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Kohärenter länglicher Gegenstand
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Die Erfindung betrifft neue längliche bzw. in die Länge gezogene kohärente
Bikomponenten-Gegenstände und ihre Herstellung.
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Bikomponentenfasern sind bereits bekannt. Sie bestehen im allgemeinen
aus Fasern, die aus zwei verschiedenen Materialien zusammengesetzt sind, damit darin
eine Kräuselung erzielt wird, welche die Kräuselung von natürlichen Bikomponenten-Fasern,
z.B.
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von Wolle, nachahmen. Es sind auch nicht-kräuselnde symmetrische Bikomponentenfasern
bekannt, die aus einem Kern aus einem Material und aus einer Hülle aus einem anderen
Material bestehen.
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Weiterhin sind faserverstärkte thermoplastische Materialien gut bekannt.
Die Vorteile der Verstärkung mit Fasern sind um so größer,
Je enger
die Faserorientierung an die Richtung herankommt, in welcher normalerweise beim
Gebrauch des Gegenstandes eine Spannung angelegt wird. Gegenstände aus verstärkten
thermoplastischen Materialien sind bislang durch Verfahren hergestellt worden, die
nur eine relativ geringe oder überhaupt keine bevorzugte Orientierung der Faserverstärkung
ergeben. Diese Produkte haben im allgemeinen eine höhere Steife und höhere Erweichungstemperaturen
als Produkte, die aus den entsprechenden unverstärkten thermoplastischen Materialien
hergestellt worden sind. Diese Verbesserung spiegelt das Vorhandensein des Füllstoffes
wieder.
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Die weiteren Vorteile der Orientierung des faserartigen Materials
können Jedoch nicht realisiert werden, wenn man Formkörper aus verstärkten Thermoplasten
herstellt.
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Versuche, die günstigen Eigenschaften von verstärkten Thermoplasten
maximal zu verwerten, indem man diese Materialien zu orientierten Fäden verformt,
haben keinen Erfolg gezeigt. Bei der herkömmlichen Bildung von synthetischen Einzelfäden
geht man so vor, daß man den geschmolzenen Kunststoff extrudiert, anschließend durch
Abkühlen verfestigt und sodann den festen Faden verstreckt bzw. reckt. Es hat sich
gezeigt, daß diese Verfahrensweisen auf verstärkte thermoplastische Materialien
nicht anwendbar sind. Die herkömmlichen Extrudierungsverfahren für ungefüllte Thermoplasten
liefern nämlich nicht die glatte Oberfläche und die gleichförmige Gestalt, die für
den Verstreckungsvorgang erforderlich ist. Dazu kommt noch, daß solche Einzelfäden,
wie sie aus faserverstärkten Thermoplasten hergestellt werden können, nicht durch
die Heißverstreckungsverfahren orientiert werden können, wie sie bei der normalen
Herstellung von Einzelfäden angewendet werden. Die Einzelfäden aus dem verstärkten
Thermoplast brechen oder spalten sich nämlich während des Verstreckens zu Fäserchen
mit sehr niedrigen Längsabmessungen.
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Die großen Längsabmessungen, wie sie zum Erhalt von Fasereigenschaften
erforderlich sind, können nicht erhalten werden. Solche Einzelfäden, wie sie extrudiert
werden können, sind alle schwach und brüchig und sie sind für die gewerbliche Anwendbarkeit
nicht geeignet.
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Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Fasern mit Einschluß
von solchen aus verstärktem thermoplastischen Material durch Verstrecken bzw. Recken
gebildet werden können und daß neue Bikomponentenfasern zur Verfügung gestellt werden
können.
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Gegenstand der Erfindung ist eine neue symmetrische Bikomponentenfaser
oder ein anderer länglicher Gegenstand, die bzw. der aus einer Hülle aus unverstärktem
Polymermaterial besteht, welche einen Kern eines fasergefüllten Polymermaterials
umgibt.
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Die Faserverstärkung und die Hülle und Kernpolymeren sind in Längsrichtung
des Gegenstandes orientiert.
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Der erfindungsgemäße kohärente längliche Gegenstand kann in Form einer
Faser bzw. eines Fadens oder eines Bandes oder in einer beliebigen anderen geeigneten
Form vorliegen, bei der eine äußere Hülle einen verstärkten Kern umgibt. Die hierin
verwendete Bezeic,hnung "länglicher Gegenstand" soll beide Formen umschließen. Gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung liegt der Einzelfaden in Form einer Faser bzw.
eines Fadens vor. Die Faser bzw. der Faden kann Jede gewünschte Querschnittsgestalt
haben.
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Obgleich die Faser bzw. der Faden gewöhnlich kreisförmig ist, kann
sie bzw. er auch oval, elliptisch, dreieckig, quadratisch, länglich, rautenförmig
oder knochenförmig sein. Die Erfindung wird im folgenden hinsichtlich von Fasern
bzw. Fäden beschrieben, da es sich hierbei um eine bevorzugte AusfUhrungsform handelt.
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Die Fasern bzw. Fäden gemäß der Erfindung haben die erwarteten Eigenschaften
von verstreckten faserverstärkten thermoplastischen Materialien hinsichtlich der
Steife, der Festigkeit und der niedrigen thermischen Schrumpfung. Die Fasern bzw.
Fäden zeigen auch in ähnlicher Weise wie ein Draht die Neigung, Kräusel zu halten.
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Die Kräuselungseigenschaften können die Herstellung von gewebten Gegenständen
erleichtern, die normalerweise auf Webstühlen hergestellt werden, die zum Weben
von Metallen ausgebildet sind.
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Typische Beispiele hierfür sind Fourdrinier-Siebe für feuchtendige
Bekleidungen von Papierherstellungsmaschinen und FiltertU-chern. Die neuen Fasern
bzw. Fäden können auch zur Bildung von Seilen und Trossen, Reißverschlüssen und
zum Umsäumen und zur Verstärkung von Kautschukartikeln, z.B. Gurten und Reifen,
verwendet werden. Die Dimensionen der erhältlichen Fasern bzw. Fäden können für
einige Textilanwendungszwecke zu groß sein. Die Fasern bzw. Fäden können jedoch
für die meisten Polsterungszwekke geeignet sein, wo derzeit Mehrfachfäden mit großer
Garnzahl verwendet werden.
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Die Eigenschaften der neuen Fasern bzw. Fäden einschließlich die Abriebsbeständigkeit,
das spezifische Gewicht und das Aussehen können im weiten Ausmaß von einer Anzahl
von Faktoren variieren, beispielsweise von der Natur des Hüllenpolymeren, dem Mengenverhältnis
des Materials in der Hülle und dem Kern, der Füllstoffbeladung und der Füllstoffnatur
in dem Kern und den Bedingungen bei der Extrudierung und Orientierung der Fasern
bzw. Fäden.
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Eine Vielzahl von faserartigen bzw. fädenartigen Materialien kann
entweder allein oder in Kombination als Polymere in dem Kern verwendet werden, wobei
lediglich die Voraussetzung besteht,
daß das Polymere oder die Polymeren
und der Jeweilige Füllstoff unter Spannung verstreckt werden können, wenn sie von
einer Hülle umgeben sind und auf eine geeignete Temperatur für ein solches Verstrecken
erwärmt worden-sind. Das verwendete Polymere kann ein Polymeres aus einem endständig
ungesättigten Olefin, ein Copolymeres aus einem endständig ungesättigten Olefin
und einem anderen copolymerisierbaren Monomeren, ein Copolymeres aus zwei oder mebr
endständig ungesättigten Olefinen oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren von solchen
Polymeren oder Copolymeren sein. Insbesondere kann das Polymere Polypropylen oder
ein Copolymeres sein, das aus einem Gemisch von copolymerisierbaren Monomeren gebildet
worden ist, welches mindestens 50 Gew.-% Propylen enthält.
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Die Kernpolymeren können auch einen thermoplastischen Polyester enthalten,
der sich von einer Dicarbonsäure und einem zweiwertigen Alkohol mit mindestens 3
Kohlenstoffatomen ableitet. Insbesondere kann das Kernpolymere ein Polyester sein,
der sich von mindestens 85 Mol-% Terephthalsäure und einer anderen Dicarbonsäure
und mindestens 85 Mol-% 1,4-Butandiol ableitet.
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Beispiele für Kernmaterialien sind glasgefülltes Polypropylen oder
Poly(butylenterephthalat).
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Die Verstärkung des Kernpolymeren wird gewöhnlich durch Glas erhalten,
und zwar beispielsweise durch zerschnittene Stränge von E-Glas mit einem Nominaldurchmesser
von 1,27 x 10 3 cm, einer Länge von 3,175 bis 12,700 mm, einem Zugmodul von 0,70
x 106 kg/cmZ und einer Dichte von 2,56 g/cm3. Auch andere Gläser, z.B.
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S-Glas, und andere faserartige Füllstoffe, wie z.B. faserartige Formen
von Asbest, a-Aluminiunoxid,Berylliumoxid,Kohlenstoff, Graphit, Siliciumcarbid und
Stahldraht, können verwendet werden.
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Die Menge des Füllstoffs kann je nach der Natur des Füllstoffs, der
Natur des Kernpolymeren oder der Polymeren und der gewünschten Eigenschaften veit
variieren. Mengen im Überschuß über etwa 1% des Kernmaterials werden verwendet.
Im allgemeinen werden etwa 10 bis etwa 50 Gew.-% Füllstoff, bezogen auf das Kernpolymere,
verwendet.
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Das äußere Hüllenpolymere kann Jedes beliebige gewUnschte Polymermaterial
oder eine Kombination aus solchen Materialien sein, vorausgesetzt, daß das Hüllenmaterial
unter Spannung bei einer geeigneten Temperatur verstreckt werden kann und daß das
Hüllenmaterial an dem Kernmaterial während des Verstreckungsvorgangs haftet, nachdem
der Bikomponentenfaden extrudiert und verfestigt worden ist. Das äußere Hüllenmaterial
ist vom Verstärkungsmaterial frei oder im wesentlichen frei und enthält im allgemeinen
weniger als 1% teilchenförmige Stoffe.
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Alle beliebigen polymeren Materialien, wie sie oben zur Verwendung
für das Kernpolymere beschrieben worden sind, können auch als Hüllenpolymeres verwendet
werden. Polypropylen ist besonders gut als Hüllenpolymeres, und zwar insbesondere
mit einem Kern aus glasgefülltem Polypropylen, geeignet. Dieses bevorzugte Material
oder Modifizierungen mit anderen Füllstoffen im Polypropylenkern können ohne Fibrillierung
auf mindestens das 9-fache der Anfangslänge verstreckt bzw. gereckt werden.
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Das Verstärkungsmaterial des Kerns kann vor dem Vermischen mit dem
Kernpolymeren gewünschtenfalls einer Vorbehandlung unterworfen werden. Es können
die herkömmlichen Verleimungsmittel verwendet werden, die beim Vermengen von gefüllten
Polymermaterialien eingesetzt werden.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Aufriß eines Teils einer Spinnkopf-Strangpreßform,
die zur Bildung der neuen Fasern verwendet wird und Fig. 2 einen entlang der Linie
A-A der Figur 1 aufgenommenen Querschnitt der Strangpreßform.
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Die Strangpreßform 10 enthält eine erste Öffnung 12 zur Einführung
des geschmolzenen fasergefüllten Kernmaterials aus einem Extruder und eine zweite
Öffnung 14 zur Einführung des geschmolzenen Hüllenmaterials von einem gesonderten
Extruder. Die erste Öffnung 12 steht mit dem Stromaufwärtsende eines axialen Extrudierungskanals
16 in Verbindung, der an seinem Stromabwärtsende in einer Extrudierungsöffnung 18
endigt.
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Die zweite Öffnung 14 steht durch einen Beschickungskanal 20 und einen
koaxial umgebenden ringförmigen Hohlraum 22 mit dem Extrudierungskanal 16 in Verbindung.
Ein radialer Beschickungskanal 24 ist zwischen dem ringförmigen Hohlraum 22 und
dem Extrudierungskanal 16 für die Beschickung des geschmolzenen Hüllenmaterials
in den Extrudierungskanal 16 vorgesehen.
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Das fasergefüllte Kernmaterial und das Hüllenmaterial werden durch
die Öffnung 18 coextrudjert. Die resultierenden Fasern bzw. Fäden werden zum Verstrecken
abgekühlt.
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Kontrollventile oder dergleichen können vorgesehen sein, um die Fließgeschwindigkeit
des Kernmaterials und/oder des Hüllenmaterials zu der Strangpreßform 10 durch ihre
entsprechenden Fließöffnungen 12 und 14 zu kontrollieren. wodurch das Volumenverhältnis
von Hülle zu Kern auf den gewünschten Wert eingestellt werden kann.
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Glatte und gleichförmige Extrudate sind mit Spinnköpfen mit sehr großen
Abquetschfläche/Durchmesser-Verhältnissen in dem
Kernmaterial-Beschickungsstrom
16 von beispielsweise mehr als 40 : 1 im Vergleich von der herkömmlichen Grenze
von höchstens 4 : 1 erhältlich.
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Durch Anwendung des großen Abquetschfläche/Durchmesser-Verhältnisses
in dem Kernmaterial-Beschickungsstrom wird die Polymerschmelze einer sehr hohen
Gesamtscherspannung unterworfen und die Extrudierungsfehler von herkömmlichen ungefüllten
Materialien werden auf einen Minimalwert zurückgeführt. Weiterhin werden Polymerschmelzen
im allgemeinen gerade vor der Strangpreßformzusammenstellung filtriert. Durch diese
Filtration werden feste Verunreinigungen entfernt und der FluB durch die Öffnungen
in mehrlöcherigen Strangpreßformen wird aufgrund der Entstehung eines Rückdruckes
gleichmäßig gemacht. Solche Filterungseinrichtungen können naturgemäß bei fasergefüllten
Polymeren des Kerns nicht angewendet werden. Jedoch wird durch Anwendung eines langen
Spinnkopfes ein großer Druckabfall erzielt, der zn einem gleichförmigen Fluß des
Kernmaterials führt.
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Um die richtige Vereinigung des geschmolzenen Polymerstroms zu erhalten,
damit der gesonderte Kern und die Hülle eines gleichförmigen Fadens erhalten werden,
wird der Druckabfall durch die Strangpreßform-Abquetschflächen größer gehalten als
der Druckabfall entlang des Verteilungskanals in der Zusammenstellung.
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Ein typisches Verhältnis des Druckabfalls ist etwa 20 : 1.
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Nach der Extrudierung der gleichförmigen Fasern bzw. Fäden, bestehend
aus einem Polymerhüllenüberzug über einen fasergefüllten Kern, werden die Fasern
bzw. Fäden abgekühlt, wodurch in manchen Fällen steife Fasern bzw. Fäden erhalten
werden. Die abgekühlten Fasern bzw. Fäden werden orientiert, um eine gleichgerichtete
Faser- und Polymerorientierung in dem Kern und in der Hülle zu erhalten, indem die
Fasern bzw. Fäden in einem oder mehreren Öfen unter Verwendung einer kontrollierten
Temperatur
mit einem Strömungszähler für die turbulente Luft in
Faserrichtung gestreckt werden. Es kann auch Jede beliebige andere gewünscht Technik
angewendet werden.
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Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.
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Beispiel 1 Coextrudierte Fasern bzw. Fäden wurden aus klarem Polypropylen
(Shell 5520) als Hüllenmaterial und aus handelsüblichem schwarzen glasgefüllten
Polypropylen (Spritzgußsorte) als Kern hergestellt. Die Glasbeladung des Kerns betrug
etwa 20 Gew.-%. Die extrudierten Bikomponenten-Fasern bzw. -Fäden waren zwar glatt,
hatten Jedoch nur eine geringe Duktilität und Festigkeit.
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Dieses Material wurde bei einem Verstreckungsverhältnis von dem 9,7-fachen
in einem kleinen Ofen bei einer Lufttemperatur von 180°C orientiert. Die verstreckten
Endfasern bzw. -fäden hatten einen Gesamtdurchmesser von 0,802 mm und einen Kerndurchmesser
von 0,483 mm, wobei der Anteil des Kerns etwa 36% des Faservolumens betrug.
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Das Endprodukt hatte einen Anfangsmodul von 1180 kg/mm2 und eine Bruchfestigkeit
von 60 kg/mm2. Die Bruchdehnung der Fasern betrug 8%. Die Schrumpfung in siedendem
Wasser über einen Zeitraum von 15 min betrug nur 3,5%, obgleich der HerstellungsprozeB
keine Temperungsstufe enthielt.
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Beispiel 2 Coextrudierte Fäden wurden mit klarem Polypropylen (Shell
5520) als Hüllenmaterial und einem Gemisch, das das gleiche Polymere und 20 Gew.-%
zerschnittene E-Glasstränge enthielt, als Kernkomponente
hergestellt.
Dieses Material wurde bei einem Verstrekkungsverhältnis von 11,0 in einem Ofen orientiert,
bei dem turbulente Luft mit einer Temperatur von 152°C im Gegenstrom zu der Laufrichtung
der Fäden strömte. Der Durchmesser der orientierten Fäden betrug 20,3 x 10 3 cm.
Die Garnzahl betrug 287 g/9000 m Länge. Der Zugmodul betrug 91 g/den. Die Reißfestigkeit
und die Bruchdehnung betrugen 5,3 g/den bzw. 11%.
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Die Orientierung bei einem Verstreckungsverhältnis von 12 in dem gleichen
Ofen bei einer Lufttemperatur von 1600C lieferte Fäden mit einem Durchmesser von
19,05 xl0-3 cm und einer Garnzahl von 271. In diesem Fall betrug der Kerndurchmesser
15,75 x 10-3 cm.
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Der Modul, die Reißfestigkeit und die Bruchdehnung betrugen 103 g/den,
5,3 g/den bzw. 10%.
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Bei einem Verstreckungsverhältnis von 13 in dem Ofen mit einer Lufttemperatur
von 1690C wurden Fäden mit einem Durchmesser von 17,27 x 10-3 cm und einer Garnzahl
von 248 erhalten. In diesem Falle hatte der Kern einen Durchmesser von 14,99 x 10-3
cm. Der Modul, die Reißfestigkeit und die Bruchdehnung betrugen 110 g/ den, 5,4
g/den bzw. 9,5%.
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In ähnlicher Weise lieferte ein Verstreckungsverhältnis von 14 bei
den letztgenannten Bedingungen Fäden mit einem Modul von 116 g/den und einer Reißfestigkeit
von 5,8 g/den. Bei diesem Beispiel wurden die Fäden am Anfang bei Temperaturen der
Extruder- und Strangpreßzonen von 166 bis 2820C extrudiert, wobei von der Extruderformöffnung
in Richtung auf den Spinnkopf vorangeschritten wurde. Die extrudierten Fäden wurden
vor der Orientierungsstufe in kaltem Wasser abgeschreckt.
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Von W.C. Sheehan und T.B. Cole wurde in einer Arbeit auf Seite 2359
von Band 8 von "Journal of Applied Polymer Science n, veröffentlicht
im
Jahre 1964, berichtet, daß Fäden aus hochmolekularem Polypropylen, die zu einem
Verstreckungsverhältnis von 13 orientiert worden sind, Reißfestigkeiten von etwa
6 g/den und Moduli von etwa 25 g/den haben. Die erfindungsgemäßen gefüllten Einzelfäden
haben die erwartete Reißfestigkeit für das gegebene Verstreckungsverhältnis, Jedoch
liegen ihre Moduli erheblich höher, als für ungefülltes Polypropylen zu erwarten
ist.
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Beispiel 3 Coextrudierte Fäden wurden mit einer Hülle aus klarem Polypropylen
und einem Kern, der 20 Gew.-% oder 8 Vol.-% zerschnittene E-Glasstränge enthielt,
hergestellt. Die Fäden wurden zuerst zu einem Verstreckungsverhältnis von 8,4 in
einem Gegenstrom-Turbulenzluftofen mit einer Lufttemperatur von 1540C und sodann
zu einem weiteren Verstreckungsverhältnis von 1,43 in einem ähnlichen Ofen mit einer
Lufttemperatur von 1660C orientiert. Das Gesamtverstreckungsverhältnis betrug somit
12. Die fertigen Fäden hatten eine Garnzahl von 217. Der Modul, die Reißfestigkeit
und die Bruchdehnung betrugen 136 g/den, 6,2 g/den bzw. 9%.
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Bei einer Anfangsorientierung von dem 8,42-fachen der Ausgangslänge
der Fäden und bei einer Orientierung in der zweiten Stufe zu einem Verstreckungsverhältnis
von 1,07 betrug das Gesamtverstreckungsverhältnis 9,0. Die Endgarnzahl betrug 357.
Der Modul, die Reißfestigkeit und die Bruchdehnung der letztgenannten Fäden betrugen
87 g/den, 5,1 g/den bzw. 11%.
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Als nicht-eingeschränkte Längen dieser Fäden 15 5 min in siedendes
Wasser eingetaucht wurden, zogen sie sich zusammen, wodurch sie 5,1% ihrer ursprünglichen
Länge verloren. Nachfolgende Orientierungen bei Verstreckungsverhältnissen von 10
bzw. 0,9 ergaben
ein Gesamtverstreckungsverhältnis von 9 und es
wurden Fäden mit einer Garnzahl von 331 erhalten. In diesem Fall waren der Modul,
die Reißfestigkeit und die Bruchdehnung 84 g/den, 5,2 g/den bzw.
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13%. Die Schrumpfung in siedendem Wasser betrug jedoch nur 1,6%.
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Beispiel 4 Ein Einzelfaden mit einer konzentrischen Polypropylenhülle
und mit einem Kern wurde extrudiert und bei einem Verstreckungsverhältnis von 12,5
orientiert. Der Modul des Fadens mit 233 den betrug 135 g/den. Die Reißfestigkeit
betrug 7 g/den und die Bruchdehnung betrug 9%. In diesem Fall war der Kern mit 10
Gew.-% Talk gefüllt.
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Beispiel 5 Ein Faden mit einer Polypropylenhülle und einem Kern wurde
extrudiert, wobei sich in dem Kern 20 Gew.-% Glasfasern befanden.
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Die erhaltenen Fäden wurden abgekühlt und bei Bedingungen, wie sie
im wesentlichen in den vorstehenden Beispielen beschrieben wurden, auf die 13-fache
ursprüngliche Länge verstreckt. Die resultierenden Fäden mit einer Garnzahl von
227 hatten einen Modul von 113 g/den, eine Reißfestigkeit von 5,7 g/den und eine
Bruchdehnung von 11,5%. Die Fäden wurden sodann bei einem Verstreckungsverhältnis
von 1,36 weiterverstreckt, so daß die Endlänge der Fäden 17,7-mal so groß war, wie
die Länge der Fäden, wie sie sich nach der Eitrudierung verfestigten. Die so hergestellten
Fäden mit 166 den hatten einen Modul von 156 g/den, eine Reißfestigkeit von 5,8
g/den und eine Bruchdehnung von 7,5%.
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Trotz des sehr hohen Moduls waren die Fäden immer noch genügend ohne
Brechen verstreckbar, daß sie für viele Prozesse geeignet waren, z.B. zum Weben,
wodurch Fäden zu Flächengebilden verformt
werden. Die Schrumpfung
dieser Fäden in siedendem Wasser betrug nur 2,4% ihrer anfänglichen -cht-eingeschränkten
Länge, was die erhöhte thermische Stabilität veranschaulicht, die den Fäden durch
den verstärkten Kern verliehen wird. Bei 600C hatten diese Fäden einen Modul von
88 g/den und eine Reißfestigkeit von 3,8 g/den. Solche Eigenschaften bei dieser
Temperatur sind für Fäden charakteristisch, die mit relativ hohen Verstreckungsverhältnissen
aus Polyäthylenterephthalat)-polymeren mit hohem Molekulargewicht und mit erheblich
höheren Erweichungspunkten als Polypropylen hergestellt sind.
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Beispiel 6 Fäden mit konzentrischem Kern und Hülle wurden extrudiert,
bei denen die Hülle aus Poly(butylenterephthalat) und der Kern aus dem gleichen
Polymertyp mit einer 20 gew. -%igen Beladung von zerschnittenen E-Glassträngen bestand.
Die Zonen des Hüllenextruders wurden bei 204 bis 238QC ausgehend von der Öffnung
zu der Ubertragungsleitung in den Spinnkopf gehalten. Die Ubertragungsleitung selbst
wurde auf 2320C erhitzt. Die drei entsprechenden Temperaturen für den Kernextruder
betrugen 2040C, 2380C und 2540C, während der Spinnkopf selbst bei einer Temperatur
von 2600C gehalten wurde. Bei einer Anfangsliniengeschwindigkeit von 9,1 m/min wurden
die Fäden zweistufig auf ein Gesamtverstrekkungsverhältnis von 3,83 verstreckt.
Der Modul, die ReiSfestigkeit und die Bruchdehnung der verstreckten Fäden betrugen
27 g/den, 2 g/den bzw. 21%.
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Die erhaltenen Bikomponenten-Fäden hatten eine niedrigere thermische
Schrumpfung als herkömmliche Poly(butylenterephthalat) Fäden, die bei den gleichen
Bedingungen zu dem gleichen Ausmaß orientiert worden waren. Vermutlich spiegelt
sich das ziemlich
niedrige Gesamtverstreckungsverhältnis, das diesen
Fasern verliehen werden konnte, die besonderen Eigenschaften des Polymeren wieder,
das in diesem Falle als Matrix verwendet wurde. Die verstärkten Einzelfäden waren
gegenüber herkömmlichen Fäden des gleichen Polymertyps vorteilhaft, weil sie mehr
Todbiegungseigenschaften zeigten, da die Fäden nicht dazu neigten, nachdem sie einmal
gekräuselt waren, zurückzuspringen. Die verstärkten Fäden konnten ohne augenscheinliche
Beschädigungen verzwirnt oder wiederholt gebogen werden.
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Es wurde ein ähnlicher Versuch durchgeführt, wobei die Anfangsgeschwindigkeit
der extrudierten abgekühlten Fäden 18,3 m/min betrug. Die Ofen- und Spannungsbedingungen
wurden so eingestellt, daß bei einem zweistufigen Verstrecken eine Gesamtverstreckung
von dem 5-fachen erhalten wurde. Der Modul der Fäden betrug 30 g/den. Die Reißfestigkeit
betrug 2,8 g/den und die Bruchdehnung betrug 43%.
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Beispiel 7 Ein analoger Versuch wie im Beispiel 6 beschrieben, lieferte
Einzelfäden mit einer Hülle aus klarem Poly(butylenterephthalat) und einem Kern,
der 20 Gew.-% zerschnittene Glasstränge in einem Material enthielt, das aus 75 Gewichtsteilen
Polypropylen und 25 Gewichtsteilen Poly(butylenterephthalat) bestand. Das Gesamtverstreckungsverhältnis
war in diesem Falle das 4-fache. Die erhaltenen Fäden mit 840 den waren fest, flexibel
und gegenüber einem wiederholten Biegen beständig.
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Die nach den Verfahren der obigen Beispiele hergestellten Fäden waren
gegenüber einem Biegen und Verzwirnen sehr beständig. Während dieser Deformationsvorgänge
zeigten sich keine Anzeichen
für Fibrillierungen oder eine Trennung
von Kern und Hülle. Die Fäden konnten wie ein Draht gebogen werden und sie zeigten
eine erheblich geringere Elastizität als herkömmliche Monofilamente.
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Durch die Erfindung wird daher erstmals die Verwendung der potentiellen
Eigenschaften von verstreckten Fäden aus fasergefUllten thermoplastischen Materialien
ermöglicht, indem eine neue Bikomponenten-Faser- bzw. -Fadenstruktur zur Verfügung
gestellt wird.
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