpers 31 in umgekehrter Lage so angeordnet,
daß die planen Flächen 46 und 47 der Platten 40 bis 43 auf der oberen Stirnfläche
des Venturikörpers 38 aufliegen, wobei die Schlitze 49 bis 52 - wie in Fig. 4 dargestellt
- sich zu der inneren Kammer 37 öffnen. Die aus den Jeweiligen Löchern 44 und 45
gebildeten durchgehenden Längstunnels sind an ihren Enden mit verschiedenen Speisequellen
für das Polymerschmelzematerial (nicht in der Zeichnung dargestellt) verbunden.
Der Körper 31, die Schlitz platte 55 und der Venturikörper 38 sind rechtwinklig
senkrecht zueinander mittels Steckbolzen 53 zusammengefügt.
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Im folgenden soll der Folienbildungsprozeß mittels der oben beschriebenen
Anordnung im Detail erläutert werden.
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Die dem Pol#merzuführungsloch 44 zugelieferte, die Einbettkomponente
bildende Polgmerschmelze wird durch den Schlitz 49 der Platte 40, den Schlitz 51
der Platte 42 und den Schlitz 52 der Platte 43 in die innere Kammer 37 eingebracht.
Außerdem wird die dem Pol#erzuführrngsloch 45 zugelieferte, die Kernkompo nente
bildende Polymerschmelze durch den Schlitz 50 der Platte 41 in die innere Kammer
37 eingebracht. Die so extrudierten Polymerströme werden miteinander vereinigt und
bilden einen Verbundstrom, der gegen den Schlitz 36 gepreßt wird, wobei seine Dicke
ab@immt, und der dann durch den Schlitz 36 in Folienform extrudiert wird. Nach dem
Auspressen durch den Schlitz 36 wird die Folie auf eine der herkömmlichen Weisen
abgezogen.
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Während des Abziehens kann die Folie einem ein- oder mehrachsigen
Verstreckvorgang unterworfen werden, falls dies erwünscht ist. Während sich in der
inneren Kammer 37 der Verbundstrom bildet, werden die Ströme der die Xernkoiiponente
bildenden Polymerschmelze völlig von den Strömen der die Einbettkomponente bildenden
Polymerschmelze umhüllt.
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Die Querschnittsanordnung einer so gebildeten Folie ist in Fig. 10
dargestellt, in der die Folie 104 aus einer Einbettkomponente 105 und aus völlig
von dieser umhüllten Kernkomponenten 106 besteht. Die Kernkomponenten 106 verlaufen
kontinuierlich in Längsrichtung und weisen an beliebigen Stellen im wesentlichen
gleichförmige QuerschnittsproSile auf. In dem dargestellten Beispiel sind alle Kernkomponenten
106 mit einem im wesentlichen gleichen Querschnittsprofil versehen.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung.
Ein an seinen beiden inden offener Körper 61 ist an seinem oberen Ende mit einem
Außenflansch 62 versehen, durch den eine Vielzahl Schraubenlöcher 63 in vorgeschriebener
Anord nung gebohrt ist, um den Körper 61 auf dem Rahmen des Folien extruders zu
befestigen. Das andere Ende des Körpers 61 ist mit einem lnnenfl ans ch 64 versehen,
um den Fo ii enextrudi erme chani smus in der unten beschriebenen Weise daran zu
befestigen. Auf der oberen Fläche des Flansches 64 ist ein Venturikörper 65 angebracht,
der eine sich nach unten verjüngende innere Kammer 66 begrenzt. Das untere Ende
der inneren Kammer 66 ist mit einem Schlitz 67 versehen, um die Polymerschmelze
in Folienform zu extrudieren. Der untere erdbereich des Venturikörpers 65 reicht
etwas Über die obere Fläche des Innenflansches 64 hinaus. Eine den Verbundstrom
bildende Platte 68 liegt auf dem Venturikörper 65 auf. Diese Platte 68 ist mit einer
Vielzahl Austrittsöffnungen 69 versehen sowie mit seitlich angeordneten Öffnungen
71, die in der gleichen Anordnung durch die Platte 68 hindnrchlaufen wie bei der
Ausfiihrungsform nach den Fig. 1 bis 3. Die oberen Enden der Austrittsöffnungen
sind zu den oberen Flächen von runden Erhebungen 70 hin offen, die sich von der
oberen Fläche der den Verbundstrom bildenden Platte 68 aus erstrecken.
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Die Platte 68 ist so in den Venturikörper 65 eingebaut, daß alle Austrittsöffnungen
69 und alle seitlich angeordneten Öffnungen 71 mit der inneren Kammer 66 in Verbindung
stehen. Auf der oberen Fläche der Platte 68 ist eine Pol#merzuführngsplatte 60 angebracht,
die eine untere Vertiefung 72 und eine obere
mittlere Vertiefung
73 besitzt. Die beiden Vertiefungen 72 und 73 sind durch einen dünnen mittleren
Teil 84 der PolgmerzuSührungsplatte 60 voneinander getrennt. Die Polymerzuführungsplatte
60 besitzt außerdem seitliche Vertiefungen 74, die mittels einer Polymerzufu~hrungsleitung
75 mit der unteren Vertiefung 72 verbunden sind. Die untere Vertiefung 72 ist so
bemessen, daß sie genügend Raum für die Aufnahme der Austrittsöffnungen 69 und der
seitlich angeordneten Öffnungen 71 besitzt.
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Die seitlichen Vertiefungen 74 sind mit einer nicht dargestellten
Versorgungsquelle für die die Einbettkomponente bildende Polymerschmelze verbunden.
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In die obere mittlere Vertiefung 73 ist eine Polymerzuführungsplatte
76 eingebracht, die mit einer unteren Vertiefung 77 und einer oberen Vertiefung
78 versehen ist. Der oberen mittleren Vertiefung 73 sind seitlich angeordnete Vertiefungen
79 zugeordnet. Die obere mittlere Vertiefung 73 nimmt - von unten nach oben - eine
Dispersionsplatte 82, eine Filterschicht 81 und eine Verteilerplatte 80 auf. Die
seitlichen Vertiefungen 79 sind mittels mehrerer durch die Pol#erzuführungsplatte
76 gebohrt er Polymerzuführungsleitungen 83 mit der unteren Vertiefung 77 verbunden.
Die Vertiefungen 78 und 79 sind mit entsprechenden, nicht dargestellten, die die
Kernkomponente bildende Polymer schmelze zuführenden Versorgungsquellen von beliebiger
Art verbunden. Der dünne mittlere Teil 84 der Polymerzuführungsplatte 76 ist mit
einer Vielzahl runder Rohrl eitun#eii 835, die nicht nach R t;en durch (liene?I
Tei # erstrecken, versehen. ) i t}@unden
Rohrleitungen 85 fluchten
und haben gleichmäßige Abstände voneinander. Die unteren Öffnungen der Rohrleitungen
85 enden im Innern und auf halber Höhe der jeweiligen Austrittsöffnungen 69.
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Im Bereich der unteren Vertiefung 77 der Pol#erzuführungsplatte 76
weisen die Rohrleitungen 85 Einschnitte 86 auf, um so eine Verbindung zwischen dem
äußeren Raum der Vertiefung 77 und dem Innern der Rohrleitungen 85 herzustellen.
Die Rohrleitungen 85 sind koaxial zu den entsprechenden Austrittsöffnungen 69 angeordnet,
wobei Ringspalte 87 zwischen den Rohrleitungen 85 und den sie umschließenden Austrittsöffnungen
69 gebildet sind.
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Nachstehend wird der Folienbildungsvorgang mittels der oben beschriebenen
Anordnung im Detail erläutert.
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Die den seitlichen Vertiefungen 74 zugeführte, die Einbettkomponente
bildende Polymerschmelze wird durch die Pol#erzuführungsleitungen 75 in die untere
Vertiefung 72 eingebracht. Ein Teil der so eingebrachten, die Einbettkomponente
bildende Polymer schmelze fließt durch die Ringspalte 87 in die Austrittsöffnungen
69, während der restliche Teil der PolZmerschmelze durch die seitlich angeordneten
Öffnungen 71 in die innere Kammer 66 fließt. Die den seitlichen Vertiefungen 79
zugeführte, die Kernkomponente bildende Polymerschmelze (im folgenden erste Polymerschmelze
genannt) wird durch die Polymerzuführungsleitungen 83 in die untere Vertiefung 77
eingebracht und fließt anschließend durch die Einschnitte 86 in die Rohrleitungen
85. Eine andere Art der die KerIik#omponente bildenden Polymerschmelze (im
folgenden
zweite Polymerschmel#e genannt) wird der oberen Vertiefung 78 zugeführt und fließt
in die runden Rohrleitungen 85, um einen Verbundpolymerstrom in Seite-an-Seite-Anordnung
zu erhalten, wobei die erste die Kernkomponente bildende Polymer schmelze durch
die Einschnitte 86 eingebracht wurde. Der so gebildete Verbundpolymerstrom wird
in die Austrittsöffnungen 69 gedrückt und von der die Einbettkomponente bildenden
Polymerschmelze, die aus der unteren Vertiefung 72 der Polymerzuführungaplatte 60
eingebracht worden ist, umhüllt. Der so entstandene Polymerstrom entspricht dem
bekannten typus des umhüllten Kerns, wobei die Kernkomponenten Seite an Seite angeordnet
sind.
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Dieser Verbundstrom vom Xyp eines umhüllten Kerns wird in die innere
Kammer 66 extrudiert, die mit der durch die seitlich angeordneten Öffnungen 71 eingebrachten,
die Einbettkomponente bildenden Polymerschmelze angefüllt ist. Der so vereinigte
Polymerstrom enthält eine Vielzahl Seite an Seite verlaufender, die Kernkomponenten
bildender Polymerströme, die völlig von der die Einbettkomponente bildenden Polymerschmelze
umhüllt sind. Der vereinigte Polymerstrom wird dann nach unten gegen den Schlitz
67 gepreßt, wobei seine Dicke abnimmt, um eine Folie zu bilden.
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Entsprechend der Verringerung der Dicke des vereinigten Stroms wird
das Querschnittsprofil der Kernkomponenten flach.
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Fig. 11 zeigt ein Beispiel einer auf die oben beschriebene Weise hergestellten
synthetischen Folie. Die Folie 107 setzt sich aus einer Vielzahl Kernkomponenten
109 und einer Einbettkomponente 108, die die Kernkomponenten 109 vollkommen umhüllt,
zusammen.
Die Anordnung der Kernkomponenten in der Einbettkomponente ist gleich der der Ausführungsform
nach den Fig. 9 und 10, lediglich mit der Ausnahme, daß die Kernkomponente 109 aus
zwei Komponenten 110 und 111 besteht, die seitlich nebeneinander liegen und aus
verschiedenen typen oder Arten kernbildender Polymere bestehen.
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Von den oben beschriebenen Grundmerkmalen einer Jeden Ausführungsform
dieser Erfindung können verschiedene Modifikationen abgeleitet werden. Ändert man
z. B. in der Ausfübrungsform nach den Fig. 1 bis 3 die Anordnung und die Abmessungen
der iustrittsöffnungen 10 und der runden Rohrleitungen 18 entsprechend gegenüber
der genannten Darstellung ab, so ist es möglich, eine synthetische Folie, wie sie
in Fig. 12 dargestellt ist, zu erhalten, wobei die Folie 112 aus einer Vielzahl
Kernkomponenten mit größerem Durchmesser 114 und Kernkoiponenten mit kleinerem Durchmesser
115 und aus einer diese Kernkomponenten völlig umgebenden Einbettkomponente 113
zusammengesetzt ist.
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Zur Bildung der synthetischen Folie dieser Erfindung können alle herkömmlichen
bekannten Polymere, die eine Folie zu bilden vermögen, verwendet werden. Im besonderen
kann eine vorteilhafte Auswahl asæ Polymermaterials getroffen werden aus Polyamiden
wie Nylon 6, aus Polyestern wie Polyithylenterephthalats aus Polyolefinen wie Polyäthylen
oder Polypropylen, und aus Vinylpolymeren wie Polystyrol.
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Für den Fall, daß die Einbettkomponente aus dem Folienendprodukt entfernt
werden soll, ist es empfehlenswert, ein die Einbettkomponente bildendes Polymer
zu wählen, das leicht aus der Folie entfernt werden kann. Zu diesem Zweck werden
am besten Polymere wie Polyäthylenoxid, Polystyrol und Polyvinylalkohol ausgewählt.
Der Grund hierfür ist allgemein bekannt und liegt darin, daß Polyäthylenoxid und
Polyvinylalkohol leicht in Wasser aufzulösen sind und Polystyrol in üblichen organischen
Lösungsmitteln wie Tetrachlormethan, Chloroform, Trichloräthylen, Tetrachloräthylen,
Toluol, Xylol und dergleichen. Die richtige Auswahl der Lösungsmittel ist eine unerläßliche
Notwendigkeit für den Gegenstand dieser Erfindung, damit die nicht benötigte Einbettkomponente
leicht ohne Jegliche Beeinträchtigung der Eigenschaften des die Kernkomponente bildenden
Polymers herausgelöst werden kann.
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Obwohl vorstehend nur die Anwendung einer Polymerschmelze beschrieben
ist, ist die Erfindung selbstverständlich auch bei Verwendung einer Polymerlösung
anwendbar.
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Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung naher erläutern, nicht
Jedoch beschränken.
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Beispiel 1 Die Folienbildung wurde mit dem in den Fig. 1, 2 und 3
dargestellten
Folienextruder ausgeführt, unter Verwendung von 80 Gewichtsprozent Polyäthylenterephthalat
für das die Einbettkomponente bildende Polymer und 20 Gewichtsprozent Poly-£ -Oaproamid
für das die Kernkomponente bildende Polymer. Die Temperatur des Films im Augenblick
des Auspressens durch den Schlitz wurde auf 2730a gehalten, die Breite des Schlitzes
wurde zu 1,2 mm (d. i. die Dicke der Folie im Außpreßaugenblick) gewählt, und die
Folie wurde nach einem üblichen Verfestigungsvorgang abgezogen. Die so abgezogene
Folie wurde anschließend einem Verstreckvorgang in Längsrichtung mit einem Verstreckverhältnis
von 2,8 unterworfen, wobei die Verstrecktemperatur auf 10000 gehalten wurde. Dann
wurde die Folie einem Verstreckvorgang in Querrichtung mit einem Verstreckverhältnis
von 2,8 unterzogen.
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Die erhaltene verstreckte Folie hatte eine Dicke von 98 µm, das Querschnittsprofil
war pseudoelliptisch mit einer Hauptachse von 0,62 cm und einer Nebenachse von 35#m,
und der Abstand zwischen den benachbarten Kernkomponenten betrug 1,23 cm.
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Die Folie enthielt ca. 6 mm breite Streifen, die in Abständen von
ca. 6 mm in Längsrichtung verliefen. An der so erhaltenen Folie konnte man eine
einzigartig farbenreiche ästhetische Wirkung beobachten, wobei sich der rot gefärbte
Kernbereich 103 leuchtend von dem transparenten Einbettkomponentenbereich 102 abhob.
Da die Folie aus zwei verschiedenartigen Polymeren zusammengesetzt war, zeigte sie
durch den Unterschied in der Lichtbrechung eine wunderbare Leuchtwirkung. Es sei
angenommen, daß zwei dieser Folien einander überlagert werden, wobei die
Kernkomponenten
in verschiedenen Richtungen verlaufen. In diesem Fall können einzigartige Interferenzstreifen
auf der Folienoberfläche beobachtet werden, eine Erscheinung, die bei in herkömmlicher
Weise entwickelten Folientypen nicht auftritt.
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Beispiel 2 Auf einem Folienextruder des in den Fig. 4 bis 6 gezeigten
Typs wurde eine erfindungsgemäße Folie unter den folgenden Prozeßbedingungen hergestellt.
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Die Einbettkomponente bildendes Polymer: Polyäthylen Die Kernkomponente
bildendes Polymer: Polypropylen Anteilverhältnis in Gewichtsprozent: 70130 Auspreßt
emp eratur: 28500 Schlitzbreites 1,0 mm Verfestigung: in üblicher Weise Als nächstes
wurde die Folie einem in Längsrichtung verlaufenden Verstreckvorgang mit einem Verstreckverhältnis
von 3,6 und einer Verstrecktemperatur von 13000 unterworfen, um eine Folie von 70
yxm Dicke zu erhalten0 Der Querschnitt der so erhaltenen Folie enthielt 460 Kernkomponenten
pro 1 cm Folienbreite. Die Kernkomponenten hatten eine Hauptachse von 28 e m und
eine Nebenachse von 25#m.
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Die Folie konnte leicht und gerade in Längsrichtung zerrissen
werden,
ohne daß sie willkürlich riß, was bei den herkömmlichen Folien dieses Typs gewöhnlich
der Fall war. So war es leicht, die Folie in jede gewünschte Breite zu spalten,
ohne eine spezielle Spalt oder Schneidvorrichtung verwenden zu müssen, und die Festigkeit
in Längsrichtung der gespaltenen Folie blieb in ausreichendem Umfang erhalten.
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Beispiel 3 Die Folienbildung nach der vorliegenden Erfindung wurde
mit dem Folienextruder nach den Fig. 4 bis 6 unter den folgenden Prozeßbedingungen
ausgeführt.
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Die Einbettkomponente bildendes Polymer: Polystyrol Die Xerhkomponente
bildendes Polymer: Poly- E-Caproamid Anteilsverhältnis in Gewichtsprozent: 90:10
Auspreßt emp eratur: 2780C Schlitzbreite: 1,0 mm Verfestigung: in üblicher Weise
Als nächstes wurde die so erhaltene Folie einem Verstreckvorgang bei einer Temperatur
von 9500 unterworfen, wobei das Verstreckverhältnis in Längsrichtung und in Querrichtung
Jeweils 2,7 war, daß eine verstreckte Folie von 58 m Dicke erhalten wurde. Die Kerne
zeigten ein pseudoelliptisches Querschnittsprofil mit einer Hauptachse von 50>wm
mund einer Nebenachse von 26 µ m, und der Abstand zwischen benachbarten Kernen betrug
0,7
mm. Die Dichte des Films bzw. der Folie war 1,13, die Zugfestigkeit in Längsrichtung
12,5 kg/cm2, die Zugfestigkeit in Querrichtung 4,8 kg/cm2, die Dehnung in Längsrichtung
betrug 28 % und die Dehnung in Querrichtung 17 %. Unter den physikalischen Eigenschaften
konnte eine bemerkenswerte richtungsabhängige Anisotropie beobachtet werden. Insbesondere
konnte eine hervorragende Festigkeitseigenschaft in Längsrichtung der Folie festgestellt
werden, eine Eigenschaft, die bei dem herkömmlichen Folientyp mit nur einer Komponente
nicht erwartet werden konnte.
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Anschließend wurde die Folie in ein Xylolbad eingetaucht, um die Polystyrolkomponente
herauszulösen. Man erhielt eine Vielzahl endloser Fasern mit pseudoelliptischem
Querschnittsprofil. Die Fasern konnten zu einem Garn von einzigartiger Elastizität
und Lichtwirkung versponnen werden.
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Außerdem wurden vier der oben erhaltenen Folien so übereinander angeordnet,
wie es in Fig. 13 dargestellt ist, wobei die Kernkomponenten 121 der ersten und
dritten Folie in gleicher Richtung rechtwinklig zur Richtung der Kernkomponenten
122 der zweiten und vierten Folie verlaufen. In der so überlagerten Anordnung wurden
auf die beiden äußeren Oberflächen der Folien geeignete Drahtnetze aufgebracht,
und es wurden die Folien in ein Xylolbad eingetaucht, um die Polystyrolkomponente
zu entfernen.
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Nach Entfernung der Einbettkomponente konnte durch einen einzigen
Arbeitsvorgang ein Faservlies aus zahlreichen feinen Fasern hergestellt werden.
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Es ist auch möglich, die Vberlagerung mehrerer Folien z. B. in der
in Fig. 14 dargestellten Anordnung vorzunehmen.
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Beispiel 4 Auf dem Folienextruder nach den Fig. 7 und 8 wurde eine
erfindungsgemäße Folie unter den folgenden Prozeßbedingungen hergestellt.
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Die Einbettkomponente bildendes Polymer: Polystyrol Die erste Kernkomponente
bildendes Polymer:Poly-#-Caproamid Die zweite Kernkomponente bildendes Polymer:
Polyäthylenterephthalat Anteilsverhältnis in Gewichtsprozent: 50:25:25 (in der obigen
Reihenfolge) Auspreßtemperatur: 27500 Schlitzbreite: 1,0 mm Verfestigung: in der
üblichen Weise Verstrecktemperatur: 12000 Verstreckverhältnis in Längsrichtung:
3,0 Verstreckverhältnis in Querrichtung: 2,0 Die Merkmale der erhaltenen synthetischen
Folie sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
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Dicke: Querschnittsprofil: Pseudoellipse
Hauptachse:
88 µ m Nebenachse: 47 e m Anzahl der Kernkomponenten pro 1 cm Breite: 90 Die Folie
mit den obengenannten Merkmalen wurde einem Kräuselvorgang in einer Stauchkammer
bekannter Art unterworfen und danach in ein Xylolbad eingetaucht, um die Polystyrolkomponente
zu entfernen. Es konnte eine faserige Masse aus gekräuselten Verbundfasern erhalten
werden.
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Beispiel 5 Bei einem im wesentlichen der Ausführungsform nach den
Fig. 1 bis 3 entsprechenden Folienextruder waren die Austrittsöffnungen 10 und die
Rohrleitungen 18 in zwei Reihen angeordnet. Jede Reihe enthielt Rohrleitungen 18
mit verschiedenen Innendurchmessern. In der entsprechenden Reihe waren jeweils 3
Sätze Rohrleitungen 18 mit größerem Durchmesser und ein Satz Rohrleitungen 18 mit
kleinerem Durchmesser abwechselnd angeordnet. Die Prozeßbedingungen waren die folgenden:
Die Einbettkomponente bildendes Polymer: Poly- E Caproamid Die Kernlcomponente bildendes
Polymer: Polyäthylenterephthalat Anteil sverhältnis in Gewichtsprozent: 80:20 Auspreßt
emperatur: 275QC
Schlitzbreite: 1,0 mm Verfestigung: in üblicher
Weise Verstrecktemperatur: 100°C Verstreckverhältnis in Längsrichtung: 3,0 Die Merkmale
der erhaltenen synthetischen Folie sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
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Dicke: 65#m Querschnittsprofil des größeren Kerns: Pseudoellipse Hauptachse
des größeren Kerns: 8 µ m Nebenachse des größeren Kerns: Anzahl der größeren Kerne
pro 1 cm Breite: 1.500 Querschnittsprofil der kleineren Kerne: im wesentlichen rund
Durchmesser der kleineren Kerne: 6 µ m Anzahl der kleineren Kerne pro 1 cm Breitet
500 Die oben beschriebene Folie wurde in ein Bad von 15 %iger Salzsäure eingetaucht,
um die Poly-E-Caproamidkomponente zu entfernen. Durch das Entfernen der Einbettkomponente
wurde eine Fasermasse aus Fasern mit einem Titer von 0,2 den und 0,4 den erhalten,
und zwar wahrend eines einzigen Arbeitsvorgangs.
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Außerdem wurden vier der erhaltenen Folien einander überlagert angeordnet,
wie es in Fig. 15 dargestellt ist, wobei die Kernkomponenten 121 der ersten und
der vierten Folie in ihrem Verlauf die Kernkomponenten 122 der zweiten und der dritten
Folie
mit einem Winkel von 800 kreuzten. Auf die beiden äußeren
Oberflächen der so erhaltenen Folien wurden rostfreie Drahtnetze aufgebracht, und
in dieser Anordnung wurden die Folien in ein Bad aus 15 0/obiger Salzsäure eingetaucht,
um die Poly-£ -Caproamidkomponente Cd. h. die Einbettkomponente) herauszulösen.
Durch das Entfernen der Einbettkomponente erhielt man ein Faservlies aus Fasern
verschiedener Feinheit, und zwar in einem Arbeitsvorgang.
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15 Ansprüche 15 Figuren