DE2714190A1

DE2714190A1 - Netzfoermige bahn

Info

Publication number: DE2714190A1
Application number: DE19772714190
Authority: DE
Inventors: Chia-Seng Liu
Original assignee: Hercules LLC
Current assignee: Hercules LLC
Priority date: 1976-04-08
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1977-10-20
Also published as: FR2347171A1; AU2407977A; FR2347171B1; GB1544608A; AU502499B2; SE7703990L; DE7710067U1; BR7702246A; NO771220L; JPS52124984A; CA1080419A; IT1078040B

Description

Au· der OS-PS 33 86 876 ist «ine thermoplastische, netzförmige Bahn bekannt, di· au* Fäden runden oder ovalen Querschnitts besteht, die sieh gegenseitig Uberkreuzen, wobei an den Kreuzungsstellen das Material nicht orientiert ist und die Bahn dicker als die Stege ist* Wegen der Ungleiehförmigkelt der Bahnstärke und der geringen Festigkeit aufgrund der fehlenden Orientierung an den dickeren Stellen kann eine solche Bahn nicht als Verstärkung beispielsweise für Papier verwendet

werden« t

Ans der US-PS 36 66 6O9 i«t eine netzförmige thermoplastische Bahn bekannt, bei der die Stege ebenfalls runden oder ovalen Querschnitt aufweisen· Diese Querschnittsform maoht die Bahn in unerwünschter Veise steif. Weiterhin ist aus der US-PS 33 65 352 eine netzförmige Bahn bekannt, bei der sich die Stege zueinander diagonal erstrecken, was die Bahn als Verstärkungseinlage wiederum ungeeignet macht»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine netzförmige Bahn gleichmäßiger Dicke aus einem thermoplastischen Material anzugeben, die eine hohe Festigkeit aufweist, sioh weich anfühlt und als Verstärkungseinlage geeignet ist«

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst« Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung einer solchen Bahn ist Gegenstand des Patentanspruchs k₉ Veiter· blldungen der Erfindung sind In den Unteransprüohen gekennzeichnet«

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Die relative Steifigkeit oder umgekehrt die Geschmeidigkeit einer netzförmigen Bahn hängt in der Hauptsache von der Querschnittsform der die Netsstruktur bildenden Stege ab« Für ein gegebenes Gewicht und einen vorgegebenen Abstand zwischen den Stegen kann die Geschmeidigkeit eines bestimmten thermoplastischen netzförmigen Gebildes duroh das Biegemodul seiner Stege angegeben werden» Je niedriger dies ist, umso geschmeidiger ist die Bahn. Das Biegemodul D eines Steges von rechteckigem Querschnitt läßt sich wie folgt angeben t

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wobei w die Breite des Steges, t seine Dicke (Höhe) und E das Dehnungsmodul des Stegmaterials ist« Die Formel zeigt klar, daß die Stegdicke einen größeren Einfluß auf die Geschmeidigkeit aufweist als die Stegbreite· Eine Bahn mit Stegen von rechteckigem Querschnitt, deren Breite größer ist als deren Dicke, ist daher geschmeidiger als eine Bahn mit Stegen kreisförmigen oder quadratischen Querschnitts aus dem gleichen Material bei gleichem Flächengewicht.

Durch die Orientierung der Stege erhält die Bahn die gewünschte Festigkeit« Unter Orientierung wird hier eine molekulare Orientierung des Materials verstanden« Diese Orientierung erhält man aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bahn, wonach die Bahn, die beispielsweise aus einem Polypropylenfilm besteht, bei einer Temperatur zwischen 100° C und ~\kO° C in Richtung der Stege verstreokt wird. Für andere Materialien sind selbstverständlich die angewendeten Temperaturen entsprechend zu ändern«

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Die Ablauffolge beim Verstrecken der Filmbahn ist nicht kritisch· Das Verstrecken in Laufrichtung der Bahn kann vor oder zugleich mit der Verstreckung in Querrichtung erfolgen«, Es hat sich jedoch als günstig erwiesen, wenn man die Bahn mit Hilfe einer Spannmaschine erst in Querrichtung verstreckt, bevor man sie mit Hilfe von Streckwalzen in Längsrichtung verstreckt.

Die Größe, die Form und der gegenseitige Abstand der Löcher in dem thermoplastischen Polymerfilm, aus welchem die erfindungsgemäße Bahn hergestellt wird, sind wichtig zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften der Bahn, d.h_o zur Erzielung einer vorgegebenen Geschmeidigkeit und einem hohen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht« Die Löcher können durch Stanzen, Bohren oder zugleich mit dem Sohmelzextrudieren der Filmbahn oder durch andere geeignete Verfahren an ihr angebracht werden,

Als Material verwendet man leicht orientierbare thermoplastische Polymere, wie Polyolefine, Polyester, Polyamide, Äthylen-Vinylacetat -Copolymere Uedgl. , Besonders vorteilhaft sind Homopolymere und Copolymere von Olefinen, da diese sehr billig sind und sioh leicht verarbeiten lassen«

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden« Es zeigt ι

Fig« 1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus einem unverstreckten thermoplastischen Polymerfilm, der bereits perforiert ist;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 von Fig_e 1, und

Fig« 3 eine isometrische Darstellung eines Ausschnitts aus einer erfindungsgemäßen verstreckten Bahn«

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Die Filmbahn gemäß Flg. 1 besteht aus einem unverstreckten Film a aus thermoplastischem polymerem Material mit einer Serie von hineingestanzten runden Löchern c. Die Locher weisen alle den gleichen Durchmesser d und gleiche gegenseitige Abstände b auf, d.h_o sie sind in einem quadratischen netzförmigen Muster angeordnet.

Das Querschnittsbild der Filmbahn zeigt gemäß Fig. 2 die Dicke t des Films a im Verhältnis zum Durchmesser der Löcher d und des geringsten Abstandes b zwischen den Rändern benachbarter Löcher c«

Die isometrische Darstellung nach Fig. 3 zeigt die in unterschiedlichen Richtungen verlaufenden Sätze orientierter, Im wesentlichen parallel zueinander verlaufender flacher Stege f, deren Breite w wenigstens 1,5 mal so groß ist wie ihre Dicke t...

Aufgrund seiner Geschmeidigkeit und des hohen Verhältnisses von Festigkeit zu Flächengewicht kann die erfindungsgemäße Bahn eine vielfältige Anwendung finden, z.B. als Verstärkungseinlage in Papier, Filmen, Schaumstoffen oder ungewebten Textilbahnen.

Nachfolgend sollen einige AusfUhrungsformen erfindungsgemäßer Bahnen und die Parameter bei deren Herstellung angegeben werden·

Beispiel 1

Ein gegossener Film von etwa 0,25 ■»■> Dicke aus einem Äthylen-Propylen-Copolymer, das etwa 5 % Äthylen-Einheiten enthält, ist mit einem quadratisch-netzförmigen Muster von runden Löchern versehen, die jeweils etwa 1,1** mm Durchmesser aufweisen und derart dicht nebeneinander angeordnet sind, daß die Ränder benachbarter Löcher einen geringsten Abstand von etwa 0,56 mm auf-

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weisen, so daß der Steg zwischen zwei Löohern an seiner schmälsten Stelle ein Verhältnis Breite zu Höhe von etwa 2,2 aufweist. Diese Bahn wird in einer Spannmaschine in Querrichtung bei einer Temperatur von 110 C auf die 4,5-fache Breite gestreckt und dann in Bahnrichtung von auf 100° C erwärmte Streckwalzen auf die U_y5-fache Länge gestreckt· Die fertige netzförmige Bahn weist ungefähr Jeweils 1,38 Stege in Längs- und Querrichtung und ein Flächengewicht von etwa 9,3 g/m auf« Die Stege haben eine Breite von 0,3 mm und eine Höhe von 0,1 mm bei rechteckigem Querschnitt« Die fertige Bahn ist flach und weist Über ihre gesamte Fläche eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke auf. Sie ist geschmeidig, hat eine Zugfestigkeit von etwa 1,2 kg/cm in Längsrichtung und 1,09 kg/om in Querrichtung und eine Festigkeit nach dem Zungen-Veiterreißversuoh von etwa ^50 g in beiden Richtungen» Aufgrund ihrer Geschmeidigkeit und ihres hohen Verhältnisses von Festigkeit zu Fläohengewicht ist diese Bahn besonders für die Verstärkung von Plastikfilmen geeignet»

Beispiel 2

Ein gegossener Film von etwa 0,13 ■> Stärke aus einem Äthylen-Propylen-Copolymer mit etwa 5 i» Äthylen-Einheiten ist mit einem quadratisch-netzförmigen Lochmuster versehen· Jedes Loch weist einen Durchmesser von 1,1k mm auf und der gegenseitige Abstand der Löcher 1st so groß, daß die Ränder benachbarter Löcher an der engsten Stelle einen Abstand von 0,55 ■■ aufweisen« Das Verhältnis von Breite zu Dicke der Stege an der sohmalsten Stelle beträgt k,k. Dieser Film wird zunächst in Längsrichtung von auf 100°C erwärmte Streckwal«en auf die 4,1-fache Länge gestreckt und dann in einer Spannmaschine in Querrichtung in einem Ofen bei einer Temperatur von 110° G auf die 5-fache Breite gestreokt« Die so erhaltene netzförmige Bahn

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hat etwa 1,^5 Stege pro Zentimeter in Bahnrichtung gesehen und etwa 1,18 Stege in Querrichtung gesehen und weist ein Flächengewicht von ^,83 g/m auf« Die Stege haben einen rechteckigen Querschnitt mit einer Breite von 0,3 mm und einer Dicke von 0,05 tam_o Die Bahn ist insgesamt flach und weist eine gleichförmige Dicke auf«, Sie ist geschmeidig₉ hat eine Zugfestigkeit von etwa 590 g/cm in Längsrichtung und etwa 6O7 g/om in Querrichtung und eine Festigkeit nach dem Zungen-Veiterreißversuch von etwa 272 g· Sie ist besonders zur Versteifung von Seidenpapier geeignet*

Beispiel 3

Die Bahn nach Beispiel 2 wird mit einer Bahn aus dem gleichen Copolymer und dem gleichen Flächengewicht -verglichen, die in üblicher Weise hergestellt wurde· Die physikalischen Eigenschaften, einschließlich der Steifigkeit (Biegemodul), sind in der nachstehenden Tabelle angegeben«

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Tabelle 1 Netzförmige Flächen- Strecke Zugfestigkeit Festigkeit(g) Dicke (mm) Biegemodul Bahn gewicht pro cm g/cm nach Zungen- / χ

(_e/_m ²) Weiterr.Vers. (relativ;

^g ' Länger· Querr. Länger« Querr. Länger« Querr. Stege Kreuzungs-

stellen

a nach Bei-

^, spiel 2 k_t 95 1.^5 1,18 589 607 272 272 Ο₅θ6 0,06 73 O

5? b mit qua-

^, dratischem

h^ Stegquer-

^ schnitt 5,95 1,18 1,97 357 1285 272 226 o,17 0,13 525

,j c mit rundem

*■» Stegquer-

schnitt 9,00 1,38 1,18 928 1017 906 680 0,19 0,28 515

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Beispiel k

Ein gegossener Film von 0,12 mm Stärke aus einem Ä'thylen-Propylen-Copolymer nach Beispiel 2, der mit dem gleichen Lochmuster bei gleichen Abmessungen wie in Beispiel 2 versehen ist, wird zunächst in Längsrichtung von auf 125 C geheizten Streckwalzen auf die k_t 7-fache Länge gestreckt und dann in einer Spannmaschine in einem Ofen bei 130 C auf die 5-fache Breite gestreckt« Die fertige Bahn wies ungefähr 1,38 Stege pro Zentimeter in Längs- und Querrichtung

auf und hatte ein Flächengewicht von etwa k_t\ g/m _β Die Stege hatten einen rechteckigen Querschnitt mit einer Breite von 0,3 ■■> und einer Dioke von 0,05 mm« Die Bahn war flach und hatte eine gleichförmige Dicke bei großer Geschmeidigkeit«

Diese Bahn wird mit einer solchen verglichen, die das gleiche Flächengewicht und die gleiche Anzahl und Größe von Öffnungen aufweist, bei der die Stege jedoch diagonal zueinander verlaufen« Die Vergleichsdaten sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben.

Tabelle 2

Nets	Modul (g/cm)	Zugfestigkeit	Dehnung %
struktur	in Längsrichtung	g/cm	in Längs
	bei k ⁰Jo Dehnung	Längsrichtung	richtung
Rechtwinklig	625	k28	35
Diagonal	321	160	18

Kö/Ro

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Claims

PATENTANWÄLTE

Q^

D-8 MÜNCHEN 4a · WIDENMAYERSTRASSE 4β D-1 BERUIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 68

HERCUUSS INCORPORATED BERLIN: DIPL-INQ. Ft. M ÜLLED-BÖHN ER

Wilmington, Delaware/USA

MÜNCHEN: DIPL. ING. HANS-HEINRICH WEY DIPL.-INQ. EKKEHARO KÖRNER

28 681 Ansprüche

( 1 my Netzförmige Bahn gleichmäßiger Dicke aus einem thermoplastischen Material, gekennzeichnet durch einen ersten Satz orientierter, einander paralleler flacher Stege (f), die sich in Laufrichtung der Bahn erstrecken, einen zweiten Satz orientierter, einander paralleler flacher Stege (f), die sich quer zur Laufrichtung der Bahn erstrecken, einen rechteckigen Stegquerschnitt, bei dem die Länge (w) wenigstens 1,5 mal so groß ist wie die Höhe (t-) und eine zweiachsige Materialorientierung an den Verbindungsstellen der senkrecht zueinander verlaufenden Stege (f)©

2« Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein Polyolefin ist*

3ο Bahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin ein Äthylen-Propylen-Copolymer ist»

k* Verfahren zum Herstellen einer netzförmigen Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine thermoplastische polymere Filmbahn von etwa 0,075 ™n bis 0,65 mm Dicke mit

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MÜNCHEN: TELEFON (Ο8Θ) 205585 BERLIN: TELEFON (030) 8312O88

KABEL: PROPINDUS- TELEX O5 24244 KABEL: PROPINDUS- TELEX O184O57

ORIGINAL INSPECTED

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einer Vielzahl von Löchern versehen wird, die in einem quadratischen Netzmuster angeordnet sind, dessen Linien sich in Bahnrichtung und quer dazu erstrecken und die einen derartigen Abstand zueinander aufweisen, daß der jeweils zwischen den Rändern zweier Löcher verbleibende Steg eine Breite von wenigstens dem 1 ,5-fachen der Filmbahndicke aufweist, und die einen Durchmesser aufweisen, der etwa zwischen 2/3 und dem 4-fachen der Stegbreite entspricht, daß die Filmbahn erwärmt und in diesem Zustand in Bahnrichtung und quer dazu jeweils auf die etwa 3- bis 6-fache Größe gedehnt wird·

5· Verfahren nach Anspruch k_t dadurch gekennzeichnet, daß die Filmbahn zunächst in Querrichtung mit Hilfe einer Spannmaschine und dann in Längsrichtung mit Hilfe einer Walzenstraße mit unterschiedlich schnell angetriebenen Valzen gedehnt wird·

6_e Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungen in beiden Richtungen gleich groß sind«

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