DE2135464A1 - Netzförmiges Polymerisat-Flachmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Netzförmiges Polymerisat-Flachmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf neuartige und verbesserte, netzähnliche Flachmaterialien aus synthetischen Polymerisaten. Orientierte und nicht orientierte, netzförmige Erzeugnisse aus synthetischen Polymerisaten, z.B. aus den Polyolefinen und insbesondere aus Polypropylen, werden in einem ständig zunehmenden Ausmaß für die verschiedensten Zwecke verwendet. Die nicht orientierten Erzeugnisse finden in einem erheblichen Umfang in der Verpackungs- und der Dekorationsindustrie Verwendung. Die molekular orientierten Erzeugnisse werden in erheblichem Umfang als Ersatz für gewebte Stoffe, sowie als Verstärkungsmaterialien für ungewebte Stoffe, Papier und dergleichen verwendet.

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Die molekular orientierten, netzäJhnlichen Erzeugnisse werden zum größten Teil benutzt, um z.B. allgemein schwache Stoffe zu verstärken und zu unterstützen, so daß sich dadurch, deren Festigkeit erhöht. Eine molekulare Orientierung führt bei solchen netζahnliehen Polymerisaterzeugnissen zu einer erheblichen Verbeaerung der Festigkeit. Wenn man als Verstärknngsmaterial solche sehr leichten netζähnlichen Materialien verwendet, die in einem hohen Ausnaß orientiert sind, erhält man ein Erzeugnis, bsi den das Verhältnis zwischen der Festigkeit and dee Gewicht einen hohen Wert erreicht. Solche netzförmigen Materialien können zwischen leichten Schichten aus Fasern oder Papier angeordnet werden, so daß das Erzeugnis eine hohe Festigkeit erhält, ohne daß die erwünschten Eigenschaften dear Fasern oder des Papiers beeinträchtigt werden, mit dem das netzförmige Material ein Laminat bildet· Die Ausdrücke "orientiert" und "Orientierung" haben nachfolgend die gleiche Bedeutung wie die Ausdrucke "molekular orientiert" bzw. "molekulare Orientierung".

Bei den orientierten netzähnlichen Erzeugnissen ergeben sich besondere Schwierigkeiten bezüglich derjenigen Zonen, innerhalb weicher sich die einzelnen Fäden, schneiden bzw. kreuzen, so daS sie Verbindungsstellen bzw* Knotenpunkte bilden· Bei denjenigen netzähnlichen Erzeugnissen, bei denen die Fäden oder Filamente an den Knotenpunkten zusammenhängen, liegen die Knotenpunkte und die Fäden, selbst im wesentlichen in der gleichen Ebene, und sie weisen keine leicht zu bestimmenden physikalischen Begrenzungen, auf; der Grad der Orientierung ist an den Knotenpunkten gering, und daher bilden die Knotenpunkte schwache Stellen,

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Zwar kann man diese Schwächung der Knotenpunkte in einem gewissen Ausmaß dadurch vermeiden, daß man an den Knoten- oder Schnittpunkten jeweils eine größere Menge des Polymerisats vorsieht, doch entstehen hierbei an den Knotenpunkten Verdickungen; die übrigen erwünschten Eigenschaften des Erzeugnisses werden beeinträchtigt, und der Wert des Verhältnisses zwischen der Festigkeit und dem Gewicht des Materials ist verringert«

Man kann bestimmte netzähnliche Erzeugnisse herstellen, indem man zwei Sätze von endlosen Fäden zu einem Laminat vereinigt, oder indem man endlose Fäden extrudiert und diese Fäden an ihren Kreuzungspunkten miteinander verbindet oder verklebt. Um dieses Verkleben zu bewirken, bringt man auf die Kreuzungspunkte ein Klebemittel auf, oder man erreicht die Fäden, so daß sie an den Kreuzungsstellen aneinander haften bzw· verklebt werden· Mit Hilfe dieser Verfahren ist es möglich, einen endlosen Faden über seine ganze Länge im wesentlichen gleichmäßig zu orientieren, so daß der Werkstoff auch an den Knotenpunkten in hohem Maße orientiert ist. Jedoch bilden solche Knotenpunkte immer noch Verbindungsstellen, und die schwächsten Teile des Erzeugnisses werden durch die Zonen gebildet, innerhalb welcher die sich kreuzenden Fäden aneinander haften bzw. miteinander verbunden sind· Außerdem weisen die Kreuzungsstellen die doppelte Dicke des Werkstoffs auf, so daß sie bei der Verwendung des netzähnlichen Materials als Verstärkungsmittel für Stoffe zum Entstehen von Erhöhungen führen·

Wenn man netzähnliche Erzeugnisse in der Weise herstellt, daß man sich kreuzende endlose Fäden so extrudiert, daß sie sich an ihren Kreuzungsstellen im noch nicht orientierten Zustand miteinander verkleben, und

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wenn man die Fäden dann orientiert, wird der Werkstoff an den Knotenpunkten nicht in einem hinreichenden. Ausmaß orientiert, und der fertige verstärkte Sotff weist an den betreffenden Punkten Vorsprünge oder Erhöhungen4uf.

(Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges und verbessertes netzähnliches Erzeugnis zu schaffen, bei dem die vorerwähnten Nachteile vermieden sind» Bei ihm sollen vor allem die Knotenpunkte in der gleichen Ebene wie die sich schneidenden und die Knotenpunkte bildenden Fäden liegen, so daß das fertige Erzeugnis keine Erhöhungen oder Vorsprünge aufweist, die zu einer Beeinträchtigung der gewünschten Eigenschaften eines Fertigproduktes führen, bei dem das Erzeugnis als Verstärkungsmaterial verwendet wird. Überraschenderweise zeigen sowohl die Knotenpunkte als auch die Fäden in hohen Maße eine molekulare Orientierung, und bei dem erfindungsgemäßen Erzeugnis ergibt sich ein hervorragender Wert des Verhältnisses zwischen der Festigkeit und dem Gewicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, ein neuartiges Erzeugnis in Gestalt eines netzförmigen Polymerisat-Flachmaterials vorzusehen, das endlose Fäden und Kreuzungspunkte umfaßt, wobei alle Teile des Materials in einem hohen Ausmaß molekular orientiert sind. Die Fäden gehen an den Kreuzungspunkten ineinander über, so daß sie homogene Knotenpunkte bzw. Verbindungsstellen bilden. Bei den Fäden zwischen den Knotenpunkten erreicht die Orientierungsfunktion mindestens den Wert 0,75. Die Knotenpunkte selbst weisen eine molekulare Orientierung auf, die mindestens 75% der molekularen Orientierung der Fäden zwischen den Knotenpunkten entspricht.

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Von jedem Schnittpunkt gehen zwei Fadenteile eines jeden Fadens aus. Diese beiden Fadenteile erstrecken sich relativ zueinander unter einem Winkel von 180 und verlaufen im wesentlichen im rechten Winkel zu dem kreuzenden Faden, so daß ein rechteckiges Muster aus einachsig molekular orientierten endlosen Fäden entsteht. Jeder Schnittbzw. Kreuzungspunkt besteht aus einer dünnen Filmfläche, die molekular orientiert und an ihren Rändern durch molekular orientierte Fäden abgegrenzt ist. Bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen netzförmigen Flachmaterials hat die Orientierungsfunktion des Polymerisats an den Knotenpunkten mindestens den Wert O,7·

In den Figuren 1 bis 11 der Zeichnungen sind der Gegenstand der Erfindung und vorteilhafte weitere Einzelheiten derselben anhand besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt, welche nachstehend im einzelnen näher erläutert sind. Es zeigen:

Fig. 1 ein Stück eines erfindungsgemäßen netzförmigen Flachmaterials in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Flachmaterial längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Material längs der Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. k einen Schnitt- oder Kreuzungsknotenpunkt des netzförmigen Flachmaterials nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 5 und 6 je einen Knotenpunkt in weiteren Ausführungsformen eines netzförmigen Flachmaterials nach der Erfindung;

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Fig. 7 die Wiedergabe einer Mikrophotographie eines erfindungsgemäßen netzförmigen Flachmaterials;

Fig· 8 die Wiedergabe einer Mikrophotographie eines Knotenpunktes des in Fig· 7 dargestellten netzförmigen Flachmaterials;

Fig. 9 die Wiedergabe einer Mikrophotographie eines netzförmigen Flachmaterials in einer weiteren Ausführungsform;

Fig·10 die Wiedergabe einer Mikrophotographie eines Knotenpunktes des netzförmigen Flachmaterials nach Fig. 9;

Fig·11 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Herstellen des erfindungsgemäßen netzförmigen Flachmaterials in schematischer Darstellung·

Aus Fig· 1 geht der Aufbau bzw. die äußere Form des erfindungsgemäßen netzförmigen Flachmaterials 20 hervor. Dieses Material enthält endlose Fäden 21, die sich in einer bestimmten Richtung, nämlich in Längsrichtung erstrecken und weitere endlose Fäden 22, die im wesentlichen im rechten Winkel zu den Längsfäden 21 verlaufen, so daß die Fäden 21 und 22 rechteckige oder quadratische Öffnungen 23 umgrenzen. Die Fäden 21, 22 schneiden sich an Schnitt-, Kreuzungs- oder Knotenpunkten 2k, die homogen sind und la wesentlichen in der Ebene des Flachmaterials 20 liegen» Die sich zwischen den Knotenpunkten 2k in der Längsrichtung wie auch in Querrichtung erstreckenden Fäden 21 bzw» 22 ^xfn hohem Mafia molekular einachsig orientiert, während jeder der Knoten- oder Schnittpunkte 2k eine molekulare Orientierung aufweist, die mindestens 75% der molekularen Orientierung der Fäden entspricht»

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Wie aus Pig. 2 und 3 ersichtlich, liegen die Längsfäden 21, die Querfäden 22 und die Knotenpunkte 2k statIicn in der gleichen Ebene,

Xn den Figuren k, 5 und 6 sind drei verschiedene Ausführungsfontn von Knoten- oder Schnittpunkten 31, kk bzw. 59 eines netzförmigen Flachmaterials nach der Erfindung vergrößert dargestellt.

Wie Fig. k zeigt, gehen zwei Längsfadenteile 27 und 28 und zwei Querfadenteile 29 und 30 in den Knotenpunkt 31 über. Der Längsfadenteil 27 unterteilt sich in zwei dünnere Fadenabschnitte 32 und 33ι welche in die Querfadenteile 29 und30 übergehen. Auch der Längsfadenteil 28 unterteilt sich in zwei dünnere Fadenabschnitte Jk und 35» die in die Querfadenteile 29 und 30 übergehen. Die dünneren Fadenabschnitte 32, 33, 3k und 35 sind in hohem Maße molekular orientiert, und begrenzen eine Fläche 36, die aus eines in hohe» Maße orientierten dünnen Film besteht· Die Filmflache 36 ist einachsig orientiert, und die Orientierungsrichtung ändert sich innerhalb dieser Fläche 36· Auf Grund theoretischer Erwägungen wird angenoMien, daß ein Grund für die hervorragende Festigkeit des erfindungsgemäßen Erzeugnisses darin besteht, daß dann, wenn auch die Querfäden 22 bzw. die Fadenteile 29 und 30 eine Spannung einwirkt, die FiImflache ebenfalls in der Querrichtung orientiert ist, daß sich jedoch bei Einwirkung einer Spannung auf die Längsfäden 21 bzw. die Fadenteile 27und 28 die Moleküle innerhalb der Filmfläche 36 in eines gewiesen Ausmaß In Richtung auf die Längsrichtung umorientieren»

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Fig. 5 zeigt einen Knotenpunkt hk eines erfindungsgemäßen netzförmigen Erzeugnisses, in den zwei Längsfadenteile kO und M sowie zwei Querfadenteile k2 und J+3 einkaufen. Der Querfadenteil kZ unterteilt sich beim Eintreten in den Knotenpunkt in drei dünnere Fadenabschnitte k5i 46 und 47. Die dünneren Fadenabschnitte 45 und 46 divergieren gegenüber dem Fadenabschnitt 42 im wesentlichen unter einem rechten Winkel und gehen in die Längsfadenteile 40 und 41 über. Der dritte dünnere Fadenabschnitt 47 erstreckt sich geradlinig durch den Knotenpunkt hindurch und geht in den Querfadenteil 43 über. Der dem Querfadenteil 42 gegenüber liegende Querfadenteil 43 unterteilt sich ebenfalls in drei dünnere Fadenabschnitte 48, 49 und 47. Die dünneren Fadenabschnitte 48 und 49 divergieren gegenüber dem Querfadenteil 43 im wesentlichen unter einem rechten Winkel und gehen in die Längsfadenteile 40 und 41 über. Der dünnere Fadenabschnitt 47 erstreckt sich geradlinig durch den Knotenpunkt 44 hindurch, um in den Querfadenteii k2 überzugehen. Alle geganrten Fadenteile sind in hohem Maße einachsig orientiert. Die Fadenabschnitte begrenzen zwei dreieckige Flächen 51 und 52, die aus einem dünnen Film bestehen, welcher ebenfalls in hohem Maße einachsig orientiert ist und dazu beiträgt, alle auf den Knotenpunkt wirkenden Beanspruchungen aufzunehmen.

Fig. 6 zeigt eine andere Form eines Knotenpunktes 59, wie sie bei Erzeugnissen nach der Erfindung ebenfalls vorhanden sein kann. Bei diesem Knotenpunkt 59 gehen zwei Längsfadenteile 55 und 56 sowie zwei Querfadenteile 58 und 57 in. den Knotenpunkt 59 über* Der Querfadenteil 57 unterteilt sich in zwei dünnere

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orientierte Fadenabschnitte 60 und 61. Der eine Fadenabschnitt 60 geht längs einer Kurve mit einem relativ großen Radius in den Längsfadenteil 55 über, während der andere Fadenabschnitt 61 stärker gekrümmt ist, mit dem Querfadenteil 57 annähernd einen Winkel von 90 bildet und in den anderen Längsfadenteil 56 übergeht. Auch der andere Querfadenteil 58 unterteilt sich in zwei dünnere Fadenabschnitte 62 und 63» die eine ähnliche Form haben wie die dünneren Fadenabschnitte 60 und 61 und Sie Längsfadenteile 55 und 56 übergehen· Sämtliche Fäden sind in hohem Maße orientiert, und die dünneren Fadenabschnitte 60, 61, 62 und 6J begrenzen eine dünne Filmfläche 6k_t die einachsig orientiert ist.

Fig. 7 gibt eine Mikrophotographie eines erfindungsgemäßen netzförmigen Flachmaterials wieder· Das netzförmige Material 70 umfaßt Längsfäden 71 und Querfäden 72, die an den Knotenpunkten 73 zusammentreffen· Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß sich der Längsfaden in zwei dünnere Fadenabschnitte Jh und 75 unterteilt, die in den Querfaden 72 übergehen· Ein dem Längsfaden 71 diametral gegenüber liegender Teil des Längsfadens unterteilt sich ebenfalls in zwei dünnere Fadenabschnitte 76 und 77, die in den Querfaden 72 Übergehen, so daß die genannten dünneren Fadenabschnitte den Knotenpunkt 73 bilden. Der mittlere Teil des Knotenpunktes 73 wird durch eine dünne Filmfläche 78 gebildet, die einachsig orientiert ist; die Längs- und Querfäden sind in hohem Maße molekular und insbesondere einachsig orientiert· Die Teile des Knotenpunktes 73 bildenden dünneren Fadenabschnitte 7k, 75, 76 und 77 sind ebenfalls in hohem Maße molekular und insbesondere einachsig orientiert*

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Xn Fig· 9 ist «ine weitere Ausfülirungsfοπη eines netzförmigen Flachmaterials nach, der Erfindung dargestellt. Dieses Flachmaterial 80 weist Längsfäden 81 und Querfäden 82 auf, die an den Knotenpunkten 83 zusammentreffen, von denen einer vergrößert in Fig. 10 wiedergegeben ist. Jeder Querfaden 82 unterteilt sich beim Eintreten in einen Knotenpunkt 83 in drei dünnere Fadenabschnitte 8k, 85 und 86. Die Fadenabschnitte 8k und 85 gehen in die Längsfäden 81 über, die ebenfalls in den Knotenpunkt eintreten; die Fadenabschnitte 86 erstrecken sich über die Knotenpunkte 83 hinweg zu dem Querfaden 82. Die dreieckigen Flächen 87 und 88 eier Knotenpunkte 83 werden von dünnen Filmen gebildet, die einachsig orientiert sind. Die Längs- und Querfäden 81 und 82 sind einachsig orientiert und weisen einen hohen Orientierungsgrad auf. Die dünneren Fadenabschnitte 8k, 85 und 86, die Bestandteile des Knotenpunktes 83 bilden, sind ebenfalls einachsig orientiert und weisen einen hohen Orientierungsgrad auf.

Die Ausgangsstoffe, die zum Herstellen erfindungsgemäßer netzförmiger Flachmaterialien verwendet werden können, umfassen alle leicht molekular orientierbaren synthetischen Polymerisate, z.B. Polyolefine, Polyester, Polyamide usw. Vorzugsweise werden als Ausgangsstoffe Polyolefine verwendet, da sie billig sind und sich leicht verarbeiten lassen. Zu den Ausgangsstoffen, die sich sehr gut zum Herstellen der erfindungsgemäßen Erzeugnisse verwenden lassen, gehören ferner isotaktisches Polypropylen und Polyäthylen von hohem spezifischem Gewicht.

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Das Ausgangsmaterial besteht aus einem Film, der mit nach einem Muster angeordneten einzelnen dünnen oder offenen Flächen versehen ist, welche gleichmäßig über die ganze Fläche des Films verteilt sind. Man kann diese offenen Flächen durch Prägen oder Lochen des Films oder dadurch erzeugen, daß der Film entsprechend dem gewünschten Muster gegossen wird· Die Öffnungen können in der verschiedensten Weise ausgebildet und z.B. kreisrund, quadratisch, rechteckig, trapezförmig usw. sein. Ferner können die Öffnungen in der Längs- und Querrichtung des Films miteinander fluchten, oder sie d können nach Bedarf gegeneinander versetzt sein, so daß sie ein rautenförmiges Muster bilden.

Die Öffnungen sind durch Abschnitte aus dem Polymerisat abgegrenzt, die ±m folgenden als Rippen bezeichnet sind, einen ovalen oder kreisrunden Querschnitt haben, und im wesentlichen fadenförmig sind. Diese Rippen schneiden sich an Knotenpunkten, und an Jedem dieser Knotenpunkten soll eine gerade Anzahl solcher Rippen vorhanden sein, die sich von dem Knotenpunkt aus erstrecken; jeder Knotenpunkt muß durch mindestens vier von ihm ausgehende Rippen gebildet sein. Die Länge der einzelnen Rippen muß größer als ™

ihr Durchmesser, und die Dicke bzw. die Querschnittsfläche jeder Rippe soll im wesentlichen gleich der Dicke bzw« Querschnittsfläche an der Verbindungsstelle der Rippen sein. Mit anderen Worten heißt dies, daß an jedem Knotenpunkt keine zu große Menge des Polymerisats vorhanden sein soll. Das gemusterte Flachmaterial wird in der Längs- und Querrichtung gereckt, um es zu orientieren· Der Reckungsgrad soll

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sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung mindestens 3s1 bis 4:1 und vorzugsweise mindestens hil betragen. Jedoch kann man auch für jede Richtung einen Reckungsgrad von 6:1 bis 10:1 vorsehen. Im allgemeinen läßt sich das Filmmaterial in der Querrichtung in einem höheren Ausmaß recken als in der Längsrichtung; wenn die maximale Reckung in der Querrichtung dem Verhältnis von 10:1 entspricht, kann der maximale Reckungsgrad in der Längsrichtung z.B. 6:1 betragen. Gegebenenfalls kann man den gemusterten Film bei einer erhöhten Temperatur orientieren bzw. recken, wobei die Temperatur zwischen etwa 132 und 16O°Cliegt und sich jeweils nach dem Ausgangsmaterial verwendeten Polymerisat richtet.

Unter dieser Orientierung ist die Gefügeanordnung oder Ausrichtung der Moleküle bei einem kristallinischen Polymerisat in dem jeweils beschriebenen Teil des Films bzw. des Erzeugnisses zu verstehen.

Im allgemeinen kann man die molekulare Orientierung bei kristallinen Polymerisaten mit Hilfe von Röntgenbeugungsverfahren messen, wenn man auf geeignete Weise einen Satz von kristallographischen Ebenen wählt; da das bevorzugte netzförmige Flachmaterial nach der Erfindung jedoch aus einem monoklin kristallisiertem Polymerisat besteht, sind solche Messungen in diesem Fall rieht möglich. Man kann in solchen Fällen eine Messung der Orientierung in der Weise durchführen, daß man die Beugung gegenüber zwei Sätzen von Beugungsebenen mißt, welche die c-Achse enthalten, wobei diese Achse die Faserachse des Polymerisats ist.

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Bei einem quantitativen Verfahren kann man die mittlere Orientierung der Faserachse in Einheiten des mittleren Quadrats des Cosinus des Winkels zwischen der c-Achse und einer gewählten Bezugsrichtung ausdrücken; dieser Ausdruck, der auch als Orientierungsfunktion bezeichnet wird, ist durch die folgende Formel definiert:

= 3(cos² θ) - 1

Die- Gültigkeit der vorstehenden Formel , sowie "

weitere Einzelheiten gehen aus der Veröffentlichung von Z.W. Wilchinsky im Journal of Applied Physics, Bd. 31, Nr. 11, Nov. I960, S. I969 bis 1972 hervor.

Wenn die erfindungsgemäßen Erzeugnisse aus Polymerisaten hergestellt werden, deren molekulare Orientierung mit Hilfe der bekannten Röntgenbeugungsverfahren ermittelt werden kann, sollten diese Verfahren angewendet werden, In diesem Fall muß man den erhaltenen Wert für θ in die obige Formel einsetzen, um die Orientierungsfunktion der Polymerisate zu ermitteln.

Bei dem erfindungsgemäßen netzförmigen Flachmaterial sind die Fadenteile zwischen den Knotenpunkten einachsig orientiert, und ihre molekulare Orientierungsfunktion hat mindestens den Wert 0,75 und vorzugsweise jedoch den Wert 0,8. Die Fäden können eine maximale molekulare Orientierungsfunktion vom Wert 1 aufweisen. In manohen Fällen können die sich in einer Richtung erstreckenden Fäden mehr oder weniger stark orientiert sein als die in der anderen Richtung

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verlaufenden Fäden. Die Knotenpunkte, die mit den Fäden aus einem Stück bestehen, haben eine molekulare Orientierung, die mindestens 75$ der Orientierung der Fäden zwischen den Knotenpunkten entspricht. Vorzugsweise haben diese Knotenpunkte eine Orientierung, die mindestens etwa 85$ der Orientierung der Fäden zwischen den Knotenpunkten entspricht. Die Knotenpunkte sind einachsig orientiert, und ihre molekulare Orientierungsfunktion hat vorzugsweise einen Wert von 0,7 bis O₁8 oder darüber.

Eines der Verfahren zum Herstellen eines Flachmaterials nach der Erfindung ist unter Bezugnahme auf die in Fig. 11 schematisch dargestellte Vorrichtung nachstehend erläutert. Ein Film 101 wird on der Vorratsrolle 102 aus über die Umlenkrolle 103 geleitet und durch eine Verformungsvorrichtung 104 hindurch geführt, deren Walzen 105 - 108 in dem Gestell F1 gelagert sind. Die Verformungsvorrichtung 10^ weist eine erste Walze 105 zum Regeln des Filmvorschubs und eine zweite, auf beliebige bekannte Weise beheizte Walze 106. Der Film 101 wird dadurch erhitzt, daß er über einen Teil der Umfangsflache der Walze 106 geleitet wird. Mittels der Formgebungswalze 107, die mit der beheizten Walze 106 zusammenarbeitet, wird der Film 101 verformt. Die Formgebungswalze 107 ist mit einem eingravierten Muster versehen, das auf den Film übertragen werden soll. Nach dem Formen des Films 101 wird dieser mittels der Andruckwalze 1O8 gekühlt. Der abgekühlte Film läuft an zwei Transportwalzen 109 und 110, von denen aus er einer Vorrichtung 111 zum Recken des Films in Querrichtung zugeführt wird. Beispielsweise wird ein Spannrahmen benutzt, der zwei divergierende Förderketten aufweist, die über Umlenk-

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rollen 113 laufen und durch eine Antriebsvorrichtung 114 angetrieben werden. Das in den Spannrahmen eintretende Filmmaterial wird an seinen Längskanten von Spannklammern 116 erfaßt und durch die Spannvorrichtung hindurchbewegt, wobei sich die Förderketten fortschreitend voneinander entfernen, so daß der Film in der Querrichtung gereckt wird. In der Reckvorrichtung wird das Filmmaterial z.B. durch einen Ofen 117 beheizt, um es während des Reckens in Querrichtung auf der gewünschten Temperatur zu halten. Nach Passieren der Spannvorrichtung läuft der Film zwischen den beiden Trans- i portwalzen 119 und 120 hindurch, die dazu dienen, den Film vorschub zu steuern und ihn einer Vorrichtung 121 zum Recken des Files in Längsrichtung zuzuführen. Dies Längsreckvorrichtung 121 ist in bekannter Weise ausgebildet und umfaßt zwei Paare von zusammenwirkenden Walzen. Die beiden unteren Walzen 122 und 123 sind in dem Gestell F2 drehbar gelagert; die untere Walze 123 ist angetrieben. Die beiden oberen Walzen 124 und 125 sind ebenfalls in dem Gestell F2 drehbar gelagert, wobei die hintere Walze 125 angetrieben wird. Die beiden oberen Walzen drehen sich mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die unteren Walzen, und die Drehzahlen der Walzen können so eingestellt I werden, daß das Füllmaterial im gewünschten Ausmaß in der Längsrichtung gereckt und orientiert wird.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das Filmmaterial in Querrichtung im Verhältnis von etwa kt1 bis 11:1 und in Längsrichtung im Verhältnis von 3:1 bis 11:1 oder auch darüber zu recken. Während des Reckens in Längsrichtung kann das Netz ebenfalls erwärmt werden, um das Recken να erleichtern· Nach dem Recken wird das Netz aus dem orientierten Werkstoff mit Hilfe

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einer Wickelvorrichtung 128 bekannter Art zu einer Rolle aufgewickelt.

Wie erwähnt, kann man als Ausgangsmaterial jedes orientierbare synthetische Polymerisat verwenden. Das Ausgangsmaterial muß sich bei erhöhten Temperaturen erweichen lassen, doch muß es thermisch stabil und bei der erhöhten Temperatur gegen eine Oxydation oder andere Beeinträchtigungen widerstandsfähig sein. Der Werkstoff soll schnell wieder erstarren, er soll Fasern bilden, und er muß innerhalb eines engen Temperaturbereichs schmelzen und kristallisieren.

Wenn das Material direkt gereckt wird, nachdem es in der beschriebenen Weise mit einer Musterung versehen worden ist, solider gesamte Reckungsgrad im Bereich von 12s1 bis 40s1 liegen, d.h. das Produkt aus der Längsreckung und der Querreckung muß in diesen Bereich fallen. Die Reckung in der Längsrichtung kann von etwa 3*1 bis 6s1 variieren, und vorzugsweise wird mit einem Längereckungsverhältnis von etwa 3»6:1 gearbeitet. Die Reckung in der Querrichtung kann zwischen etwa 4:1 und 10:1 variieren; vorzugsweise wird ein Reckungsverhältnis von etwa 8:1 gewählt. Um die Verarbeitung zu erleichtern, ist es vorteilhaft, dag Material zuerst in Längsrichtung und dann in Querrichtung zu recken.

Das Muster, mit dem das zu reckende Netz zu versehen ist, soll derart sein, daß jedem in einen Knotenpunkt eintretenden Fadenteil ein anderer Fadenteil diametral gegenüber liegt, so daß sich das Netz beim Recken gleichmäßig ausdehnt. Ferner soll die Querschnittsfläche in allen Teilen des Netzes im wesentlichen konstant sein, so daß die auf das Netz aufgebrachte Spannung während des Reckens <?leiii-

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mäßig vereteilt ist. Weiterhin soll sich das Material kontinuierlich über das ganze Netz erstrecken, so daß die Spannungen, die während des Reckens auf das Netz einwirken,

zu
ihre Richtung nicht plötzlich ändern oder an einem bestimmten Punkt des Netzes aufzuhören brauchen, um dann an einem von dem genannten Punkt entfernten zweiten Punkt innerhalb des Netzes erneut aufzutreten.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer

Beispiele näher erläutert. j

Beispiel I

Ein Film aus isotaktischem Polypropylen mit einer Dicke von etwa 0,2 mm und einem Schmelzindex mit dem Wert k wird mit Hilfe einer beheizten Walze der in Fig. 11 gezeigten Art, die sich auf einer Temperatur von etwa I70 C befindet, auf etwa I38 C erhitzt. Dieser Film wird mit einem Muster versehen, so daß ein netzförmiges Flachmaterial entsteht, das in der Längsrichtung 10 Öffnungen je Zoll und in der Querrichtung 23 Öffnungen je Zoll aufweist. Der Film wird dann auf etwa 105 C abgekühlt und von der Musterungswalze abgeführt. Der gemusterte Film wird \

in der Querrichtung im Verhältnis von 7*1 und in der Längsrichtung im Verhältnis von kil gereckt. Der so erzeugte orientierte Film hat in der Längsrichtung eine Zugfestigkeit von etwa 0,31 kg und in der Querrichtung eine Zugfestigkeit von etwa 0,135 kg.

Die molekulare Orientierungsfunktion der verschiedenen Teile der Fäden wird in der zuvor beschriebenen Weise unter Anwendung der Formel

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f = 3(cos² Θ) - 1

bestimmt. Die molekulare Orientierungsfunktion liegt bei den Längsfäden zwischen den Knotenpunkten bei 0,80 £ 0,04 und bei den Querfäden ebenfalls bei 0,80 +_ 0,04. Die Knotenpunkte dieses netzförmigen Flachmaterials ähneln den in Fig. 7 dargestellten« Die molekulare Orientierungsfunktion an-den Rändern der Knotenpunkte, d.h. innerhalb der stärkeren Abschnitte, liegt bei 0,75 +, 0*0^» während die molekulare Orientierungsfunktxon in der Mitte des Knotenpunktes 0,70 £ 0,04 beträgt. Das netzförmige Flachmaterial ist in allen seinen Teilen, d.h. sowohl innerhalb der Fäden als auch innerhalb der Knotenpunkte, in hohem Maße molekular orientiert.

Beispiel II

Ein eine hohe Dichte aufweisender Polyäthylenfilm mit einer Dicke von etwa 0,15 mm, einem spezifischen Gewicht von 0,9^0 bis 0,965» einem Schmelzpunkt von etwa 135° C und einer Brechzahl von 1,5^ wird mit Hilfe einer beheizten Walze erhitzt, wobei die Temperatur der Walze etwa 170 C beträgt. Der Film wird derart mit einem Muster versehen, daß ein netzförmiges Flachmaterial entsteht, das in der Längsrichtung 20 Öffnungen je Zoll und in der Querrichtung 17 Öffnungen je Zoll aufweist. Der Film wird auf

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etwa 93 C abgekühlt und von der Musterungswalze abgezogen. Der gemusterte Film wird in der Querrichtung im Verhältnis von JiX und in der Längsrichtung im Verhältnis von 3:1 gereckt.

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Die molekulare Orientierung der Fäden und der Knotenpunkte des so hergestellten Erzeugnisses wird mit Hilfe bekannter Röntgenbeugungsverfahren gemessen, und die molekulare Orientierungsfunktion unter Anwendung der angegebenen Formel ermittelt. Hierbei werden ähnliche Ergebnisse wie bei dem Beispiel I erzielt·

Beispiel III

Ein Film aus Polycaprolactam (Nylon-6) mit einer Dicke von etwa 0,2 mm, einem spezifischen Gewicht von 1,12 bis 1,15* einem Schmelzpunkt von etwa 21k C, einer Brechzahl von 1,53 und einem Schmelzindex mit dem Wert k wird mit Hilfe einer beheizten Walze die sich auf einer Temperatur von etwa 227° C befindet, erhitzt· Der Fi1» wird derart mit eine» Muster versehen, daß man ein netzförmiges Flachmaterial erhält, das in der Längsrichtung ^O Öffnungen je Zoll und in der Querrichtung 30 Öffnungen je Zoll aufweist. Der Film wird abgekühlt und von der Mueterungswalze abgezogen« Dann wird der gemusterte Film in der Querrichtung im Verhältnis von 6:1 und in der Längsrichtung im Verhältnis von 3t1 gereckt.

Die molekulare Orientierung der Fäden und der Knotenpunkte des so hergestellten Erzeugnisses wird in der bezüglich des Beispiels II beschriebenen Weise gemessen, und es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt, wie zuvor.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   1, Netzförmiges Polymerisat-Flachraaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachmaterial (20) sich kreuzende, molekular orientierte Fäden (21, 22) aufweist, welche an ihren Kreuzungspunkten (24) ineinander übergehen, wobei die Fadenteile zwischen den Kreuzungspunkten (2k) eine molekulare Orientierrungsfunktion von mindestens 0,75 aufweis en, und die molekulare Orientierung innerhalb der Schnittpunkte mindestens 75% der molekularen Orientierung der Fadenteile zwischen den Kreuzungepunkten entspricht.

   2· Netzförmiges Polymerisat-Flachmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachmaterial (20) sich kreuzende molekular orientierte Fäden aufweist, welche an den Kreuzungepunkten zusammenhängen, wobei jeder Fadenteil an dem Kreuzungspunkt in wenigstens zwei Fadenabschnitte übergeht, und der Kreuzungspunkt aus einer dünnen Filmfläche besteht, die an ihren Rändern durch die Fadenabschnitte begrenzt ist.

   3. Flachmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenteile zwischen den Kreuzungspunkten eine molekulare Orientierungsfunktion von mindestens 0,8 aufweisen.

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   k_o Flachmaterial"nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die molekulare Orientierung innerhalb der Kreuzungspunkte mindestens 85$ der molekularen Orientierung der Fadenteile zwischen den Kreuzungspunkten entspricht*

   5. Flachmaterial nach, einem der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzungspunkte eine molekulare Orientierungsfunktion von mindestens 0,7 aufweisen·

   6. Flachmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die sich kreuzenden Fäden (21, 22) ein Muster aus rechteckigen Öffnungen (23) bilden,

   7· Flachmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich kreuzenden Fäden ein Muster aus quadratischen Öffnungen bilden.

   8. Flachmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß

   die orientierten Fäden einachsig in Richtung "

   ihrer Längsrichtung orientiert sind·

   9· Flachmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1· bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat ein isotaktisches Polypropylen ist.

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   .!Verfahren zum Herstellen eines molekular orientierten netzförmigen Flachmaterials aus einem Polymerisat nach den Ansprüchen 1 bis 91 dadurch gekennzeichnet, daß ein netzähnliches Gebilde aus im wesentlichen nicht orientierten Rippen und Knotenpunkten erzeugt wird, das über seine ganze Fläche ein gleichmäßiges Muster von Öffnungen aufweist, wobei die Rippen und die Knotenpunkte innerhalb der gesamten Fläche im wesentlichen gleichmäßige Querschnittsflächen haben, das Gebilde in der Längsrichtung im Verhältnis von mindestens 3*1 und in der Querrichtung im Verhältnis von mindestens 4:1 gereckt wird, so daß die gesamte flächenmäßige Reckung des Gebildes einem Verhältnis von 12:1 bis 4O:1 entspricht, wobei die Rippen und die Knotenpunkte innerhalb des ganzen Flachmaterials im wesentlichen gleichmäßig molekular orientiert sind.

   11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebilde in der Längsrichtung im Verhältnis von mindestens 4:1 gereckt wird.

   12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebilde in der Längsrichtung im Verhältnis von mindestens 3|6:1 und in der Querrichtung mindestens im Verhältnis von 8:1 gereckt wird.

   13· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebilde zunächst in der Längsrichtung gereckt wird»

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   1^. Verfahren nach Anspruch 1O, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebilde zunächst in der Querrichtung gereckt wird,

   15· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebilde während des Reckens

   ο auf eine Temperatur von etwa 132 C bis etwa 16O C erhitzt wird.

   16. Verfahren nach Anspruch 15t dadurch gekennzeichnet, daß das Gebilde in der Längsrichtung im Verhältnis von mindestens 3,6t1 und in der

   Querrichtung mindestens in Verhältnis von 8t1 "

   gereckt wird.

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