DE2400941C2 - Folie aus thermoplastischem Werkstoff zum Herstellen netzartiger Bahnen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Folie aus thermoplastischem Werkstoff mit durch beldseitiges Prägen ausgebildeten, in einem regelmäßigen Muster angeordneten Bereichen verringerter Stärke, die durch Recken zu einer netzartigen Bahi formbar ist, wobei die Bereiche verringerter Stärke zu Löchern längs <:'ch kreuzender Linien aufreißen.

Beim Herstellen von Netzwerken ist es aus der US-PS 34 88 415 bekannt, durchlaufende, diagonale Nuten in einer bestimmten Richtung auf einer Seite einer Kunststoffolie und zusammenhängende, diagonal verlaufende Nuten in der entgegengesetzten Richtung auf der anderen Seite der Folie zu erzeugen, so daß dann, wenn das Flachmaterial In Richtung zweier Achsen gereckt wird, die dünneren Teile der Folie an den Kreuzungspunkten der Nuten aufgerissen werden und Öffnungen bilden, wodurch ein netzförmiges Erzeugnis erhalten wird. Diese bekannten Netzwerke weisen an den Kreuzungspunkten der Wulste Verdickungen auf, die sich nach Art gesonderter Verstärkungszonen verhalten, denn beim biaxialen Recken oder Ziehen der geprägten Folie unterliegen die Verdickungen an den Kreuzungspunkten der Wulste überhaupt keiner oder nur einer geringen Orientierung. Die Zug- und Reißfestigkeitseigenschaften eines solchen so Netzwerks sind relativ schlecht, da das Vorhandensein der praktisch nicht orientierten Verdickungen zu einer Verringerung der Zug- und Reißfestigkeit des so hergestellten Netzwerks führt, und außerdem ein solches Net/werk kein gleichmäßiges Aussehen hat.

Aus der US-PS 35 00 627 Ist es bekannt, ein Garn dadurch herzustellen, daß man auf einer Seite eines Kunststoffbandes mehrere parallele, zur Bildung von Fäden dienende Rippen und auf der anderen Seite mehrere zur Bildung von Fasern dienende Querrippen ausblldet, die jeweils unter einem spitzen Winkel zu den Fadenbildungsrippen verlaufen. Das so behandelte Band wird dann In Richtung einer einzigen Achse orientiert und auf mechanischem Wege mit Hilfe einer Zähne aufweisenden Vorrichtung zerfasert, um die zur Faserbildung dienenden Rippen zu unterteilen und ein Garn zu erzeugen, von dem aus sich Faserstücke In seitlicher Richtung erstrecken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Folie aus thermoplastischem Werkstoff, die als Ausgangsprodukt für die Herstellung eines Netzes, welches gegenober den bekannten vergleichbaren Produkten verbessert Ist, geeignet Ist, zu schaffen, welche durch beldseitiges Prägen in regelmäßigem Muster angeordnete Bereiche verringerter Stärke aufweist und weiche durch Recken zu einer netzartigen Bahn formbar ist, wobei die Bereiche verringerter Stärke zu Löchern oder Öffnungen längs sich kreuzender Linien aufreißen.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, die Mängel vorbekannter Netz- oder Gitterwerke zu vermeiden, die darin bestehen, daß die Längs- und Querfäden der Netz- oder Gitterwerke über ihre Länge betrachtet unterschiedliche Querschnitte und insbesondere an den Kreuzungspunkten Materlalanhaftungen aufweisen, die sich als unerwünschte Knoten bemerkbar machen. Somit sollen durch die Anwendung des erfindungsgemäß ausgebildeten Materials die Fäden des Netz- bzw. Gitterwerks nach entsprechender Reckung über ihre ganze Länge hinweg praktisch den gleichen Querschnitt aufweisen, wodurch dann auch der Festigkeitswert über ihre ganze Länge der Fäden hinweg Im wesentlichen den gleichen Wert aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, die Folie aus thermoplastischem Werkstoff in der Weise auszubilden, wie dies Im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben Ist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 2.

In den Fig. 1 bis 10 der Zeichnungen Ist der Gegenstand der Erfindung anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele dargestellt, welche nachstehend näher erläutert sind; es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Teils einer Vorrichtung zum Herstellen der erfindungsgemäß ausgebildeten Kunststoffolie;

Flg. 2 ein Teilstück der mit Hilfe der Vorrichtung nach Flg. 1 geprägten Folie;

Fig. 3 und 4 Teilstücke unterschiedlich ausgebildeter Folien, ähnlich derjenigen nach Fi p.. I;

Fig. 5 und 6 sowie Fig. 9 und 10 eine Ansicht der Oberseite bzw. der Unterseite eines Netzes, welches nach Recken der Folie nach Flg. 2 bzw. Fig. 8 erhalten worden ist;

Fig. 7 eine Prägevorrichtung, ähnlich derjenigen nach Fig. 1, und

Fi g. 8 ein Folienstück In einer abgewandelten Form.

Fl g. 9 eine Seite 2lnes Netzes, wie man es erhält, wenn man die Folie nach Fig. 8 reckt;

Fi g. 10 die andere Seite des Netzes nach Fi g. 9.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die Prägewalze 21 mehrere Nuten 22 auf, welche dazu dienen, einander parallele, querverlaufende Hauptrippen 23 (Flg. 2) in die sich bewegende Materlaibahn 24 aus einem thermoplastischen Kunststoff zu prägen, wobei die Rippen 23 durch Stege 25 von geringerer Stärke miteinander verbunden sind. Der Prägewalze 21 gegenüber ist eine zweite Prägewalze 26 mit mehreren ring- oder schraubenlinienförmigen Nuten 27 angeordnet, mittels welcher die andere Seite der Kunststoffbahn 24 mit zahlreichen In der Längsrichtung verlaufenden Rippen 28 versehen wird, die durch die Stege 30 von geringerer Stärke miteinander verbunden sind.

Es hat sich gezeigt, daß der zweckmäßigste Bereich des Verhältnisses zwischen dem Querschnitt der Hauptrippen und dem Querschnitt der Verbindungsrippen zwischen 1,5 : 1 und 100 : 1 liegt, wobei der Wert des Verhältnisses zwischen der Höhe der Hauptrippen und der Stärke der

sie verbindenden Stege mindestens 3:1 oder mehr betragt. Werden solche Bedingungen eingehalten, so Ist es nach dem Prägen möglich, das gerippte Material durch Ziehen und Orientleren zu einem Netz zu verarbeiten, das In gleichmäßigen Abständen verteilte Hauptfaden aufweist, die gleichmäßig und über Ihre ganze Länge orientiert sind und einen ziemlich gleichmäßigen Querschnitt haben. Bei zusammenhängenden Verbindungsrippen und Weiten des Querschnittsverhältnisses, die unter 1,5: I liegen, läßt sich eine gleichmäßige Orientierung der Hauptfäden nur bei speziellen Polymerisaten oder unter bestimmten Prägebedingungen oder bei Einhaltung besondeier Bedingungen erzielen, da ansonst die Gefahr besteht, daß unerwünschte Verdickungen an den Kreuzungspunkten entstehen.

Gemäß Fig. 2 umfaßt die Querschnittsfläche Al jeder Hauptrippe und die Querschnlttsflfiche Al jeder Verbindungsrippe auch den der Basis jeder dieser Rippen benachbarten Steg. Die Höhe der Hauptrippen isit mit 71 und die Stärke der die Hauptrippen verbindenden Stege mit Tl bezeichnet.

Die Rippen können die verschiedensten Querschnittsformen haben, z. B. eine halbrunde, rechteckig;;, drelekkige, trapezförmige oder jede beliebige andere Querschnittsform. Ferner können die Hauptrippen und die Verbindungsrippen die gleiche Form erhalten oder unterschiedlich gestaltet sein. Auch der Form und Größe der Nuten zwischen den Hauptrippen bzw. den Verbindungsrippen kommt keine besondere Bedeutung zu. Die Nuten können schmal sein, so daß zwischen den Rippen nur kleine Abstände vorhanden sind, oder sie können breit sein, so daß die Rippen durch größere Abstände getrennt sind. Ferner können zwischen den Verbindungsrippen größere Abstände vorhanden sein als zwischen den Hauptrippen oder umgekehrt. Die Größe der in dem netzförmigen Erzeugnis entstehenden Öffnungen kann in einem gewissen Ausmaß durch entsprechende Wahl der Abstände zwischen den Haupt- und Verbindungsrippen bestimmt werden.

Fig. 3 zeigt einen Teil einer geprägten Kunststoffbahn 36 mit mehreren Hauptrippen 37 auf der einen Seite und mehreren Verbindungsrippen 38 auf der anderen Seite, welch letztere im rechten Winkel zu den Hauptrippen 37 verlaufen. Zwischen den Hauptrippen 37 sind größere Abstände vorhanden als zwischen den Verbindungsrippen 38, und zwischen ihnen erstrecken sich relativ breite Stege 39 von geringerer Stärke. Zwistben den Verbindungsrippen 38 sind dagegen nahezu keine Stege vorhanden, jedoch befinden sich zwischen je zwei benachbarten Verbindungsrippen Zonen 40 von geringerer Stärke. Die von den Stegen 39 bis zum Scheitel der Hauptrippen 37 gemessene Höhe 41 der Hauptrippen Ist erheblich größer als die zwiscixn den Vertiefungen 40 und den Scheiteln der Verbindungsrippen 38 gemessene Höhe der Verbindungsrippen.

In Fig. 4 ist dagegen eine geprägte Kunststoffbahn 43 dargestellt, die mehrere eng aneinander liegende Hauptrippen 44 aufweist, welche sich auf der einen Seite der Bahn in einer bestimmten Richtung erstrecken sowie mehrere In Abständen verteilte Verbindungsrippen 46 auf der anderen Seite der Bahn, welche In einer anderen Richtung verlaufen. Zwischen den Hauptrippen 44 befinden sich Zonen 47 von geringerer Stärke, welche in diesem Fall sehr schmal sind, während die Stege 48 auf der Unterseite zwischen den Verbindungsrippen 46 relativ breit sind.

Die Hauptrippen können in Laufrichtung der Kunststoffbahn oder quer zu dl«..'.er. d. h. im rechten Winkel oder unter einem beliebigen Winkel zwischen diesen beiden Richtungen verlaufen. Erstrecken sich die Hauptrippen in der Maschinenrichtung oder quer 4azu, läßt sich das Orientieren der Hauptrippen in Richtung Ihrer Längsachsen leicht durchführen, z. B. mit Hilfe einer Ziehvorrichtung bekannter Art. Auch wenn die eingeprägten Rippen diagonal bzw. schräg zur Laufrichtung der Bahn verlaufen, ist es möglich, Vorrichtungen dergleichen Art zu benutzen, um die Rippen zu orientieren und ein Netz zu erzeugen. Sollen Hauptrippen in Richtung ihrer Längsachsen orientiert werden, die unter einem Winkel zur Maschinenrichtung verlaufen, Ist es in manchen Fällen zweckmäßig, eine mit linearer Bewegung arbeitende Ziehvorrichtung mit einem langen Ziehspalt zu benutzen, so daß sich beim Ziehen In der Bahnlaufrichtung die Stärke der Materialbahn verringern kann, damit die Hauptrippen im wesentlichen in Richtung ihrer Längsachsen orientiert werden. Wird das Material in dieser Weise gezogen, kann es zweckmäßig sein, vor dem Ziehen In Längsrichtung eine Orientierung quer zur Laufrichtung durchzuführen, indem ma- die Folienbahn durch einen Spannrahmen leitet.

Die Verbindungsrippen auf der Rückseite der Materialbahn sollen unter einem Winkel zu den Hauptrippen verlaufen, der in vielen Fällen zweckmäßig 90° beträgt, jedoch ai'ch einen anderen Wert haben kann. Man kann zwischen den Hauptrippen und den Verbindungsrippen jeden beliebigen Winkel wählen, der zwischen etwa 15° und 90° Hegt.

Wird die in Betracht kommende geprägte Kunststoffbahn, wie erwähnt, gezogen, werden die dünnen Flächen oder Häute, d. h. die Bereiche, wo sich die Stege 25 und 30 kreuzen, automatisch aufgerissen, so daß Öffnungen entstehen, wie dies Fig. 5 und 6 zeigen. Sowohl die Hauptrippen 23, welche die Hauptfäden 53 bilden, als auch die Verbindungsrippen 28, weiche die Verbindungsfäden 54 zwischen den Hauptfäden 53 bilden, sind durchgehend und gleichmäßig orientiert. Aus Fig. 6 ist zu erkennen, daß sich die Verbindungsfäden 54 fortlaufend bzw. ohne jede Unterbrechung quer zu den Hauptfäden 53 erstrecken.

Al-srnativ kann man die Verbindungsfäden 54 dort, wo sie die Hauptfäden 53 kreuzen würden, dadurch zum Verschwinden bringen, daß man entweder der, Prägevorgang so durchführt, daß an den betreffenden Stellen Vertiefungen entstehen, oder daß man für die Verbinc/ungsrippen eine Prägewalze 56 benutzt, die unterbrochene Verbindungsrippen 59 erzeugt, wie dies aus Fi g. 7 und 8 hervorgeht.

Mit Hilfe einer schematisch in Fig. 7 dargestellten Prägevorrichtung, die gegenüber derjenigen nach Fig. I geringfügig modifiziert ist, lassen sich Kunststoffbahnen herstellen, von welchen ein Teilstück aus Fig. 8 hervorgeht. BfM diesen Kunststoffbahnen sind die Verblndungsrippen 59 und die Hauptrippen 61 nicht durchlaufend angeordnet, sondern Im Bereich 60 oberhalb dnr Hauptrippen 61 im Querschnitt verringert bzw. unterbrochen. Um eine derartige Profilierung der Kunststoffbahn zu erhalten, befinden sich In der Walze 62 Ringnuten 64 zur Bildung der Haupt ippen 61. Die mit der Walze 62 zusammenarbeitende Walze 63 weist Längsrillen 66 auf, die Infolge von Stegen 68 in Teilstücke unterteil' sind. Kunststoffbahnen dieser Art führen nach .;ntsprechendem Recken zu netzförmigen Erzeugnissen hoher Festigkelt, bei welchen die Hauptrippen vollständig und gleichmäßig orientiert sind.

Die Fig. 9 und 10 zeigen die Oberseite bzw. die Unierseite eines Teils eines Kunststoffnetzes, welches aus

einer Folie nach Fig. 8 hergestellt worden ist. Man erkennt, daß sich die Hauptfäden 71 beim Ziehen etwas abflachen, und daß die Verbindungsfäden 72 an Ihren Enden in die Hauptfäden 71 übergehen, wobei sie sich nicht über die Hauptfäden 71 hinweg erstrecken.

Zu den Folienwerkstoffen, aus denen die in Betracht kommenden Netze und Garne herstellbar sind, gehören alle thermoplastischen Fäden bildende Polymerisate, insbesondere Polyäthylen, Polypropylen-Homopolymerlsate. regellose Mischpolymerisate von Propylen, die bis zu 10% eines anderen Olefins enthalten, Block-Mischpolymerisate von Propylen, die bis zu 25"t. eines anderen Olefins enthalten. Nylon 6. Nylon 66. Polyäthylenterephthnlat. thermoplastische Polyester von hohem Molekulargewicht sowie Vlnylpolymerlsale. z. B. Polyvinylchlorid. Ferner ist es möglich, konjugierte oder Zweikomponenten-Kunststoffe zu Folienbahnen zu verarbeiten, hol denen zwei oder mehr verschiedene Polymerisate gemeinsam derart extrudiert werden, daß geschichtete Bahnen entstehen. Auch kann man zwei Folienbahnen aus unterschiedlichen Werkstoffen miteinander verbinden und dann durch Prägen weiterverarbeiten.

Beispiel

FiIn Propylen-I homopolymerisat und ein regelloses Mischpolymerisat von Propylen mit Äthylen, das 2.5ά Äthylen enthielt und den gleichen Schmelzindex aufwies, wurden gemeinsam bei etwa 24O^e C durch eine Schlitzdüse extrudien um eine konjugierte Folienbahn zu erzeugen, bei der die Dicke des Homopolymerisates 75% der Dicke der Bahn entsprach. Die Schlitzdüse haue eine Öffnungsweite von etwa 0.38 mm. Die Folienb-ihn wurde dem Walzenspalt zwischen zwei Prägewalzen zugeführt, von denen die eine einen Durchmesser von etwa 100 mm und die andere einen Durchmesser von etwa 76 mm hatte; beide Walzen hatten eine Länge von etwa 330 mm. Die eine Walze besaß sin Prägemuster, das aus mehreren Nuten bestand, die in Umfangsrichtung der Walze verliefen, wobei je Zentimeter Walzenbreite etwa 19 Nuten vorhanden waren. Die Walze wurde gekühlt und auf einer Temperatur von ca. 70° C gehalten. Die andere Walze besaß ein Muster aus achsparallelen geraden Nuten, wobei je Zentimeter etwa 44 Nuten vorhanden waren. Diese Walze hatte eine Temperatur von e'wa 60" C. Das plastische Folienmaterial wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 4.6 m/min zwischen den beiden Walzen hindurchgeleitet und umschlang die mit 19 Nuten je Zentimeter versehene Walze über einen Winkelbereich von 180". Die aus dem Homopolymerisat bestehende Seite des konjugierten Folienmaterials stand In Berührung mit der 19 Nuten je Zentimeter aufweisenden Walze. Die geprägte Folienbahn wies auf der einen Seite je Zentimeter 19 In der Längsrichtung verlaufende Hauptrippen auf, die durch Nuten mit einer Breite von etwa 0.254 mm getrennt waren. Auf der anderen Seite

ίο des Folienmaterials wurden durchlaufende Verbindungsrippen in einer Anzahl von etwa 44 Rippen je Zentimeter erzeugt, wobei die·»" Rippen durch Nuten mit einer Breite von etwa 0.127 nur, getrennt waren. Die größte Dicke der Folienbahn betrug etwa 0,38 mm. Das Verhältnis /wisehen dem Querschnitt der Hauptrippen und dem Querschnitt der Verbindungsrippen betrug etwa 2:1. und das Verhältnis zwischen der Höhe der Hauptrippen und der Dicke der Stege /wischen den Hauptrippen belief sich auf etwa 8:1

Die geprägte Folienbahn wurde einer Spannrahnienvorrlchtung, die mit Hilfe von umgewälzter Luft auf 110 C aufgeheizt war. mit einer Geschwindigkeit von etwa 6.1 m/min zugeführt und auf das Doppelte der ursprünglichen Breite gereckt. Hierbei öffnete sich die Folienbahn zu einem gleichmäßigen Netzwerk, d. h. die Nuten /wischen den Hauptrippen wurden zu Öffnungen, durch die hindurch sich die orientierten Verbindungsfäden ers'"eckten, und zwischen den Hauptrippen waren jetzt Abstände von etwa 0.75 mm vorhanden. Danach

so wurde die Folienbahn in Lauf- bzw. Längsrichtung gereckt. Hierbei wurde die Folienbahn mit einer Geschwindigkeit von etwa 4,6 m/min zugeführt und mit einer Geschwindigkeit von etwa 32 m/mln abgezogen, so daß sie auf das siebenfache ihrer ursprünglichen Länge gestreckt wurde.

Das so erzeugte Netz hatte ein Gewicht von 10,9 g/m². Die gleichmäßig orientierten Hauptfäden hatten einen Titer von etwa 45 dtex. Das Netz hatte in Längsrichtung eine Reißfestigkeit von 19.64 · I0~' kg/cm und eine Dehnbarkeit von 12v In Querrichtung betrug die Festigkeit etwa 3.4- 10 ' kg/cm und die Dehnbarkeit 12V Bei Durchführung der Kantenreißmethode nach Finch (ASTM D-827) wurde ein Wert von 13,6 kg erhalten, was beweist, daß das Netz in Querrichtung äußerst reißfest war.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Föne aus thermoplastischem Werkstoff mit durch beidseltiges Prägen ausgebildeten, in einem regelmäßigen Muster angeordneten Bereichen verringerter Stärke, die durch Recken zu einer netzartigen Bahn formbar Ist, wobei die Bereiche verringerter Stärke zu Löchern längs sich kreuzender Linien aufreißen, dadurch gekennzeichnet, daß auf der to einen Seite der Folie In einer Richtung verlaufende Hauptrippen und auf der anderen Seite der Folie quer zu diesen verlaufende Querrippen angeordnet sind, und daß das Verhältnis der Querschnittsflächen von Hauptrippen und Querrippen größer als 1,5 Ist und die Höhe der Hauptrippen wenigstens dreimal so groß Ist wie die Querrippen.

2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrippen im Bereich der Kreuzungsstellen einen geringeren Querschnitt aufweisen als zwischen den Kreuzungssteilen.