DE2426302A1

DE2426302A1 - Verfahren zum recken einer geformten kunststoffolie

Info

Publication number: DE2426302A1
Application number: DE19742426302
Authority: DE
Inventors: Donald George Keith
Original assignee: ICI Australia Ltd
Current assignee: Orica Ltd
Priority date: 1973-05-29
Filing date: 1974-05-29
Publication date: 1975-01-02
Also published as: GB1464475A; JPS5027872A; ES426726A1; LU70168A1; CA1058363A; SE7407040L; SE405332B; IL44790A0; US4025601A; JPS5315192B2; DD116421A5; FR2231499A1; IL44790A; RO68490A; BR7404341D0; NL7407107A; FR2231499B1; DK260974A; CH578928A5; BE815708A

Description

PAIL ΗΤΑ Π WA IT I

DD.-I N G. H. Fl N CKE DIPL.-ING. H. BOHR DIPL.-ING. S. STAEGER

FtVnruf: '2ί 60 60

Telegramme: Claims München Pasm-heckkonio: München 27Ö44

Bankverbindung Beyer. Verc.ntbar.k Münuifcri, ,Kor.lo 62D404

_iAsw.N,. -3532 - Dr. K/H

B.:;i! in der Antwort angeben

Müllerjtraßo 31

29. Mal

Case I\o.

ICI AUSTRALIA LIMITED MeIbourne/AUSTRALIEN

"Verfahren zum Recken einer geformten Kunststoffolie"

PRIORITÄT: .29. Mai 1973 - AUSTRALIEN.

■χ·*-*

Die Erfindung bezieht sich auf die Orientierung einer Kunststoffolie durch kaltes Recken und auf die dabei erhaltenen Produkte.

Die Herstellung von Filmfasern ist in der Technik allgemein bekannt. Dabei wird zunächst ein geeigneter Kunststoff ilm kalt gereckt, so daß der Film entlang der Reckungsrichtung stark orientiert wird und schließlich in Bänder oder

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Fasern f!brilliert. Diese Technik ist vorzüglich in "Textiles from Film" Plastics Institute of Great Britain Conference July 1971 (zwei Bände) beschrieben.

Für viele Textilanwendungen ist es erwünscht, derartige Fasern zu bauschen, indem die gerade Form der Fasern systematisch verändert wird und diese veränderte Form fixiert wird. Die Fasern v/erden dabei gekräuselt, geringelt oder in Schleifen verformt, das sind'also geometrische Formen, die wie Federn unter Spannung geradegezogen v/erden können.

Filmfasern v/erden durch verschiedene Maßnahmen gebauscht, wie z.3. dadurch, daß man sie durch kämmende Zahnräder oder einen Stauchkräusler hindurchführt. Bei allen diesen bekannten Maßnahmen, wird das Bauschen von Filmfasern nach dem kalten Recken durchgeführt. Sie haben den Nachteil, daß die Fasern unter Spannung ihre Bauschigkeit verlieren und geradegezogen v/erden.

Es wurde nunmehr ein Verfahren zum kalten Recken einer geformten Kunststoffolie gefunden, welches gebauschte Filmfasern ergibt, die unter Spannung ihre Bauschigkeit nicht verlieren.

Gemäß der Erfindung wird also ein Verfahren zum kalten Recken einer geformten Kunststoffolie vorgeschlagen, welche eine Folge von im wesentlichen parallelen Reihen aus hohlen spitzen Vorsprüngen auf einer oder auf beiden Oberflächen aufweist, wobei bei den hohlen spitzen Vorsprüngen mindestens ein Teil des distalen Teils ihre Seiten einen "Winkel über 60° zur mittleren Ebene der Folien besitzt, bei welchem Verfahren die geformte Kunststoffolien entlang einer Achse in der Ebene der Folie im wesentlichen senkrecht zu den Reihen der hohlen Vor Sprünge kalt gereckt wird.

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Hit dein Ausdruck "spitz" wird hier ein Vorsprung gemeint, dessen Spitzenfläche klein ist im Vergleich zur Fläche der Basis des Vorsprungs. So kann die Spitze des Vorsprungs beispielsweise scharf, abgerundet oder sogar mit einer kleinen ebenen Fläche versehen sein. In einigen Fällen, wie es in Beispiel 8 beschrieben ist, können die Spitzen weiter vor dem Recken geformt werden.

Beim kalten Recken der geformten Kunststoffolie, wie sie oben definiert wird, wird das Material, welches in der mittleren Ebene der Folie liegt zusammen mit benachbarten Teilen der Folie, die in einem kleinen Winkel zur Ebene der Folie geneigt sind, gereckt, wobei jedoch das Material, welches in dem Teil des Vorsprungs liegt, der Seiten mit einen "Winkel über 6O° zur mittlere Ebene aufweist, einem kalten Recken widersteht, wobei die Enden der Vorsprünge bestehen bleiben und Barte in" den Bandfasern bilden.

Die genaue Form der hohlen spitzen Vorsprünge ist gemäß der Erfindung nicht kritisch, da immer mit Barten versehene Fasern erhalten werden. Jedoch werden die erhaltenen Fasern in Abhängigkeit von der genauen Form der Vorsprünge unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Vorzugsweise besitzt die Neigung des proximalen Teils der Seite der Vorsprünge einen kleineren Winkel zur mittleren Ebene der Folie als der distale Teil. Zweckmäßig besitzen die hohlen spitzen Vorsprünge die Form von Höckern. Mit "Höckern" sind unregelmäßige hohle Kegel mit konkaven Seiten gemeint. Die Vorsprünge können voneinander getrennt sein, aber es wird bevorzugt, daß die geformte Folie aus einer Reihe von ineinander übergehenden Höckern besteht, wobei nur kleine oder gar keine ungeformten Flächen dazwischenliegen.

Das Verhalten der geformten Folie beim kalten Recken hängt

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or.ipiinu.lich von dar Keimung der Hocker ab. Verhältnismäßig flache Hocker mit einer typischen durchschnittlichen Neigung von 30° oder v;eniger werden bein kalten Recken bei einm Reckverhältnis von 6:1 und darüber nahezu vollständig resorbiert, wobe-i dann im orientierten Film nur eine flache '"elligkeit festgestellt werden kann. Neigungen von Gt\-:a 45 werden bein kalten Recken bis zu 10 - 15 heruntergezogen. Steile Neigungen von 60 - 85° v/erden fast überhaupt nicht resorbiert. Diese Faktoren varieren mit der Temperaturj wobei die Höckerresorption bei einer wärmeren "Kaltrecktemperatur" größer ist als bei einer niedrigeren "Kaitrecktemperatur¹¹.

Die Abmessungen und die Form der "gehöckerten" Fäden, die durch das Verfahren erhalten werden, v/erden durch die Form, die Wandstärke und die Häufigkeit der Vorsprünge und durch die Temperatur und das Ausmaß des kalten Reckens bestimmt. Auf alle Fälle sollte der Teil des Höckers, der das kalte Recken überleben sollte, einen Winkel zur Filmebene von mehr als 60°, vorzugsweise mehr als 70°, aufweisen, während die Basis des Höckers einen Winkel von weniger als 60° besitzen sollte. Die Hocker v/erden normalerweise -auf der geformten Kunststoffolie in einer etwa regelmäßigen Anordnung, v/ie z.B. in einem quadratischen Gitter, vorhanden sein, wobei die Hocker entweder nach aufwärts und nach abwärts (wobei die Anzahl nicht unbedingt gleich sein muß) oder alle nach einer Richtung weisen können. Weiterhin müssen die Höckerachsen nicht unbedingt senkrecht zur Folienebene verlaufen, sondern sie kcmic-n geneigt sein. (Venn der Hocker geneigt ist, dann sollte der distale Teil der Seite des Höckers einen Winkel von weniger als 50° zur Achse des Höckers machen).

Der Vorläufer einheit sf ader, ist ein Streifen aus einer ge-

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formten Folien mit der Breite des Höckers und der Dicke, aus welcher der Hocker gezogen ist. Die Basisbreite des Hockers wird als die Breite der kreisförmigen Basis des Kofels genommen, der den Hocker einhüllt. Da in der Praxis die Breite des Höckers mehr als zweimal so groß sein muß als die Dicke des Materials, damit der Hocker gebildet werden kann, und da dieses Verhältnis meistens viel größer ist, ist der Vorläufereinheitsfaden ein Band, dessen Dicke und Breite typischerweise im Bereich fön 1:2 bis 1:10 liegt. -

Vor dem kalten Recken kann die geformte Kunststoffolie in-Uinheitsstreifen zerkleinert werden, oder es kann die gesamte Folie in einem Stück gereckt werden, wobei dann das abschließende Zerkleinern und Fibrillieren noch offen bleibt. Der Betrag der Reckung, der zum Zerkleinern oder Fibrillieren erforderlich ist, ist Fachleuten■in der Filmfaserherstellung allgemein bekannt. Wenn die geformte Kur.Gtstoffolie gereckt wird, dann findet das "Fließen" zunächst entweder an den flachen .Höckerflanken oder im unbearbeiteten Film zwischen den Höckern statt, worauf dann das Recken abläuft, bis die molekulare Orientierung den gewünschten Grad erreicht hat. Es hat sich aber herausgestellt, daß sogar bei einem sehr starken Recken durch das Recken die mit einem spitzen Winkel versehenen Bereiche der Hocker nicht erreicht werden können. Der Grund hierfür liegt darin, daß dieses Material weitgehend rechtwinklig zur Richtung der Spannung liegt. Dabei bildet sich in der Tat ein Ring oder eine Schlinge aus orientiertem Material rund um die Höckerbasis, welche verhindert, daß die Spannung den spitzwinkligen Teil des Höckers erreicht. Beim Recken wirkt der Hocker im Band als Loch mit "Starkem Flausch. - .

Da' die geformte Folie üblicherweise m-fach gereckt wird, worin m üblicherweise im Bereich von 4 bis 16 liegt, wird die

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Querschnittsfläche der Folie entsprechend verringert, was eine Breiten- und Dickenverringerung im Bereich von /4 bis /"16 ergibt. Uenn die Spitzen der Hocker der geformten Folie ctarkwandig sind- und wenn die Flanken der Hocker dünnwandig sind, dann führt das Recken entweder zum Reissen oder zu einem gereckten Faden sehr leichter Struktur mit verhältnismäßig massiven Höckern. Um einen strukturell wirksameren Faden zu erzielen, sollten die Hocker vorzugsweise in der Nähe der Spitze dünnwandiger und in der Nähe der Basis, wo die Flanken der Hocker eine geringere Neigung aufweisen, stärkerwandig sein. Dabei sollte der distale Teil der Hocker Seiten aufweisen, die im wesentlichen senkrecht zur Sbene der Folie liegen. Es ist erwünscht, eine gereckte "gehöckerte" Faser mit einem kontrollierten Hocker/ Faser-Gewichtsverhältnis herzustellen. Durch die Erzeugung leichter und steiler Hocker ist es leicht, ein Höcker/Faser-Yarnältnis von 10 ^o oder weniger zu erzielen. Die Höckerntlufir;keit in. vollgereckten Fasern unterliegt ebenfalls' Grenzen. Da die gereckte Faser zumindest teilweise ihren Ursprung in Höckerflanken hat, wird bei einer Längung um das m-fache gefunden, daß bei strukturell gut ausgewogene "gehöckerte" Fäden die Hocker in einem Mindestabstand von ungefähr 2 pm angeordnet sein können, worin ρ der Abstand zwischen den Höckerspitzen in der ungereckten Folie und m das Reckverhältnis ist.

Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Kunststofffolie kann durch irgendein bekanntes Verfahren geformt v/erden. Ein besonders brauchbares Verfahren ist in der BE-PS Nr. 792 077 beschrieben.·

Bei diessm Verfahren wird schmelzspinnbarer Kunststoff verwendet und wird die geformte Folie dadurch hergestellt, daß eine Folie aus dem thermoplastischen Material dadurch de-

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icri.-.iert vird, daß gegen eine Oberfläche des heissen Folien- ::.:itorials eine Folge von kalten Vorsprüngen gedrückt wird, ¹VDbGi gleichzeitig gegen die zweite Oberfläche der Folie eic ε Materials eine zweite Folge von kalten Vorsprüngen gedruckt v/ird, so daß die Folgen in solcher Weise ineinander eincirin^en, daß die Vorsprünge der zweiten Folge von den Vorsprüngen der ersten Folge um einen Abstand voneinander entfernt sind, der größer ist als die Dicke der Folie.

Schnelzspinnbare Kunststoffe sind z.B. Polyäthylen niedriger Dichte, Polyäthylen hoher Dichte, Polyäthylenterephthalat, 2iylon-6, Nylon-66, Nylon-610 und Polypropylen.

Das in der BE-PS Nr. 792 077 beschriebene Verfahren ergibt Kunststoffolien, welche Hocker auf einer oder auf "beiden Oberflächen aufweisen, wobei die Hocker eine geeignete Wandstärke besitzen. Die genauen Bedingungen, die zur Erzielung von geformten Folien erforderlich sind, die Höcker mit den gewünschten nahezu vertikalen Seiten aufweisen, können durch einfachen Versuch ermittelt werden, wie es in Beispiel 4 gezeigt ist.

Geformte Folien können auch durch eine "Abwandlung des "Verfahrens der BE-PS Hr. 792 077 «erhalten werden, bei welcher eine Folge von Vorsprüngen aus einer Folge von Nadeln besteht und die andere Folge von Vorsprüngen aus einer Folge von Röhrchen besteht, in deren Zentrum die Nadeln eindringen, so daß die Hocker gebildet werden. Die geformten Folien können auch durch das herkömmliche Verfahren der VakuuD.formung hergestellt werden, bei welchem eine Folie au.: deformiertem Kunststoff durch einen Druckunterschied £er,en eine Folge von Vorsprüngen gedrückt v/ird. Ein weiteres brauchbares Verfahren ist das übliche Formverfahren, bei welchem eine geschmolzene Kunststoffschicht direkt auf die liadelfoige gegossen wird.

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In der Technik der Faserhcrstellung ist es bekannt, den Vorlauferfilm zu gravieren, zu wellen, zu prägen oder mit Kerben zu versehen, wobei der Hauptzweck darin liegt, entweder das Fibrillieren in regelmäßige Stränge zu unterstützen oder Fibrillen mit einem anderen als einen rechteckigen Querschnitt zu erzeugen. Diese Techniken, bei denen verhältnismäßig flache, stabile Prägungen verwendet werden, unterscheiden sich ganz und gar vom erfindungsgemäßen Verfahren, bei welchem sehr tief gezogene hohle Vorsprünge verwendet werden. In der Vorprägetechnik wird alles Material gereckt, was im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Verfahren steht, bei welchem die Hocker ungereckt bleiben.

Das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Produkt wurde bisher noch nicht durch andere Verfahren hergestellt. Demgemäß wird auch eine f!brillierte oder unfibrillierte, kaltgereckte Kunststoffolie vorgeschlagen, die durch das erfinaungsgemäße Verfahren hergestellt worden ist. Das Ausmaß des kalten Reckens kann verändert v/erden. Die Folie kann kalt gereckt werden, bis Fibrillation eintritt, oder sie kann lediglich derart gereckt werden, daß sie eine für die Fibrillierung unzureichende Orientierung aufweist. Die gereckte Folie besteht in federn Fall aus einem orientierten Material, welches durch Vorsprünge, die unvollständig gereckt sind, "gezähnt" ist.

Dieses Band und daraus hergestellte Filmfasern verlieren unter Spannung ihre Eauschigkeit nicht, weshalb sie viele Anwendungen aufweisen, für welche Fasern, die durch ein in der Technik bekanntes Filmfaserverfahren hergestellt worden sind, nicht in Frage kommen.

Die Länder oder Fasern, die so hergestellt worden sind, besitzen Hocker oder Vorsprünge, die beim Gebrauch das Gleiten

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verhindern. Auf diese ¥eise hergestellte Fasern ergeben Garne oder Bündel mit einer hohen natürlichen Bauschigkeit. Daraus hergestellte Stapelgarne widerstehen einem Reissen unter Spannung, da der Schlupf zwischen den Fasern verhindert wird. Bei Verwendung dieser Bänder, Fasern und Garne oder bei Verwendung von vollständig oder teilweise daraus hergestellten Textilstoffen als Verstärkungen für Kunststoff schäume, Portland-Zement, Gips, thermisch härtenden Harzen und niedrigschmelzenden Legierungen findet eine Bindung aufgrund der Hocker statt, und zwar unabhängig von einer chemischen Haftung. Die erfindungsgemäßen Bänder oder Fasern bieten einen besonderen Vorteil bei zusammengesetzten Systemen, wobei eine physikalische Verschlingung sich aus der Wechselwirkung der Teile ergibt. Beispielsweise kann in mit Harz gebundenen granulären Strukturen, wie z.B. in einer Spanplatte oder in harzgebundenen, aus Brocken hergestellten Steinen, der durchschnittliche Abstand zwischen den Füllerteilchen Faserdurchmesser aufweisen, so daß die Hocker mechanisch festgehalten werden. Gleichfalls v/erden solche Fasern als untergeordnete Komponente von Teilchensystemen, die Zusammensitzcharakteristiken und den Schüttwinkel ändern. Solche Fasern werden auch gestampften Ton, Erde und ähnliche Systeme verstärken und sie gegen Erosion stabilisieren.

Gleichfalls v/erden solche Fasern oder Bänder ein starkes "Scharnier" für benachbarte gegossene Komponenten bilden. Solche Fasern können auch als "knotige" Träger für Waren oder Gegenstände dienen, die so gehängt v/erden können, daß sie an den Knoten einhaken.

Sin weiteres unerwartetes Merkmal der kaltgereckten Folien der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Vorsprünge als Fibrillationsstopper wirken und deshalb das Verfahren so

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ausgeführt werden kann, daß eine Bahn aus Fibrillen oder Bändern erhalten wird, die an den Vorsprüngen miteinander verbunden sind. Diese Art von Bahn besitzt die Eigenschaften eines Garns, hat aber den Vorteil, daß es billig und leicht herzustellen ist.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, näher erläutert.

Beispiel

Dieses nicht-erfindungsgemäße Beispiel erläutert die Herstellung einer geformten Kunststoffolie, die sich für das kalte Recken eignet.

Zwei quadratische Folgen von scharfen Nadeln wurden an einer leichten Handpresse befestigt, mit welcher die Teile unter entsprechender Ausrichtung zusammengebracht v/erden konnten. Die obere und die untere Folge waren so versetzt, daß jede Nadel der oberen Folge in das Zentrum eines Quadrats zwischen vier Nadeln der unteren Folge eindrang. Die Felgen waren also so versetzt, daß eine gleichförmige gegenseitige Eindringung stattfand.

Der Quadrateinheitsabstand in einer jeden Folge war 12,7 mm und die freie Nadelhöhe war 24,5 mm. Polyäthylenfilmproben, die in einem offenen Rahmen eingeklemmt waren, der aus mit Scharnieren verbundenen quadratischen Ringen bestand, wurden auf die Verformungstemperatur gebracht, indem sie in die Nachbarschaft einer Strahlungsheizplatte gehalten wurden, worauf sie dann rasch zwischen die Backen der Presse eingebracht wurden.

•"■o¹-

Die Raumtemperatur aufweisenden Nadelfolgen wurden unter · Druck gegeneinander geführt. Dabei wurden· Formlinge erhal-

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ten, die nach beide Seiten gehende Hocker aufwiesen. Es wurde gefunden,- dai3 ein Polyäthylenfilm mit einer Dicke von 0,15 bis 2,54 mm bis zu einer Tiefe von 25,4 mm gesogen v/erden konnte, so daß eine Oberflächenzunahme bis zu 900 % stattfand. Zur Erzielung bester Resultate wurde die Formung in 1 bis 2 Sekunden bis zu einer gegenseitigen Eindringung von 25,4 mm durchgeführt. Unter diesen Bedingungen zeigten die resultierenden, mit Höckern versehenen Proben, wenn sie sorgfältig durchgeschnitten wurden,, daß eine maximale Streckung im Mittelbereich stattgefunden hatte, während die Spitzen der Hocker praktisch ungeschwächt blieben. Ähnliche Resultate wurden bei Verwendung von Polypropylenfolien erhalten.

e i s ρ i e 1

Das Verfahren von Beispiel,1 wurde wiederholt, wobei jedoch eine Folge von feinen Nadeln verwendet wurden, die nur einen Abstand von 2,03 mm und eine Höhe von 10,16 mm aufwiesen. Dabei wurde eine fein-strukturierte mit Höckern versehene Folie erhalten, deren Textur an einen groben Samt erinnerte.

Beispiel ;>

Die mit Höckern versehenen Folien, die durch die Verfahren der Beispiele 1 und 2 hergestellt worden waren, wurden aus Polypropylen der verschiedensten Dicke hergestellt. Diese Folien wurden in einem Ofen auf eine Temperatur im Bereich von 120 bis 17O°C erhitzt und mit einer Geschwindigkeit von 0,92 bis 30,5 m/min in der Längsrichtung bis zum Zehnfachen gereckt.

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Beispiel 4

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung einer geformten Kunststoffolie, die 'sich für das Kaitrecleverfahren eignet. Die Vorrichtung zur Herstellung der Höcker wurde dadurch vorbereitet, daß zwei identische ebene Folgen scharfer ICadeln in einer Handpresse angeordnet wurden, wobei die obere und untere Folge so versetzt waren, daß jede Nadel der oberen Folge in das Zentrum eines Quadrats aus vier !Tadeln der unteren Folge eindrang. Die Folgen waren also so versetzt, daß eine gleichförmige Verzahnung erhalten wurde. Das Nadelmuster in jeder Folge bestand aus einem quadratischen Gitter, wobei eine Achse parallel zur Reckrichtung der Einheitsseite 2,54 mm betrug und wobei der Abstand der scharfen Nadeln 0,7^ mm betrug und ihre Länge 15,24 mm war.

Polypropylenfilmproben mit einer Dicke von 0,61 mm, die in einem offenen Rahmen eingespannt waren, der aus zwei mit Scharnieren verbundenen quadratischen Ringen bestand, v/urden auf die Verformungs temp era tür gebracht, indem sie in die Nähe einer Strahlungsheizplatte gebracht wurden, worauf sie dann rasch zwischen die Backen der Presse gebracht wurden, die so eingestellt v/aren, daß die Nadelfolgen 6,10 mm ineinander eindrangen. Mit Höckern versehene Bahnen wurden mit den verschiedensten Bedingungen hergestellt, und zwar wurden Produkte, bei denen die Nadeln Perforationen erzeugten, bis zu Produkten, bei denen die Höcker so stark waren, daß nur wenig Material in der neutralen Achse für das kalte Recken blieb, hergestellt. Es wurde gefunden, daß durch Erhöhung der Nadeltemperatur in einem Vorwärmeοfen, so daß die Nadeln eine Temperatur von 20 bis 40⁰C unter dem Erhärtungspunkt des Kunststoffs hatten, das Höckergewicht äußerst günstig eingestellt werden konnte und daß dadurch auch eine günstige Materialver-

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teilung erzielt wurde. Die Formungsgeschwindigkeit war ebenfalls wichtig. Gute Resultate v/urden dadurch erhalten, daß die Form mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 50,8 nun/sec geschlossen wurde.

Unter Bedingungen, welche diesen optimalen Bedingungen sehr nahe lagen, v/urden konkavseitige, im wesentlichen vertikal gespitzte Hocker erhalten, wobei die ursprüngliche Stärke des Kunststoffs an den Höckerflanken um 50 % verringert wurde. Die geformte Folie, die zwischen den Höckerreihen, in Streifen geschlitzt war, ergab beim anschliessenden kalten Recken bei 120⁰C und bei einem Reckverhält— nis von 12 Fäden mit ungefähr 90 Tex, die stabile Hocker in Abständen von ungefähr 15,24 mm aufwiesen. Es wurde festgestellt, daß solche Fäden an keiner bevorzugten Stelle in Bezug auf die-Knoten rissen. Die Resultate der Optimierungsversuche sind in der folgenden Tabelle zu sehen.

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TABELLE

Versuch
Nr.

Bedingungen der Herstellung der geformten Folie (Tiefe der Verformung in jedem Fall 7,62 mm) Bedingungen des kalten Rockens (in jedem Fall Reckverhältnis von 8)

Nadeltemp.

Or,

Verformung s ge schwindigkeit

mm/sec

Temperatur der Folie

Bemerkungen Temperatur der
Folie

Nachbehand lung

nach dem Recken

Bemerkungen

CO
OO
CO

1
2

25 50

75

508 508 508

220 220 220

.perforiert, Ver-.formungsgeschwindigkeit zu 'hoch !geformte Folie unbrauch-

,bar, da durchbohrt

5
6

25 50 75

254 254 254

220 220 220

Höckerspitze fest, ¹ Höckerwandungen

zu schwach, kein 'Material in den

Hökerflanken 120
120
120

nichts nichts nichts

Barte auf-)weisende Bän- ' 'der erhallten, aber

Barte sehr

schwach

7
8

25 50

75

127 127

127

220 Hocker zu blasig

220 besser, aber noch dünnwandig

220 akzeptabel 120
120

120

nichts nichts

nichts

)mit Barten )versehenes \Band, Barte (mittlerer 'Festigkeit

CJ) CO CD K)

TABELLE (Fortsetzung):

	Ver	Bedingungen dor Her	stellung	icr geformten Folie	Tempera	C	Bemerkungen	Bedingungen dos kalten Reckcm	rail Reckverhultn^ :.ϊ	Bemerkungen
	such	(Tiefe	der Verformung in jedem Fall 7,62 um)	tur der	220		(in jedem
	Nr, ■			Folie	220		von 8)	Nachbe
		Nadol-	Vorfor-	Q			Tempera	hand
		temp.	mungsge			tur der	lung
		⁰C	schwindig	220	Hocker zu schwer	Folie	nach dem	onb e ar b e i tb ar
			keit		verbessert	o_r	Recken	fasern rissen
			mm/sec				nichts ι	zwischen ,
	10	25	50,8			120	nichts ]	-lockern
O co	11	50	50,8	180	gut	120		bessere Faser
OO				180			]	festigkeit,
CD				180			nichts 1	gleichförmi
-ν. -	12	75	50,8			120		ger
O					gut			in jedem Fall
OO					besser			Fasern mit starken
				vorzpglich		in jeden	Barten
	13	50	38,1		120	Fall nach dem
	14	75	38,1		120	Recken
	15	90	38,1	120	fibril-
					liert

Beispiel 5

Ein ventilierbares quadratisches Gitter, welches in einem Winkel von 45° zur beabsichtigten Reckrichtung angeordnet war, wurde rrit scharf spitzigen Nadeln aus rostfreiem Stahl eines Durchmessers von 1,22 nun versehen und in eine Vakuumformmaschine eingesetzt. Die Quadrateinheit betrug 5,08 mm, und die Nadeln v/aren 0,76 mm lang. Eine teilv/eise gereckte Polyö-thylenterephthalatfolie mit einer Dicke von 0,76 mm Mxzrde auf Verformungsternperatur vorerhitzt und rasch über die Vakuumfom gespannt, worauf dann der Druck 1/2 Se··:, verringert wurde. Die auf einer Seite mit Höckern versehene Folie, die dabei erhalten wurde, wurde wieder erhitzt und zur Orientierung des Materials mit einem Verhältnis von 5 gereckt. Ähnliche Proben wurden unter einem Reckverhältnis von 10 aus Polypropylen hergestellt.

Beispiel

3in kalt gereckter, mit Höckern versehener Polypropylenfilm, der wie in den Beispielen 3 bis 5 hergestellt worden war, wurde mäßig gebogen und gekrempelt, um die natürlich Tendenz zum Fibrillieren zu verbessern. Es ■ wurde festgestellt, daß die Hocker als Fibrillationsstopper wirken und daß eine Spaltung zwischen den Höckerreihen besonders leicht stattfand. Wenn die Höckeranordnung zur Reckachse schräg war, wie es in Beispiel 5 der Fall war, ergab die Fibrillation eine Netzwerk-Struktur.

i s ρ i e 1 7

Sin Polyäthylenterephthalatfilm, der durch Blasextrusion hergestellt worden war und bereits teilweise biaxial orientiert war, wurde als Basis für Versuche verwendet. Die Folie .besaß eine Dicke von 1,52 mm. Die geformte Kunst-

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stoffolie wurde durch das allgemeine Verfahren von Beispiel 4 hergestellt, wobei die Hockeranordnung aus einem quadratischen Netzwerk bestand, wobei das Einheitsquadrat eine.Größe von 5,08 mm aufwies. Die Nadeln waren Chenille-Nähnadeln mit einer Länge von 38,10 mm. Solche Nadeln sind sehr scharf und schlank. Die Absicht war, den Einfluß eines extrem tiefen und vertikalen Formens zu untersuchen. Polyäthylenterephthalat eignete sich hierfür besonders. Es wurden Hocker mit einem Achsenverhältnis bis zu 8 hergestellt, d.h. daß die hohlen Vorsprünge achtmal so hoch waren, wie ihre Basis breit war.

Durch sorgefältige E>rperimentierung war es möglich, mit derart dicht angeordneten Höckern versehene Folien zu formen, aber es war nunmehr ein so hohes Verhältnis (annähernd 2:1) ihrer Masse in den Höckern vorhanden, so daß zwischen ihnen für das Recken nur wenig Material mehr vorhanden war. Eine verringerte Verformungsgeschwindigkeit und ein verringerter Temperaturunterschied zwischen der heissen Folie und der Nadelfolge ermöglichte es, die Situation zu verbessern, aber das gesamte Verfahren mußte nunmehr langsam unter kontrollierten Temperaturbedingungen in der Nähe des Schmelzpunkts der Kunststoffe ausgeführt werden. Aus dieser Arbeit konnte geschlossen werden, daß gute mit Barten versehene Fasern und mit ausgewogenen strukturellen Eigenschaften mit dicht aneinander angeordneten Höckern hergestellt werden können.

e i s ρ ie I

Hocker, und zwar insbesondere lange Hocker mit einem Achsenverhältnis von > 4, können vor oder' nach dem kalten Recken bearbeitet, werden, ohne daß die Festigkeit und die Gleichförmigkeit der Fasern beeinträchtigt wird. Bei den in Bei-

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spiel 7 beschriebenen Materialien war es möglich, Höckerspitzen zu entfernen oder Höckerspitzen heiß abzuflachen · oder Höckerspitzen an die Höckerspitzen einer benachbarten ausgerichteten Folie heiß anzuschweißen. Durch eine kontrollierte Erweichung und Formung war es außerdem möglich, die Höcker zu krümmen oder zu ringeln, wobei Haken und andere Formen entstanden. Diese Operationen änderten die Kaltreckbarkeit des mit Höckern versehenen Films insgesamt nicht, vorausgesetzt, daß diese Vorgänge auf den in den Spitzen liegenden Bereich der Höcker beschränkt waren. Gleichfalls wurde festgestellt, daß etwas stumpfe Nadeln lockere Höcker oder flache Spitzen an den Höckern ergaben, und obwohl durch den Verbrauch von mehr Folienmasse bei der Bildung breiterer Höckerspitzen die Materialverteilung verringert wurde, so konnten trotzdem brauchbare Produkte hergestellt werden.

PATENTANSPRÜCHE:

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Claims

P AT E N. T ANS P R Ü C H Ξ

Verfahren zum kalten Recken einer geformten Kunststofffolie, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kunststofffolie mit einer Folge im wesentlichen paralleler Reihen hohler spitzer Vorsprünge auf einer oder auf beiden Oberflächen kalt entlang einer Achse in der Ebene der Folie, die senkrecht zu den Reihen hohler. Vorsprünge verläuft, gereckt wird, wobei bei den hohlen spitzen Vorsprüngen mindestens ein Teil des ■ distalen Teils der Seiten einen Winkel von mehr als 60° zur mittleren Ebene der Folie aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Vorsprünge dis Form von hohlen Höckern aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der distale Teil der Seiten der hohlen spitzen Vorsprünge einen Winkel von mehr als 70° zur mittleren Ebene der Bahn auf v/eist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hocker in der Nähe der Spitze dünnwandig und in der Nähe der Basis verhältnismäßig dickwandig sind und daß der distale Teil der Hocker Seiten aufweist, die im v/esentlichen senkrecht zur Ebene der Bahn verlaufen. ■■ ' ·

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dai3 die geformte Folie aus ineinander übergehenden Höckern besteht.
S. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die geformte Kunststoffolie in einem Verhältnis von 4 bis 16 gereckt wird.
7. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Kunststofffolie aus Polyäthylen niedriger Dichte, Polyäthylen hoher Dichte, Polyäthylenterephthalat, Nylon-6, Kylcn-66, Nylon-610 oder Polypropylen besteht.

MTEHTAMWÄITB H. FINCK*. DtffL-We. HKMM Γ»«. -ING. Ϊ. STAKEB

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