DE2201651A1 - Process for the production of fibers, threads or textile surface structures from films, preferably those made of polyolefins, in particular those made of polypropylene - Google Patents
Process for the production of fibers, threads or textile surface structures from films, preferably those made of polyolefins, in particular those made of polypropyleneInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Fasern oder Fäden oder textlien Flächengebilden aus Folien, vorzugsweise solchen aus Polyolefinen, insbesondere solchen aus PolypropylenProcess for the production of fibers or threads or textile fabrics from films, preferably those made from polyolefins, especially those made of polypropylene
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fasern oder Fäden oder textilen Flächengebilden aus Folien, vorzugsweise solchen aus Polyolefinen, insbesondere solchen aus Polypropylen. The invention relates to a method for producing fibers or threads or flat textile structures from foils, preferably those made of polyolefins, in particular those made of polypropylene.
Es ist bekannt, Textilfasern dadurch herzustellen, daß Folien, insbesondere einaxial gereckte Folien aus Polyolefinen, vorzugsweise Polypropylen, aufgespleißt (gesplittet) werden. Der Nachteil hierbei besteht darin, daß die Splitt^fneigung der Folien gering ist und ein Aufspleißen in dünne Einzelfasern nur durch sehr hohe mechanische Beanspruchungen der Folie erreicht werden kann.It is known that textile fibers can be produced by preferably using foils, in particular uniaxially stretched foils made from polyolefins Polypropylene, can be spliced. The disadvantage here is that the chipping tendency of the Foil is small and a fanning out into thin individual fibers is only achieved by very high mechanical stresses on the foil can be.
Weiter ist bekannt, daß bei der Wechselwirkung zwischen energiereichen Strahlen und synthetischen Hochpolymeren sowohl der Variationskoeffizient der Reißkraft als auch der Variationskoeffizient der Reißdehnung um so kleiner werden, je größer die Bestrahlungsdosis war. Diese Erscheinung kann mit einer Energieleitung zu besonders beanspruchten Stellen, die durch den Verzugsvorgang bei oder nach der Erspinnung in das Material hineingebracht wurden und dem Abbau dieser inneren Verspannungen, die den Ausgangspunkt beim späteren Zerreißvorgang darstellen, erklärt werden.It is also known that in the interaction between high-energy Rays and synthetic high polymers both the coefficient of variation of the tear force and the coefficient of variation the elongation at break, the smaller the greater the irradiation dose. This phenomenon can be with a power line to particularly stressed areas, which are caused by the warping process during or after spinning into the Material were brought in and the reduction of this internal tension, which is the starting point for the subsequent tearing process represent, be explained.
Weiterhin ist bekannt, perforierte Flächengebilde durch Weben, Wirken, Stricken u.dgl. herzustellen. Nachteilig hierbei ist der große Arbeitsaufwand bei der Herstellung derartiger Flächengebilde .It is also known to produce perforated flat structures by weaving, knitting, knitting and the like. The disadvantage here is the great amount of work involved in producing such flat structures .
Bekannt ist auch, Textilfasern dadurch herzustellen, daß Folien, insbesondere einaxial gereckte Folien aus Polyolefinen, vorzugsweise Polypropylen, aufgespleißt (gesplittet) werden. Bisher konnten durch Aufspleißen von Folien jedoch keine perforierten Flächengebilde hergestellt v/erden, weil das Aufspleißen nur in Verzugs- (Reck-) Richtung· möglich war.It is also known to produce textile fibers by preferably using foils, in particular uniaxially stretched foils made of polyolefins Polypropylene, can be spliced. Up to now, however, foils could not be perforated by fanning them out Flat structures are produced because fanning out was only possible in the warping (stretching) direction.
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Schließlich wurde ein Verfahren zum Texturieren von Spaltfasern •und daraus hergestellten Produkten vorgeschlagen, bei dem ein Texturieren dadurch erreicht wird, daß die zu spleißende Folie vor der Vereinzelung in Fasern über den Querschnitt unterschiedlich modifiziert, vorzugsweise strahlenchemisch initiiert, und anschließend thermisch behandelt wird.Finally, a method for texturing split fibers and products made therefrom has been proposed in which a Texturing is achieved in that the film to be spliced before the separation into fibers differs across the cross section modified, preferably initiated by radiation chemistry, and then thermally treated.
Weiter ist bekannt, textile Flächengebilde durch z.B. Nähwirken herzustellen. Hierbei werden im allgemeinen drei Fadensysteme (Schuß-, Kett- und Nahfadensystem) miteinander verbunden. Die Arbeitsproduktivität bei der Herstellung von Nähgewirken ist zwar wesentlich besser als bei der Herstellung von Geweben u.dgl., jedoch werden auch bei der Herstellung von Nahwirken verschiedene Fadensysteme benötigt, deren Herstellung noch sehr aufwendig ist.It is also known to produce textile fabrics by sewing, for example. There are three thread systems in general (Weft, warp and sewing thread system) connected to one another. the Labor productivity in the manufacture of stitched fabrics is much better than in the manufacture of woven fabrics and the like is expensive.
Bekannt ist ferner, ein textilähnliches Flächengebilde dadurch herzustellen, daß an einer Nähwirkmaschine eine geschlossene Folie mit einem Nähfaden syst em benäht wird. Nachteilig ist, daß das so erhaltene Flächengebilde, wegen des Einsatzes der Folie, nur bedingt als textiles Flächengebilde angesehen und eingesetzt werden kann.It is also known that a textile-like planar structure is thereby obtained to produce that a closed film with a sewing thread syst em is sewn on a stitchbonding machine. The disadvantage is that the flat structure obtained in this way, because of the use of the film, is only viewed to a limited extent as a textile flat structure and can be used.
Zweck der Erfindung ist es, die bisher notwendigen hohen me cha nischen Beanspruchungen beim Spleißen von Folien, den hohen Arbeitsaufwand bei der Herstellung textiler Flächengebilde zu vermeiden.The purpose of the invention is to meet the high mechanical stresses previously required when splicing foils, the high Avoid labor in the production of textile fabrics.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fibrillierbarkeit von Folien zu verbessern sowie die Erkenntnisse beim Spleißen von Folien für die Herstellung neuartiger Flächengebilde nach an sich bekannten hochproduktiven Verfahren zu nutzen.The invention is based on the problem of fibrillability to improve foils and the knowledge gained from splicing foils for the production of new types of sheet-like structures to use according to known highly productive processes.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Folien, vorzugsweise einaxial oder biaxial gereckte Folien oder Folienbänder oder aus Folienbändern hergestellte Flächengebilde mit energiereichen Strahlen, vorzugsweise Elektronenstrahlen, bestrahlt und anschließend aufgespleißt werden. Vorteilhaft ist es, einaxial gereckte Folien mit Elektronenstrahlen, insbesondere mitThe object is achieved according to the invention in that films, preferably uniaxially or biaxially stretched films or film strips or flat structures made from film strips with high energy Rays, preferably electron beams, are irradiated and then spliced. It is advantageous to uniaxially stretched films with electron beams, in particular with
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Energien zwischen 40 keV und 3 MeV, zu bestrahlen. Eine oder mehrere vorzugsweise einaxial gereckte Folien werden mit energiereichen Strahlen bestrahlt und anschließend nach an sich bekannten Verfahren vernadelt. Unverstreckte, durch an sich bekannte Verfahren perforierte Folien werden biaxial gereckt und mit Elektronenstrahlen bestrahlt. Durch das biaxiale Recken erfolgt in den im gestanzten Flächengebilde verbleibenden Stegen ein vorzugsweise ein^axialer Verzug, weil Längsstege nur Längskräfte und Querstege nur Querkräfte aufzunehmen imstande sind. Nach dem biaxialen Recken wird die Fibrillierbarkeit der Längs- und Querstege durch Abbau der zwischen den Makromolekülketten (Faserfibrillen) vorhandenen "verspannten" zwischenmolekularen Bindungen, insbesondere durch Bestrahlung mit energiereichen Strahlen, vorzugsweise Elektronenstrahlen, verbessert und die perforierte Folie anschließend mechanisch, z.B. durch Friktionsbeanspruchung, "behandelt, wodurch eine Aufspaltung der Längs- und Querstege in Einzelfasern erfolgt. Man erhält auf diese Weise ein perforiertes Flächengebilde mit weitestgehend textlien Eigenschaften, die insbesondere auch das Aussehen des Flächengebiides betreffen. Mittels einer an sich bekannten Nähwirknaechine werden anstelle und/oder zusätzlich zu den Kettoder Schußfädensystemen eine oder mehrere, vorzugsweise einaxial gereckte Folien mit einem Nähfadensystem vernäht und die Folien vor dem Vernähen oder das Flächengebilde nach dem Vernähen mittels Blektronenstrahlen, vorzugsweise mit einer Energie von 100 keV bis 3 MeV bestrahlt und anschließend mechanisch, beispielsweise in Friktionsfeldern, behandelt. Als Nähfadensystem können Folienfäden verwendet werden. Die auf diese Weise hergestellten Flächengebilde weisen sehr gute textilphysikalische Eigenschaften auf und besitzen auf Grund ihrer textlien Eigenschaften ein breites Anwendungsspektruin.To irradiate energies between 40 keV and 3 MeV. One or more films, preferably uniaxially stretched, are rich in energy Radiation irradiated and then needled by methods known per se. Undrawn, by known ones Process perforated foils are biaxially stretched and irradiated with electron beams. Done by the biaxial stretching In the webs remaining in the punched sheet-like structure, a preferably axial distortion, because longitudinal webs are only longitudinal forces and transverse webs are only able to absorb transverse forces. After the biaxial stretching, the fibrillability of the longitudinal and transverse webs by breaking down the "tensioned" intermolecular ones between the macromolecular chains (fiber fibrils) Bonds, in particular by exposure to high-energy rays, preferably electron beams, improved and the perforated film then mechanically, e.g. by frictional stress, "treated, whereby a splitting of the longitudinal and transverse webs are made in individual fibers. In this way, a perforated sheet-like structure with as much textiles as possible is obtained Properties that also relate in particular to the appearance of the surface structure. By means of a sewing machine known per se Instead of and / or in addition to the warp or weft thread systems, one or more, preferably uniaxially, are used Stretched foils are sewn with a sewing thread system and the foils before sewing or the flat structure after sewing by means of tin electron beams, preferably with one energy irradiated from 100 keV to 3 MeV and then treated mechanically, for example in friction fields. As a sewing thread system Foil threads can be used. The fabrics produced in this way have very good physical properties Properties and, due to their textile properties, have a wide range of applications.
Zweckmäßig ist es über den Querschnitt der Faser oder des Fadens oder des Flächengebildes unterschiedlich intensiv zu modifizieren. Monomere Substanzen, insbesondere Vinylverbindungen, werden auf die beim Bestrahlen durch Abbau der "verspannten" zwischenmolekularen Bindungen entstehenden Radikale aufgepfropft. DasIt is expedient to modify the cross-section of the fiber or the thread or the flat structure with different intensities. Monomeric substances, especially vinyl compounds, are affected by the breakdown of the "tense" intermolecular when irradiated Bonds resulting radicals grafted on. That
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Flächengebilde kann auch thermisch, beispielsweise mittels Heißluft, Heißwasser oder Sattdampf, behandelt werden.Flat structures can also be treated thermally, for example by means of hot air, hot water or saturated steam.
Nachstehend soll die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.In the following, the invention will be based on a few exemplary embodiments are explained in more detail.
Eine einaxial gereckte Folie aus Polypropylen mit einer Dicke von 50 Mm wird unter dem Scanner eines Elektronenbeschleunigers vorbeigeführt und dabei mit einer Dosis von 5 Mrad bestrahlt. Die absorbierte Energie v/ird vorzugsweise zu den verspannten, zwischen den orientierten Makromolekülen vorhandenen, Stellen geleitet und diese werden abgebaut, während die Makromoleküle selbst in ihrer Kettenlänge und damit die Festigkeit in Längs-(Reck-^Richtung unwesentlich beeinflußt werden. Man erhält auf diese Weise eine Folie, die bereits bei geringsten Kräften aufspleißt, wobei eine sehr hohe Faserfestigkeit beibehalten wird.A uniaxially stretched film made of polypropylene with a thickness of 50 µm is placed under the scanner of an electron accelerator passed and irradiated with a dose of 5 Mrad. The absorbed energy is preferentially to the tense, between the oriented macromolecules existing, passages and these are broken down, while the macromolecules even in their chain length and thus the strength in the longitudinal (stretching ^ direction are insignificantly influenced. In this way, a film is obtained that works even with the smallest of forces splices, maintaining a very high fiber strength will.
Eine einaxial gereckte Folie aus Polypropylen mit einer Dicke von 4-5 A*m wird in 1 cm breite Streifen geschnitten und diese Streifen werden unter dem Scanner eines Elektronenbeschleunigers kontinuierlich vorbeigeführt und dabei mit einer Dosis von 7 Mrad bestrahlt. Die bestrahlten Streifen lassen sich bereits mittels eines konischen Röhrchens spleißen, so daß man auf einer dem Röhrchen nachgeschalteten Aufspulvorrichtung Fäden aus Elementarfasern aufwinden kann. Die durch die Bestrahlung vorhandenen guten Spleißeigenschaften der Folienstreifen werden durch die in Tabelle 1 angegebenen Festigkeitseigenschaften charakterisiert.A uniaxially stretched film made of polypropylene with a thickness of 4-5 A * m is cut into 1 cm wide strips and these Strips are continuously passed under the scanner of an electron accelerator and with a dose of 7 Mrad irradiated. The irradiated strips can already be spliced by means of a conical tube, so that one The winding device downstream of the tube removes threads Can wind up elementary fibers. The good splicing properties of the film strips resulting from the irradiation are characterized by the strength properties given in Table 1.
(einaxial ge
recktStarting slide
(uniaxial ge
stretches
Reckrichtung (kp/cm)Tear strength in
Stretching direction (kp / cm)
zur Reckrichtung
(kp/cm)Vertical tear force
to the stretching direction
(kp / cm)
reits beim Einspan
nen in die Klemmen
des PrüfgerätesTest item breaks
already with the chipping
in the terminals
of the test device
Eine einaxial gereckte Folie aus Polypropylen mit einer Dicke von 50 * m wird unter dem Scanner eines Elektronenbeschleunigers kontinuierlich vorbeigeführt und dabei mit einer Dosis von 6 Mrad bestrahlt. Die absorbierte Energie wird vorzugsweise zu den verspannten, zwischen den orientierten Makromolekülen vorhandenen, Stellen geleitet und diese werden abgebaut, während die Makromoleküle selbst in ihrer Kettenlänge und damit die Festigkeit in Längsrichtung unwesentlich beeinflußt werden. Man erhält auf diese Weise eine Folie, die mittels eines Nadelbettes in Einzelfasern aufgelöst und dabei gleichzeitig zu einem Nadelvlies verarbeitet werden kann. Dieses Nadelvlies eignet sich insbesondere als Teppichboden.A uniaxially stretched film made of polypropylene with a thickness of 50 * m is placed under the scanner of an electron accelerator continuously passed and irradiated with a dose of 6 Mrad. The absorbed energy is preferably directed to the strained sites between the oriented macromolecules and these are broken down, while the macromolecules themselves in their chain length and thus the strength in the longitudinal direction are insignificantly influenced. In this way, a film is obtained which is split into individual fibers by means of a needle bed can be dissolved and at the same time processed into a needle punch. This needle felt is particularly suitable as carpeting.
Ein aus Polypropylenfolienbändchen hergestelltes Gewebe wird unter dem Scanner eines Elektronenbeschleunigers kontinuierlicbjvorbeigeführt und dabei mit einer Dosis von 5 Mrad bestrahlt. Man erhält auf diese Weise ein Gewebe, bei dem die als Kett- und Schußfadensystem dienenden Folienbändchen in Friktionsfeldern oder durch andere mechanische Beanspruchung in Einzelfasern aufgespleiß werden, wodurch ein besserer textiler Charakter des Gewebes erreicht wird.A fabric made of polypropylene film tape is continuously passed under the scanner of an electron accelerator and irradiated with a dose of 5 Mrad. In this way, a fabric is obtained in which the as a warp and weft thread system serving foil tapes in friction fields or by other mechanical stress be spliced into individual fibers, creating a better textile character of the fabric is achieved.
Eine Folie aus Polypropylen wird mittels Stanzmessern, die kleine Quadrate aus der Folie herausstanzen, perforiert und nach der Perforation biaxial gereckt. Die Dicke der perforierten Folie beträgt nach der Reckung 50/Mm. Die gereckte Folie wird nach dem Bestrahlen unter dem Scanner eines Elektronenbeschleunigers mit einer Dosis von 6 Mrad. in zwei Friktionsfeldern in Längs- und Querrichtung bearbeitet, wodurch ein Aufspleißen der Längs- und Querstege erfolgt und man ein Flächengebilde erhält, das als Gardine eingesetzt werden kann.A film made of polypropylene is perforated using punching knives, which punch small squares out of the film stretched biaxially after perforation. The thickness of the perforated film after stretching is 50 μm. The stretched film becomes after irradiation under the scanner of an electron accelerator with a dose of 6 Mrad. processed in two friction fields in the longitudinal and transverse directions, creating a The longitudinal and transverse webs are fanned out and one is one Obtained flat structure that can be used as a curtain.
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Beispiel 6Example 6
Eine Folie aus Polypropylen wird gemäß Beispiel 5 behandelt. Nach dem Aufspleißen der längs- und Querstege in zwei Friktionsfeldern wird das Flächengebilde kontinuierlich durch eine 20%ige Akrylsäurelösung geführt, wobei die Eontaktierungsdauer so groß gewählt wird, daß sich ein Pfropfgrad von 6 % ergibt. Nach dem Pfropfen wird das Flächengebilde gewaschen, um Restmonomeres zu entfernen. Man erhält auf diese Weise ein beispielsweise mit basischen Farbstoffen sehr gut färbbares neuartiges Flächengebilde. A polypropylene film is treated according to Example 5. After the longitudinal and transverse webs have been fanned out in two friction fields, the surface structure becomes continuously through a 20% Acrylic acid solution, the contact time being as follows is chosen to be large so that a degree of grafting of 6% results. To After the plug, the fabric is washed in order to remove residual monomer. In this way an example is obtained Novel sheetlike structure which can be dyed very easily with basic dyes.
Eine Folie aus Polypropylen wird gemäß Beispiel 5 behandelt, jedoch wird das perforierte Flächengebilde während der Bestrahlung von oben mit Heißluft und von unten mit Kaltluft beblasen . Dadurch erhält man über den Querschnitt einen unterschiedlichen Modifizierungsgrad. Nach dem Aufspleißen der Längs- und Querstege in zwei Friktionsfelder wird das Flächengebilde durch einen Heißlufttunnel geführt, wo durch den unterschiedlichen Schrumpf über den Faserquerschnitt die Längs- und Querstege voluminös werden.A film made of polypropylene is treated according to Example 5, but the perforated sheet-like structure becomes during the irradiation Blow hot air from above and cold air from below. This gives a different cross-section Degree of modification. After the longitudinal and transverse webs have been fanned out into two friction fields, the flat structure becomes guided through a hot air tunnel, where the longitudinal and transverse webs are created by the different shrinkage across the fiber cross-section become voluminous.
Zwei einaxial gereckte Folien aus Polypropylen mit einer Dicke von 50/Am werden unter dem Scanner eines Elektronenbeschleunigers mit einer Strahlleistung von 25 kW kontinuierlich mit Elektronen bis zu einer Dosis von 6 Mrad bestrahlt. Diese Folien werden einer Nähwirkmaschine an sich bekannter Bauart als Ke t— und Schußfadensystem vorgelegt und mittels eines Nähfadensystems aus Polyesterseide vernäht. Dabei tritt bereits beim Vernähen ein hinreichende*» Spleißeffekt auf, der durch eine sich anschließende Friktionsbehandlung verstärkt wird.Two uniaxially stretched sheets of polypropylene with a thickness of 50 μm are placed under the scanner of an electron accelerator irradiated continuously with electrons up to a dose of 6 Mrad with a beam power of 25 kW. These slides are a sewing machine known per se as Ke t- and weft thread system presented and by means of a sewing thread system Sewn from polyester silk. A sufficient * »splicing effect already occurs during sewing, which is caused by a subsequent Friction treatment is reinforced.
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