DE2633792A1

DE2633792A1 - Verfahren zur herstellung von bindfaden und aehnlichem sowie eine vorrichtung dazu

Info

Publication number: DE2633792A1
Application number: DE19762633792
Authority: DE
Inventors: Anthony Frank Aspin
Original assignee: PACORD Ltd; Francis Shaw and Co Manchester Ltd; ASPIN SHAW Ltd
Current assignee: PACORD Ltd; Francis Shaw and Co Manchester Ltd; ASPIN SHAW Ltd
Priority date: 1975-07-29
Filing date: 1976-07-28
Publication date: 1977-02-17
Also published as: JPS5253034A; CA1073168A; FR2319735A1; AU1634976A; AU501476B2; IT1066009B; US4091607A; GB1531734A; BR7604867A

Description

Verfahren zur Herstellung von Bindfäden und ähnlichem sowie eine Vorrichtung dazu

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bindfäden UND ÄHNLICHEM SOWIE EINE VORRICHTUNG DAZU.

Vor mehreren Jahren bestand erhebliches Interesse an der Herstellung VERSCHIEDENER ARTEN VON FaSERMATERIAL UNTER VERWENDUNG EINES molekular orientierten/ synthetischen/ thermoplastischen/ semikristallinen/ organischen und polymeren fllmes/ der im folgenden kurz "Film der beschriebenen Art" genannt wird. Grundsätzlich wird der Film in Längsrichtung gezogen/ worauf er sich in Fasern auflöst/ oder der Film ist bereits geeignet/ sich in Fasern aufzulösen/ und WIRD NACH DER MEHR ODER WENIGER ERFOLGTEN FaSERBILDUNG VERWENDET, UM NICHT GEWEBTE STOFFE/ STRICKE/ GARNE UND ÄHNLICHES HERZUSTELLEN. In einigen Verfahren wird der Film erhaben geprägt, um eine Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden/ zueinander parallelen Unterteilungen ZU SCHAFFEN/ WELCHE DIE FORMUNG ENDLOSER UND VONEINANDER GETRENNTER Fäden unterstützen.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, aus dem Film der beschriebenen art eine faserige strähne zu bilden/ welche für einen bestimmten endverbrauch sehr gute eigenschaften aufweist.

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Eine besondere Aufgabe der Erfindung ist es, preiswerteren Packerbindfaden ZU SCHAFFEN/ WELCHER EINE BESSERE VEREINIGUNG PHYSIKALISCHER Eigenschaften aufweist. Während vieler Jahre wurde Packerschnur AUS SlSAL HERGESTELLT, EINEM NATÜRLICHEN MATERIAL. DAS DIE übliche langwierige bearbeitung einschloss,aus der slsalpflanze die Fasern herauszulösen, welche für die Herstellung von Bindfaden GEEIGNET SIND. In NEUERER ZEIT IST PACKERBINDFADEN AUS PrOPYLENFILM DER BESCHRIEBENEN ART HERGESTELLT WORDEN. In JEDEM DIESER FÄLLE WURDE der Film gezogen, in Fasern unterteilt und verdrillt. In einem Falle, nämlich der Stiftefaserung, wurde die Unterteilung der Fasern nicht über den zustand hinaus forgesetzt, in welchem der fllm zu einem weitgehend untereinander verbundenen geflecht reduziert ist. Der damit hergestellte Bindfaden ist aber nicht fest genug, auch WENN DER FESTE HALT DER KNOTEN ANNEHMBAR IST. In EINEM ANDEREN FALLE wird der Film noch im heissen Zustande erhaben geprägt, um eine Vielzahl von in Längsrichtung einander parallelen Unterteilungen zu formen, DIE DURCM ABWECHSELNDE UND VERHÄLTNISMÄSSIG ZERBRECHLICHE, IN Längsrichtung einander parallele Teile miteinander verbunden sind. Durch darauf folgendes Ziehen und Zerfasern werden die erweiterten Teile voneinander gelöst und formen sozusagen eine Vielzahl von einzelnen Fäden, welche dann zusammengedreht werden. Der daraus sich ergebende bindfaden hat eine befriedigende zugfestigkeit, seine fäHIGKEITEN, feste Knoten zu bilden, sind aber nur gering. Was die Kosten anbelangt, so sind diese Fäden manchmal ausserstande, sich gegenüber si salb indfaden im wettbewerb zu behaupten.

Ganz allgemein betrachtet betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von faserigem Material aus einem Film der beschriebenen Art, welches als aufeinanderfolgende Einzelschritte umfasst, das erhabene Prägen des Filmes, während dieser noch heiss ist, um eine Vielzahl von in Längsrichtung einander parallelen erweiterten Unterteilungen ZU BILDEN, DIE DURCH ABWECHSELNDE UND VERHÄLTNISMÄSSIG ZERBRECHLICHE und in Längsrichtung einander parallel laufende Teile miteinander VERBUNDEN SIND, ANSCHLIESSEND DAS ZlEHEN UND SCHLIESSLICH das Zerfasern des Filmes. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Filmes während der erhabenen Prägung im wesentlichen NIEDRIGER IST ALS DIE HERKÖMMLICH ANGEWANDTE TEMPERATUR, ABER NICHT SO GERING IST, UM ANLASS ZU SPRÖDIGKEIT DES FlLMES UND

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FOLGLICH ZU DESSEN MECHANISCHEM ZERBRECHEN UNTER DEN BEANSPRUCHUNGEN des Herstellungsverfahrens zu geben.

Der Film besteht vorzugsweise weitestgehend oder ganz aus Polypropylen, WOBEI IN DIESEM FALLE DIE TEMPERATUR INNERHALB EINES Spielraumes von 6O⁰C bis 9O⁰C liegen mag, möglicher Weise innerhalb VON 8O⁰C BIS 9O⁰C UND VORZUGSWEISE UM DIE 8O⁰C. DAS SIND MINdestens 20°c weniger als die üblichen prägtemperaturen.

Ein solches Verfahren führt zu überraschenden Ergebnissen. Bei der Handhabung eines so behandelten Filmes wurde gefunden, dass dabei wohl eine Faserbildung auftritt und ein faseriges Material entsteht.

ES WURDE JEDOCH FESTGESTELLT, DASS DIE FaSERBILDUNG NUR EINEN BEGRENZTEN Umfang hat insoweit, als die erweiterten Teile nicht alle von einander getrennt sind, sondern dass da eine wesentliche anzahl von "Büscheln" vorhanden ist, welche eine verschiedene Zahl von erweiterten Teilen immer noch miteinander verbunden enthalten. Beim Gebrauch einer herkömmlichen Prägerolle mit beispielsweise zwanzig Furchen je Zentimeter, einem Polypropyleneιlm mit einer Dicke von etwa 0,20 mm und mit einer fllmtemperatur während der prägung von etwa 8o⁰c wurde eine neigung zur bildung von büscheln mit zwei bis fünf Einzelfasern wie auch einzelne Fasern festgestellt. Während die bevorzugte temperatur 8o⁰c war, so war doch die neigung zum praktischen gebrauch der temperaturen im bereich von 6o⁰c bis 9o⁰c VORHANDEN. WENN DAS FASERIGE MATERIAL GEDRILLT WURDE (DIE FaSER-BILDUNG KANN EINFACH DURCH DAS DRILLEN BEWIRKT WERDEN) ZU BEISPIELSWEISE einem Bindfaden, so war festzustellen, dass der Bindfaden überraschende eigenschaften gleichzeitig aufwies, nämlich eine hohe Festigkeit und eine ausgezeichnete Haltbarkeit und Wirksamkeit des Knotens. Da die Kosten des Produktes auch annehmbar niedrig gehalten WERDEN KÖNNEN, SO IST ES BESTENS GEEIGNET FÜR DEN GEBRAUCH ALS Bindematerial, gleichgültig, ob es nun von Hand oder von einer Maschine GEKNOTET WIRD.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung enthält daher ein Fasermaterial für die Herstellung von Bindfaden unter Verwendung eines Filmes beschriebenen Art, ob dabei nun einzelne oder ununterbrochene Fasern vorhanden sind oder nicht, einen wesentlichen Anteil an Büscheln, in denen zwei bis fünf nicht voneinander getrennte, im

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Entstehen begriffene Fasern zu finden sind/ welche bei der Prägung des Filmes gebildet wurden, Diese Büschel machen 90 1 und mehr des Materials aus.

Wenn auch noch nicht volle Klarheit darüber besteht/ welche Faktoren die Art und Weise steuern, auf welche die Büschel geformt werden, so ist es doch trotzdem möglich/ mindestens bis zu einem gewissen Grade die Natur der Büschel zu beeinflussen. So kann man z.b. durch passende änderungen der abmessungen jeder dritten furche zwischen den die prägung bewirkenden rollenfurchen ein grösse" RES ÜBERWIEGEN DER BÜSCHEL MIT DREI FASERN ERREICHEN. AUF DIESE WeI~ SE KÖNNEN DIE EIGENSCHAFTEN DES ENDPRODUKTES BEEINFLUSST WERDEN.

WAS ANDERE/ DAS HERSTELLUNGSVERFAHREN BEEINFLUSSENDE VERÄNDERLICHE ANBELANGT/ SO WIRD BEVORZUGT DER PrÄGEROLLENDRUCK AUF DERSELBEN HÖHE gehalten wie auf den herkömmlich durch rollen geprägten fllmstrassen, Dasselbe wird angewandt bei dem Streckverhältnis und der Streckofentemperatur. Die Filmstärke sollte vorzugsweise nicht weniger als 60 1 der Furchentiefe betragen.

Was die Verdrillung des Bindfadens angeht/ so hängt diese einmal von den endgültigen denier ab/ welche gewünscht werden. dle erfindung -bezieht sich grundsätzlich auf werte von 3 ooo bis zu 5o 000 denier. Je geringer die Denierzahl ist, desto grosser ist der Drill. Die Regel SIND ETWA RUND 25 BIS 40 UMDREHUNGEN JE METER, FÜR BEISPIELSWEISE 25 000 Denier werden etwa 32 Umdrehungen je Meter bevorzugt. Es IST AUSSERORDENTLICH BEQUEM/ DAS MATERIAL ENTSPRECHEND DEN ENDGÜLTIGEN Denier nach der Zeichnung zu schlitzen. Es ist allerdings festgestellt WORDEN/ DASS BEI HOHEN DENIER DIESE REGEL IN EINEM UNERWÜNSCHTEN Grade die quer laufende Molekularanordnung erhöht. In diesem Falle sollte der Film in schmälere Streifen unterteilt werden und es sollten 2 oder mehr fllme verwendet werden/ um den endgülTIGEN Bindfaden zu formen. Alle diese Merkmale beziehen sich auf Polypropylenfilme oder einen Film/ der mindestens 90 Volumenprozent aus Polypropylen besteht.

Im folgenden wird die Erfindung weiterhin in Verbindung mit der Herstellung von Packerbindfaden anhand von Beispielen unter Bezugnahme AUF DIE ANLIEGENDEN ZEICHNUNGEN BESCHRIEBEN. DARIN IST:

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Fig. 1 die schematische Darstellung einer Maschinenstrasse für die Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 2 Teil eines vergrösserten Querschnittes durch einen herkömmlichen PACKERBINDFADEN/ DER VON EINEM VORGEPRÄGTEN

Film der beschriebenen Art hergestellt wurde und

Fig. 3 Teil eines vergrösserten Querschnittes durch einen Packerbindfaden nach der Erfindung.

Zuerst bezugnehmend auf Fig. 1 besteht die Maschinenstrasse nacheinander aus einem Extruder 10 angepasst an eine den Film formende Düse 12, einem Wasserabschreckbad W, einer mit Rollen arbeitenden Prägeeinheit 16, einer Schneidvorrichtung 18, einem ersten . Rollendreieck 20, einem Heissluftofen 22, einem zweiten Rollendreieck 24 UND EINER AUFWICKELVORRICHTUNG 26. DlE LAUFRICHTUNG des Filmes ist durch eine mit Pfeilen versehenen Linie angedeutet.

Das Drillen wird vorwiegend in einem besonderen Arbeitsgang durchgeführt, BEISPIELSWEISE MITTELS EINER RlNGDRILLVORRICHTUNG.

ES FOLGEN NUNMEHR ZWEI BEISPIELE, WIE DIE MASCHINERIE VERWENDET WERDEN KANN, UM MATERIAL ZU ERZEUGEN, AUS WELCHEM DANN PaCKERBIND" FADEN HERGESTELLT WIRD.

Beispiel I:

Der Behälter des Extruders 10 hatte einen Durchmesser von 85 mm und eine Länge vom 25-fachen des Durchmessers. Der Schlitz der Düse 12 war 600 Millimeter lang, deren Lippen hatten einen Abstand von 0,635 Millimeter. Die Prägerollen der Einheit 16 hatten eine Breite von 50 cm mit etwa neunzehn Furchen je Zentimeter, DIE EINEN WlNKEL VON 55° EINSCHLOSSEN.

Die drei Heizbereiche der Extrudertrommel hatten eine Temperatur von 178⁰C, 19O⁰C und 21O⁰C, während die des Düsenanschlusses wie

AUCH DIE DER DÜSE BEI 230° ERHALTEN WURDEN. Es WURDE EINE EXTRUDER"

scHNECKENGEscHWiNDiGKEiT von 43 Umdrehungen je Minute gewählt. Der aus dem Extruder austretende Film hatte eine Dicke von ο,21 Millimeter. WAS DIE PrÄGEROL^ImWfi tä2ßl*ELAHGT. SO HATTEN DIE PrÄ-

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GEROLLEN 81⁰C. DER ANPRESSDRUCK WAR 170 KG BEZOGEN AUF DEN ZENTIMETER der Prägebreite und die Prägegeschwindigkeit war 10 Meter je Minute. Das Streckverhältnis bei den Rollendreiecken 20 und 24 war 10 zu 1 und die streckofentemperatur war 200°c.

Der gestreckte und geprägte Film/ durch die Schneidevorrichtung 18 in vier Bahnen von 20 000 Denier unterteilt, wurde aufgewik-KELT. Ein späteres Verdrillen auf einem Ringdriller mit 40 Umdrehungen je Minute, welcher die Zerfaserung des Filmes verursacht BZW. BEENDETE, ERGABEN EINEN PACKERBINDFADEN MIT EINER Reissfestigkeit von 5,2 Gramm je Denier und eine Packerdaumennormenfestigkeit von 58,4 %, Das heisst, die Zugkräfte, um den Knoten zu zerreissen, waren 58,4 % von der normalen Bruckfestig-KEiT des Bindfadens. Knoten, die in den Bindfaden angebracht wurden, ZEIGTEN KEINE UNERWÜNSCHTE NEIGUNG, SICH ZU VERFORMEN.

Beispiel II:

In diesem Ausführungsbeispiel waren die einzigen änderungen des Verfahrens gegenüber dem Beispiel I, dass die Dicke des aus dem Extruder austretenden Filmes 0,25 mm war, die Prägerollentemperatur 8O⁰C und die Streckofentemperatur 19O⁰C betrug. Von den Bändern HATTE DESWEGEN JEDES UNGEFÄHR 25" 000 DENIER. DlE DARAUS SICH ergebenden packerbindfäden hatten eine reissfestigkeit von 4,96 Gramm je Denier und eine Knotenwirksamkeit von 67,00 %. Wie im ersten Beispiel wetteifern auch diese Ergebnisse vielversprechend mit den herkömmlichen fllmzerfaserungsmethoden, die einen wesentLICH höheren Denierwert zeigen.

es sei nebenbei erwähnt, dass aufwickeln und verdrillen in beiden Ausführungsbeispielen ganz unerwartet einwandfrei vor sich gingen.

es ist hoch anzurechnen, dass die prägerollentemperaturen von 83⁰c UM MEHR ALS 2O⁰C NIEDRIGER SIND ALS BEI DEN NORMALEN PrÄGEROLLEN-

temperaturen.

Was die Figuren 2 und 3 anbelangt, so zeigen sie in stark vergrössERTEM Querschnitt einen typischen herkömmlichen Packerbindfaden, hergestellt aus durch rollen geprägten fllm und einen typischen Packerbindfaden hergestellt nach der Erfindung. Aus der zuerst ge-

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NANNTEN FlGUR IST KLAR ERSICHTLICH/ DASS PRAKTISCH ALLE ENTSTANDENEN Fäden A Einzelfäden sind* während in der zuletzt genannten Figur eine grosse Anzahl von Büscheln B mit zwei bis fünf nicht

UNTERTEILTEN UND NOCH IM ENTSTEHEN BEGRIFFENEN FÄDEN ZU FINDEN SIND.

Patentansprüche:

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Claims

PATENTANWALT DIPL.-ING. H. HAMMER^A^N, βϋΰΟ NÜRNBERG, SCHLEGELSTRASSE 25 arr betreifend: J? Datum: Seite: DPA. 2633792 26·7·76 * Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung faseriger Werkstoffe aus molekular orientiertem/ synthetischen/ thermoplastischen/ semi kristallinen/ organischen und polymeren fllmen/ wonach zuerst auf dem noch heissen fllm eine vielzahl von in längsrichtung einander parallelen/ verbreiterten teilen abwechselnd mit verhältnismassig zerbrechlichen/ in längsrichtung parallelen teilen aufgeprägt werden/ dann der fllm gezogen und schliesslich zerfasert wird/ dadurch gekennzeichnet/ dass die temperatur des fllmes während der prägung wesentlich niedriger ist als bei der herKÖMMLICHEN Prägung angewendet wird* aber nicht so niedrig, dass sie Anlass zum Brüchigwerden des Filmes bildet und demzufolge zum mechanischen bruch unter den während des herstellungsverfahrens vorhandenen beanspruchungen führt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, für die Verarbeitung des faserigen Werkstoffes zu Bindfaden bei Verwendung eines Materials, welches zum grössten teil oder ganz aus polypropylen besteht/ dadurch geKENNZEICHNET/ dass die Temperatur des Filmes während des Prägevorganges in den Grenzen von 6O⁰C bis 9O⁰C liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ dass die Temperatur des Filmes während des Prägens zwischen 8O⁰C und 9O⁰C liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ dass die Temperatur des Filmes während der Prägung 8O⁰C beträgt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis i\, dadurch gekennzeichnet/ dass die Dicke des Filmes nicht geringer als 60 % der Tiefe der geprägten Furchen ist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis S, dadurch gekennzeichnet, dass sich dem Verfahren eine Umwandlung des erhaltenen Materials in Bindfäden ANSCHLIESST.

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PATENTANWALT DIPL.-ING. H. HAMME3MANN, Γ-500 NÜRNBERG. SCHLEGELSTRASSE

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7. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von den furchen/ welche die prägewalzen aufweisen, jede dritte furche eine verbreiterung aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusammen mit einem Film verwendet wird, der ganz oder zum grössten Teil aus Polypropylen besteht, eine Dicke von etwa o,2 Millimeter aufweist und während der prägung eine temperatur von etwa 80°c BESITZT.

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