DE2102902B2

DE2102902B2 - Device for producing a fiber web from a monoaxially oriented polymer film

Info

Publication number: DE2102902B2
Application number: DE19712102902
Authority: DE
Inventors: John Melvin Hixon Tenn. Salmela (V.St.A.)
Original assignee: Chevron Research Co
Current assignee: Polyloom Corporation of America
Priority date: 1968-05-03
Filing date: 1971-01-22
Publication date: 1975-03-06
Also published as: NL7100450A; NL156767B; FR2077617A2; BE761207R; CH521220A; AT319456B; DE2102902A1; GB1327459A; FR2077617B2

Description

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Gegenstand der Hauptanmeldung P 19 22 419.2 ist u. a. eine Vorrichtung zur Herstellung einer Faserbahn aus einer monoaxial orientierten Polymerfolie, die gekennzeichnet ist durch ein Walzenpaar, welches tus einer mit Zähnen versehenen Reißwalze urd mit Aussparungen versehener Gegendruckwalze mit glatter Oberfläche besteht, einer Vorrichtung zur Folienrufunr zum Spalt zwischen den beiden Walzen in solchem Winkel, daß die Folie, ehe sie in Berührung mit der gezahnten Walze gelangt, die Umfangsfläche der Gegendruckwalze berührt und von dieser Fläche getragen wird, Mittel zum Rotieren von gezahnter Walze und Gegendruckwalze mit Umfangsgeschwindigkeiten, die etwa 1,5- bis 20mal so groß sind wie die Foliengeschwindigkeit, eine solche gegenseitige Anordnung von Zahnreihen und Aussparungen, daß beim Rotieren von gezahnter Walze und Gegendruckwalze der Abstand zwischen den Kanten der Aussparungen, welche die nichtgeschlitzte Folie tragen, und den Zahnspitzen in den Aussparungen geringer ist als der seitlich versetzte Abstand zwischen den Spitzen benachbarter Zähne innerhalb einer Reihe, und eine Vorrichtung zum Abziehen der Folie aus dem Walzenspalt in solchem Winke!, daß die Folie in Berührung mit der Umfangsfläche der Gegendruckwalze bleibt, bis die Zähne sich von ihr lösen.The subject of the main application P 19 22 419.2 is inter alia. an apparatus for producing a fiber web made of a monoaxially oriented polymer film, which is characterized by a pair of rollers, which tus a tearing roller provided with teeth and a counter-pressure roller provided with recesses with a smooth one Surface consists of a device for film calling to the gap between the two rollers in such an angle that the film, before it comes into contact with the toothed roller, the circumferential surface the counter-pressure roller touches and is carried by this surface, means for rotating toothed Roller and counter-pressure roller with peripheral speeds that are about 1.5 to 20 times as large as the film speed, such a mutual arrangement of rows of teeth and recesses that When the toothed roller and the counter-pressure roller rotate, the distance between the edges of the Recesses that carry the non-slit film and the tips of the teeth in the recesses is less than the laterally offset distance between the tips of adjacent teeth within a row, and a device for pulling the film from the nip at such an angle! that the film remains in contact with the circumferential surface of the back pressure roller until the teeth move away from it to solve.

Beim industriellen Einsatz der Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent zum Zerfasern monoaxial orientierter Folien jedoch ergaben sich im Dauerbetrieb zwei wesentliche Probleme. Erstens werden die Zähne der Reißwalze, welche auf dieser vorzugsweise in schraubenlinienförmigen Reihen angeordnet sind, im Gebrauch etwas stumpf und drücken die Folie immer mehr in die Aussparungen der Gegendruckwalze anstatt sie aufzuschlitzen. Diese üblicherweise an den Rändern der geschützten Folie auftretende Erscheinung bezeichnet man als »edge skipping« (Randverwurf). Mit fortlaufender Abnutzung der Elemente tritt eine zunehmende Unregelmäßigkeit auf. Zweitens ergibt sich dieses »edge skipping« bei dem Bestreben, durch immer näheres Zusammenrücken der Zähne den Denierwert des Produktes zu verbessern, auch ohne wesentliche Abnutzung der Zähne. Diese Unregelmäßigkeiten wirken sich auf die Güte des Textil-Endproduktes aus.In the industrial use of the device according to the main patent for fiberising monoaxially oriented However, foils encountered two major problems in continuous operation. First, the Teeth of the tearing roller, which are preferably arranged in helical rows on it, a bit dull in use and press the film more and more into the recesses of the counter-pressure roller instead of slitting them open. This usually occurs at the edges of the protected film Appearance is called "edge skipping". As the Elements an increasing irregularity occurs. Second, this "edge skipping" occurs at the endeavor to increase the denier value of the product by moving the teeth closer and closer together improve, even without significant wear and tear on the teeth. These irregularities affect the Quality of the textile end product.

In weiterer Ausbildung der Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent wurde nun gefunden, daß diese Nachteile überwunden werden, wenn man in dieser eine Gegendruckwalze verwendet, deren Aussparungen mit einem elastischen Feststoff gefüllt sind.In a further embodiment of the device according to the main patent it has now been found that this Disadvantages are overcome if one uses a counter-pressure roller in this, the recesses are filled with an elastic solid.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit, die Betriebszeiten zwischen dem Schärfen der Zähne der Reißwalze erheblich zu verlängern und außerdem enger aneinander angeordnete Zähne einzusetzen. Letzteres führt zu Faserbahnen, die äußerst gleichmäßig sind und einen viel feineren Denierwen als bei Verwendung dieser bekannten Vorrichtung besitzen.The inventive device thus enables the operating times between the sharpening of the To extend the teeth of the tearing roller considerably and also to use teeth that are arranged closer together. The latter leads to fiber webs that are extremely uniform and of a much finer denier than when using this known device.

Aus der US-PS 31 47 658 wurde eine Vorrichtung zur Perforierung von Blättern aus Papier, Karton u. dgl. bekannt, welche eine drehbare, mit zumindest auf einem Teil ihres Umf anges mit Zähnen versehene zylindrische Druckwalze einer üblichen lithographen Rotationspresse umfaßt, wobei die gegenüberliegende übliche Walze völlig mit einem elastisch deformierbaren Material aus Gummi od. dgl. überzogen ist. Durch diese Vorrichtung soll vermieden werden, daß bei der Perforierung entstehende Papierfasern in den Druckfilz einer Druckmaschinenwalze gelangen und dort Klümpchen bilden, und daß die Brücken zwischen den Perforationen sich nicht in der Vorrichtung festklemmen.From US-PS 31 47 658 a device was For perforating sheets of paper, cardboard and the like. Known which have a rotatable, with at least A cylindrical pressure roller of a conventional lithographer provided with teeth on part of its circumference Rotary press comprises, the opposite usual roller entirely with an elastically deformable Material made of rubber or the like. Is coated. This device is intended to avoid that Paper fibers produced during the perforation get into the printing felt of a printing machine roller and lump there and that the bridges between the perforations are not in the device clamp.

Von der Walze der bekannten Vorrichtung, der eine andere Aufgabenstellung zugrunde liegt, unterscheidet sich die Gegendruckwalze der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der ein Aufschlitzen einer Kunststoffolie, jedoch kerne Perforierung oder Stanzung erfolgt, dadurch, daß auf ihr abwechselnd Teile aus Gummi u. dgl. und Metall angeordnet sind, wobei das elastomere Material in im Metall befindliche Aussparungen eingebettet ist, so daß die Teile aus elastomerem Material im Laufe des Gebrauchs nicht in Stücke geschnitten v/erden, was bei der bekannten Walze der Fall ist und was zur Unbrauchbarkeit der Walze führt.It differs from the roller of the known device, which is based on a different task the counter-pressure roller of the device according to the invention, in which a slitting of a Plastic film, but core perforation or punching takes place, in that parts alternate on it made of rubber and the like and metal, wherein the elastomeric material is located in the metal Recesses is embedded, so that the parts made of elastomeric material in the course of use not cut into pieces v / earth, which is the case with the known roller and which makes the Roller leads.

Das zur Füllung der Aussparungen der Gegendruckwalze in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendete elastische Material muß gut an dem Material, aus dem die Druckwalze hergestellt ist,That for filling the recesses of the counter-pressure roller in the device according to the invention The elastic material used must be compatible with the material from which the pressure roller is made,

3 ⁴ 3 ⁴

Einstechen der auf der Reiß- Fig.3 eine Fotografie einer Faserbahn, die mitPiercing the on the tear Fig.3 a photograph of a fiber web that with

angeordneten Zähne aushalten, ohne einer Zerfaserungsvorrichtung hergestellt wurde, beiwithstand arranged teeth without making a fiberizing device

«*.-—- _t i„ und verschleißfest sein. Elastisches der die Aussparungen der Gegendruckwalze nicht mit«* .-—- _t i" and be wear-resistant. Elastic of the recesses of the counter pressure roller not with

ä>* «ifSreich RUt für diesen Zweck eignet, ist elastischem Material gefüllt waren,ä> * «ifSreich RUt is suitable for this purpose, elastic material is filled,

ll^⁸!' ^d^ Xhetischer Gummi sowie Ge- 5 F i g. 4 die Fotografie einer Faserbahn, die mit.derll ^ ⁸ ! ' ^D ^ Xhetic gum and gel 5 F i g. 4 the photograph of a fiber web, which with the

Satiric ^gSietischer Gummi sowie Ge- 5 Fig. 4 die Fotografie einer Faserbahn, _ Sicher fd^mem_üscheGummi_ Verrichtung gemäß F i g. 1 erzeugt wurde bei de die ^^ Butadien-Typ wie Butadien/ Ausspannen der Gegendruckwalze mit Gummi ge-Satirical gummy rubber as well as 5 Fig. 4 the photograph of a fiber _{web, _ Safely fd ^ mem üsche gummi} _ performance according to FIG. 1 was produced in de the ^^ butadiene type such as butadiene / unclamping the counter-pressure roller with rubber

^^SS^iS; 55Tw eine Ansicht der bevorzugten^us-^^ SS ^ iS; 55Tw a view of the preferred ^ us-

I % tt^SS^iSe gummiartigen Stoße sind „ führungsform der Reißwalze 11 und der Gegendrucki! W^rSSf_nSUta Handel erhältlich. Sowohl walze 12 in Gegenrichtung zur Laufnchtun^ der P- tf^^iSgSSeigenschaften als auch wegen Folie 13, bei der die Zahnreihen (be sich aus der - «β». ΪΞ aSsSsW man dem Gummi vom Umf angsfläche der Reißwalze radial erheben unddus I % tt ^ SS ^ iSe rubber-like impacts are the form of guiding the tear roller 11 and the counter pressure! W ^ rSSf _n S Uta trade available. Both roller 12 in the opposite direction to Laufnchtun ^ the P- tf ^^ iSgSSe Properties as well as because of the film 13, in which the rows of teeth (be from the - «β»

=j der leichten ^Αΐ°~^ β &¹ komplementären Aussparungen 15 in der V¹™.™*?= j of the slight ^Α ΐ ° ~ ^ β & ¹ complementary recesses 15 in the V ¹ ™. ™ *?

' Sil&oatypd^y«^· _{Gegendruckwalze kön}- _l5 fläche der Gegendruckwalze «iyaubenhme^™ 'Sil & oatypd ^ y "^ · _{backing roll Kings} - _l5 surface of the backing roll," iyaubenhme ^ ™

> ^ ,^{A P}cSe WeisTmit dem elastischen Ma- angeordnet sind. Die Reißwalze 11 ^undJ¹*^^> ^, ^AP cSe WeisTmit the elastic Ma- are arranged. The tear roller 11 ^and J ¹ * ^^

ί tf» auf ^^ Natogummi und thermopla- druckwalze 12 sind so zueinander angwrd**, daßί tf »on ^^ Nato rubber and thermoplastic printing roller 12 are so angwrd ** to each other that

^U anpMt sich ein _meh_re«p. E,- 35 ^"Ίί^ΊΙΊ^ jÄÄ'S^ U is an _m anpMt eh _re "p. E, - 35 ^ "Ίί ^ ΊΙΊ ^ jÄÄ'S

Die ebenfaUs bekannten »Ein-Gefäß-Harze« (»One- weis en D,e Höh«^«gj^* _{Breite c d}er Aus-The well-known "one-vessel resins"("One-weis en D, e height" ^ "gj ^ * _{width cd} er

man mit dem Schlitzen der Folie beginnt. Vergleichsbeispiel 1one starts with the slitting of the foil. Comparative example 1

Nach dem Füllen der Aussparungen w.rd die „__{ndelsübl!ches} praktisch kristallines Polypro-After the recesses have been filled, the _customary, practically crystalline polypro-

GegeSruckwalze so montiert daß ihre Umfangs- 50 ^^? ?_iner ^P Geschwindigkeit von etwa 9mGegeneSruckwalze mounted so that its circumferential 50 ^^? ? _iner ^P rate of about 9m

dSdTRÄz^^ÄÄnX l—at^Sv^^Ä mediende Zahnreihen und entsprechende gummi- 55 be 120 b>s 138 C _j _{Dadurch ntstand} eine dSdTRÄz ^^ ÄÄnX l — at ^ Sv ^^ Ä mediating rows of teeth and corresponding rubber 55 be 120 b> s 138 C _j _{This resulted in} a

sparung der Gegendruckwalze wiedergegeben ist,saving of the counter pressure roller is shown,

(timing belt drive system) verbunden und an eine gemeinsame Antriebswelle angeschlossen. Die Zahnwalze wurde schraubenlinienförmig mit Granatdraht (garnett wire) umwickelt, und die Gegendruckwalze wurde dementsprechend mit schraubenlinienförmigen Aussparungen versehen, so daß die Zähne des Drahtes und die Aussparungen ineinander eingreifen konnten.(timing belt drive system) and connected to a common drive shaft. The toothed roller was wrapped helically with garnett wire, and the counter pressure roller was accordingly provided with helical recesses so that the teeth of the wire and the recesses could engage.

Die mit Draht umwickelte Reißwalze war 38 cm lang und hatte, bis zur Spitze der Zähne gemessen, einen Durchmesser von 17,5 cm. Um diese Walze waren 16 getrennte, im wesentlichen parallellaufende Reihen Granatdraht schraubenlinienförmig in Form eines Rechtsgewindes gewickelt. Auf 25,4 mm kamen 11 in gleichem Abstand angeordnete Zahnreihen. Jede Reihe enthielt längs des Granatdratites 7,5 Zähne auf 25,4 mm. Die Führungskanten der Zähne erstreckten sich senkrecht zur Walzenfläche, d. h., der Arbeitswinkel der Zähne betrug 90°. Jeder Zahn war an der Spitze 0,2286 mm stark.The wire-wrapped tear roller was 38 cm long and measured to the tip of the teeth a diameter of 17.5 cm. Around this roller were 16 separate, essentially parallel running Rows of garnet wire wound helically in the form of a right-hand thread. It came to 25.4 mm 11 equally spaced rows of teeth. Each row contained along the length of the garnet dratite 7.5 teeth on 25.4 mm. The leading edges of the teeth extended perpendicular to the roller surface, d. that is, the working angle of the teeth was 90 °. Each tooth was 0.2286 mm thick at the tip.

Die mit Aussparungen versehene Gegendruckwalze war 38,1 cm lang und hatte einen Durchmesser von 17,5 cm. 16 schraubenlinienförmig© Aussparungen von 0,51 mm Breite und 1,27 mm Tiefe waren in gleichem Abstand und in einer Anzahl von 11 pro 25,4 mm in die Walzenfläche geschnitten. Die Aussparungen verliefen in Form eines Linksgewindes. Die Fläche dieser Walze hatte von der Fläche der Reißwalze (an der Basis der Zähne) einen Abstand von etwa 1,52 mm, so daß die maximale Eindringtiefe eines Zahnes in eine Aussparung etwa 0,38 mm betrug.The recessed back pressure roller was 38.1 cm long and had a diameter of 17.5 cm. 16 helical © recesses 0.51 mm wide and 1.27 mm deep were in equally spaced and cut into the roll surface in a number of 11 per 25.4 mm. The recesses ran in the form of a left-hand thread. The area of this roller was equal to the area of the Tear roller (at the base of the teeth) a distance of about 1.52 mm, so that the maximum penetration depth of a tooth in a recess was about 0.38 mm.

Die orientierte Folie kam mit der Druckwalze in einem Winkel von 7° gegenüber der Tangente in Berührung und verließ diese Walze auch in einem Winkel von 7°. Die fibrillierte Folie lief dann durch ein Paar Zugwalzen, die sich mit einer (Umfaiigs-) Geschwindigkeit von 61,27 m/min drehten.The oriented film came into contact with the pressure roller at an angle of 7 ° from the tangent and also left this roller at an angle of 7 °. The fibrillated film then ran through a pair of pull rollers rotating at a (circumferential) speed of 61.27 m / min.

Das Produkt hatte durchschnittlich 42 Fibrillen auf 1 cm Breite.The product had an average of 42 fibrils over a width of 1 cm.

Nach einer Betriebszeit von einigen Monaten wurden die Zähne allmählich stumpf, und es kam immer häufiger zum »edge skipping« (Randverwurf). Man unterbrach den Betrieb, um die Aussparungen der Gegendruckwalze mit einem handelsüblichen Silikon-Gummi (General Electric RTV-108) zu füllen. Zu diesem Zweck wurden die Gegendruckwalzen gereinigt, um alle Fremdkörperteilchen aus den Aus-After a few months of operation, the teeth gradually dulled, and it kept coming more often for "edge skipping". The operation was interrupted in order to open the recesses in the Fill the counter-pressure roller with a commercially available silicone rubber (General Electric RTV-108). to For this purpose, the counter-pressure rollers were cleaned to remove all foreign matter particles from the

sparungen zu entfernen, und dann durch Waschen mit Perchloräthylen entfettet und entölt. Der thixotrope, zähflüssige Gummi wurde von Hand in die Aussparungen der Gegendruckwalze eingearbeitet, wobei das Material mit einem Spatel fest eingedrücktto remove savings, and then degreased and de-oiled by washing with perchlorethylene. The thixotropic, viscous rubber was worked into the recesses of the counter-pressure roller by hand, the material being pressed in firmly with a spatula

ίο wurde. Alle Aussparungen wurden in dieser Weise gefüllt. Überschüssiger Gummi wurde von der Fläche der Gegendruckwalze entfernt, dann ließ man die Walze 24 Stunden bei Raumtemperatur stehen. Das Zerfasern wurde wieder aufgenommen und konnte ohne jedes »edge skipping« mehrere Monate fortgeführt werden.ίο was. All the recesses were made this way filled. Excess gum was removed from the platen surface, then left on Stand the roller at room temperature for 24 hours. The defibration was resumed and could continued for several months without any "edge skipping" will.

Vergleichsbeispiel 2Comparative example 2

In gleicher Weise stellte man eine andere Reiß-In the same way, another tear

ao walze her, mit der Ausnahme, daß 25 separate, im wesentlichen parallele Reihen von Granatdraht-Zähnen um eine Stahlwalze mit einer Flächenbreite von 63,5 cm und einem Durchmesser von 30,48 cm gewickelt wurden. Die Zahnreihen wurden in glei-ao roll her, with the exception that 25 separate, im essentially parallel rows of garnet wire teeth around a steel roller with a face width 63.5 cm and a diameter of 30.48 cm. The rows of teeth were

»5 chem Abstand von 10 pro 25,4 mm angeordnet. Jede Reihe enthielt längs des Drahtes 9 Zähne pro 25,4 mm. Die Zahnstärke an der Spitze betrug 0,Gv35 mm. Die mit Aussparungen versehene Druckwalze war komplementär mit der Schneidwalze. Die Aussparungen waren 0,635 mm breit und 1,27 mm tief. Die Walzen wurden so installiert, daß die Zarinfläche bis zu einer Tiefe von 0,76 mm in die Aussparung eindrang.»5 chem spacing of 10 per 25.4 mm arranged. Every Row contained 9 teeth per 25.4 mm along the wire. The tooth thickness at the tip was 0, Gv35 mm. The recessed pressure roller was complementary to the cutting roller. the Recesses were 0.635 mm wide and 1.27 mm deep. The rollers were installed so that the tsarina surface penetrated the recess to a depth of 0.76 mm.

Gleich nach Beginn der Zerfaserung trat sehr häufig »edge skipping« auf. Eine fotografierte Probe dieses Produktes ist in F i g. 3 zu sehen. Diese Zerfaserungsvorrichtung wurde außer Betrieb gesetzt, und die Aussparungen der Druckwalze wurden, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit Silikon-Gummi (General Electric RTV-77) gefüllt. Nach Wiederaufnahme des Betriebes erzielte man ein zerfasertes Produkt, das kein »edge skipping« zeigte. Eine Probe dieses Produktes ist in Fig. 4 abgebildet. Die durchschnittliche Anzahl von Fibrillen je 25,4 mm betrug 165."Edge skipping" occurred very often immediately after the defibration began. A photographed sample this product is shown in FIG. 3 to see. This fiberizing device was taken out of service, and the recesses of the pressure roller were, like described in Example 1, with silicone rubber (General Electric RTV-77) filled. After resuming operations, a fiberized product was obtained, that showed no "edge skipping". A sample of this product is shown in FIG. The average The number of fibrils per 25.4 mm was 165.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for producing a fiber web axis of a monoaxially oriented polymer film, with a pair of rollers, which consists of a tearing roller provided with teeth and with recesses provided counter-pressure roller with a smooth surface, together with a device to feed the film to the gap between the two rollers at such an angle that the film, before it comes into contact with the toothed roller, the peripheral surface of the counter-pressure roller touched and carried by this surface, means for rotating the toothed roller and Counter-pressure roller with peripheral speeds that are about 1.5 to 20 times as large as that Foil speeds, with such a mutual arrangement of rows of teeth and recesses it is provided that when rotating ao toothed roller and counter-pressure roller, the distance between the edges of the recesses that carry the non-slit film and the Tooth tips in the recesses is less than the laterally offset distance between the tips adjacent teeth within a row, and a device for peeling off the film from the nip at such an angle that the film is in contact with the peripheral surface of the The counter-pressure roller remains until the teeth are released from it, according to claim 3 of the main application 1922419, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t that the recesses of the counter-pressure roller are filled with an elastic solid.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the elastic. Solid natural rubber, synthetic rubber or mixtures of these both is.

3. Device according to claim 1, characterized in that that the elastic solid is a silicone rubber.