DE1785093A1

DE1785093A1 - Faseriges Erzeugnis und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE1785093A1
Application number: DE19681785093
Authority: DE
Inventors: Ole-Bendt Rasmussen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-08-09
Filing date: 1968-08-09
Publication date: 1971-07-29
Also published as: IE32714L; NO131138B; SE341442B; DK119787B; IE32714B1; DE1785094C3; DE1785094B2; IL30524A; NL6811400A; FI50999C; SE341443B; AT315350B; FI50999B; IL30524A0; IL30523A; DE1785094A1; DK120305B; NL168016B; CA936322A; NO131138C

Description

Patentanwälte
Dipl.-Ing. Lei Π W«b 8 Γ

München 2, Rosental/
Tel. 261989

Ole-Bendt Rasmussen, Topstykket 7, 346o Birker$d, Dänemark. Faseriges Erzeugnis und Verfahren zur Herstellung desselben.

Die Erfindung beziehr sich auf ein faseriges Zwei- oder Mehrkomponentenerzeugnis, das insbesondere für die Herstellung synthetischer Text!!stoffe geeignet ist. Im allgemeinen sind die Komponenten eines solchen faserigen Erzeugnisses polymere Materialien, aber auch andere Materialien kommen für die Komponenten in Betracht, wie weiter unten erläutert. Das Erzeugnis kann in der Form von Stapelfasern, Filamenten oder Fasernetzen vorliegen.

Das Wort "Faser" soll im Rahmen der vorliegenden Beschreibung auch Strukturen umfassen, die in ihrer geometrischen Form von der gewöhnlichen Auffassung des Begriffes "Faser" abweichen, sich aber in vielen Beziehungen wie solche benehmen.

Es sind faserige Erzeugnisse bekannt, die aus miteinander verbundenen Strängen aus verschiedenen Komponenten bestehen, um durch ungleiche Schrumpfung Kräuselung zu erzielen, oder um eine Kombination verschiedenartiger Eigenschaften herbeizuführen, wie z.B. Feuchtigkeitsförderbarkeir und Farbeaufhahmefähigkeit herrührend von einer Komponente in Verbindung mit Nassfestigkeit und leichter Trocknung herrührend von einer anderen Komponente. Die Möglichkeit der Erzielung gewünschter Kombinationen ist

-* aber dadurch begrenzt, dass Komponenten mit wesentlich abweichenden Eigenschaften *° gewöhnlich schlecht aneinander haften.

^ω Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein faseriges Zwei-oder Mehrkomponenten-

"^ erzeugnis zu schaffen, bei dem durch eine besondere Strukturform des Erzeugnisses die ^³ Haftung der Komponenten aneinander verbessert ist.

*»> Erfindungsgemäss besteht ein Erzeugnis der angegebenen Art aus einem ersten

Material in der Form von Streifen mlkro-gefalteter Querschnittsform laminiert mit faden-

artigen Gebilden aus einem zweiten Material.

Als eine mikro-gefaltete Form ist eine solche zu verstehen, bei der der Abstand zwischen den Falten kleiner als loo^j isti Gewöhnlich betrugt dieser Abstand lo-3oyu und kann gegebenenfalls ganz auf wenige jj herabgehen.

Die gefaltete Form der Streifen bewirkt, dass zwischen diesen und den dazwischenliegenden fadenartigen Gebilden eine innigere Berührung vorkommt, was ein besseres Anhaften zur Folge hat.

Ein weiterer Vorteil der gefalteten Profilform ist, dass sie im allgemeinen eine erhöhte Fülle (Volumen) und Federung herbeiführt.

Die so erzielte Erhöhung der Fülle wird, im Gegensatz zu der durch Kräuselung entlang den Fasern erzielten Fülle - die selbstverständlich auch bei einem erfindungsgemössen Erzeugnis vorhanden sein kann - nicht wesentlich herabgesetzt, wenn das Erzeugnis solchen Beanspruchungen in Längsrichtung ausgesetzt wird, die beim normalen Gebrauch vorkommen.

Die Streifen aus dem ersten Material haben gewöhnlich wenigstens zwei, und vorzugsweise eine höhere Anzahl Falten.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind auch die fadenartigen Gebilde in der Form von Streifen gefalteter Querschnittsform , wobei diese Querschnittsform in die Streifen des ersten Materials hinein passt.Dieses Erzeugnis hat eine besonders hohe Fülle und Biegungselastizität.

Für die Erfindung kommen nicht nur thermoplastische Polymere in Betracht, sondern auch andere Polymere, die sich zu einer geschichteten Struktur verarbeiten lassen, z.B. kreuzgebundene Polymere, die in situ polymerisiert sind, oder Polymere, die unter ihrem Schmelzpunkt abgebaut werden, die aber im Stande sind, aus einer Dispersion oder Lösung homogene Filme zu bilden. Im Rahmen der in Betracht kommenden Materialien liegen ferner nicht nur organische Polymere, sondern z.B. auch Glas, das wegen seiner thermoplastischen Eigenschaften prinzipiell auf die gleiche Weise wie thermoplastische organische polymere Materialien durch Extrudieren verarbeitet werden kann.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bilden die fadenartigen Gebilde und die angrenzenden Streifen gefalteter Guorschnittsform ein Spcltfcsernetz. Dadurch wird die Handtierung des Erzeugnisses bei der Garnherstellung erleichtert, und

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es wird ferner möglich, das Erzeugnis unmittelbar als eine Textilbahn zu verwenden, wie es in der Spaltfasertechnik bekannt ist.

Die Streifen gefalteter Querschnittsform und die fadenartigen Gebilde können durch eine Klebeschicht miteinander verbunden werden. Bei der Verwendung von polymeren Materialien kann diese Klebeschicht aus einer Mischung des ersten polymeren Materials und des zweiten polymeren Materials oder aus Pfropfpolyrrieren oder Segment-Kopolymeren der genannten polymeren Materialien bestehen.

Die zwei polymeren Materialien, die das erfindungsgemässe faserige Erzeugnis bilden, brauchen nicht chemisch verschieden zu sein, sondern können auch chemisch identisch sein, falls sie so erzeugt sind, dass sie verschiedene physikalische Eigenschaften ^

aufweisen. Z.B. können die fadenartigen Gebilde in der Form von Mikro-Fibrilien sein, während die gefalteten Streifen in der Form einer kontinuierlichen Struktur eines chemisch identischen Stoffes sind.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung des neuen faserigen Erzeugnisses« Erfindungsgemass wird so vorgegangen, dass ein geschichtetes Erzeugnis bestehend aus abwechselnden, im wesentlichen parallelen, mikroskopisch dünnen Schichten aus wenigstens zwei Materialien unter Bedingungen, wo die Materialien sich in unterschiedlichen Fliessbarkeitszustand befinden, gleichzeitig einer Zusammendrtfckung in einer Richtung in der Schichtebene und einer Dehnung senkrecht dazu ebenfalls in der Schichtebene ausgesetzt wird»

Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass die von den Schichten aus wenig- (j

stens einem Material gebildete kontinuierliche Verbindung zwischen den Schichten aus einem anderen Material gelockert wird, wodurch der faserige Charakter entwickelt wird.

Unmittelbar vor der Zusammendrückung und Dehnung kann das geschichtete Erzeugnis entweder ein verholtnismässig dickes Filament, ein flaches Gebilde wie ein Band, oder eine verhältnismässig breite, gegebenenfalls schlauchföVmige Bahn sein. Die Schichten können parallel oder praktisch parallel zur flachen Dimension des Erzeugnisses verlaufen, oder sie können sich durch einen Teil der Dicke des Erzeugnisses oder durch die ganze Dicke des Erzeugnisses erstrecken. Sie können sogar senkrecht zur flachen Dimension des Erzeugnisses stehen.

Als Ergebnis der kombinierten Zusammendrückung und Dehnung wird das Erzeugnis intern gefaltet, d.h. der Abstand zwischen benachbarten Falten in einer Schicht wird kleiner als die Dicke des Erzeugnisses. In diesem Zusammenhang hat die gleichzeitig

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mit der Zusammendrückung stattfindende Dehnung den Zweck, eine Spannung einzuführen, die zur Regulierung der Faltung dient.

Das aus abwechselnden Schichten wenigstens zweier Materialien bestehende geschichtete Erzeugnis kann durch die Extrudierung abwechselnder Schichten dieser Materialien erzeugt werden. Es ist im allgemeinen vorteilhaft, eine grosse Anzahl solcher Schichten in eine gemeinsame Kammer hinein zu extrudieren, wo sie sich miteinander verbinden. Extrudierköpfe für die gleichzeitige Extrudierung und Laminierung von zwei bzw. einer kleinen Anzahl Schichten aus verschiedenen polymeren Materialien werden seit lange für die Herstellung zusammengesetzter Verpackungsbahnmaterialien verwendet. Aehnliche Köpfe, jedoch für die gleichzeitige Extrudierung einer grossen Anzahl von Schichten, sind geeignet für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.

Das geschichtete Erzeugnis kann aber auch dadurch erzeugt werden, dass aus Lösungen oder Dispersionen geeignete polymere Filme gebildet werden, die dann miteinander verbunden werden, um das geschichtete Erzeugnis zu bilden. Ferner kann das geschichtete Erzeugnis dadurch hergestellt werden, dass Filme oder Blätter durch Schmelzextrudierung nacheinander auf eine Rolle oder ein Band gegossen werden, bzw. dadurch dass Stoffe, die in situ polymerisieren, auf eine solche Rolle oder ein solches Band aufgetragen werden.

Mit besonderem Vorteil kann, das geschichtete Erzeugnis dadurch hergestellt werden, dass ein erstes flüssiges extrudierbares Material zu ersten Oeffnungen in einer kreisförmigen Reihe von solchen in einer Extrudiervorrichtung geleitet wird, und ein zweites flüssiges extrudierbares Material zu zweiten Oeffnungen in der Reihe geleitet wird, die mit den ersten Oeffnungen abwechselnd angeordnet sind, und dass die flüssigen Materialien durch die genannten Oeffnungen in eine Sammelkammer hinein extrudiert werden, die sich der Reihe von Oeffnungen entlang erstreckt, und deren Wände zum Umlaufen im Verhältnis zueinander gebracht werden, so dass die Seiten der extrudieren Lamellen ausgezogen werden, um ihre Dicke wesentlich herabzusetzen, während sie sich in der Extrudierungsrichtung fortbewegen.

Durch die umlaufende Bewegung der einen Wand der Sammelkammer im Verhältnis zur anderen Kammerwand werden.die Lamellen in Seitenrichtung ausgezogen, bis sie die gewünschte geschichtete Struktur bilden, wo die Schiebten mit der Oberfläche des Erzeugnisses einen sehr kleinen Winkel bilden. Einer etwaigen Neigung zur höheren

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Ausziehung in der Nähe der Oberflächen als im mittleren Teil des schlauchförmigen Erzeugnisses kann dadurch entgegengewirkt werden, dass die genannten Oeffnungen so ausgebildet werden, dass durch jede Oeffnung weniger Material im mittleren Teil als in der Nähe der Oberflächen extrudiert wird.

Wenn das geschichtete Erzeugnis in einem Extrudierkopf hergestellt wird ,das iij'r zwei oder mehr Komponenten gemeinsam ist, die von je einem Extruder zugeführt werden, ist es im allgemeinen vorteilhaft, dass die Schichten, während sie sich noch in geschmolzenem Zustand befinden, zu Filamenten unterteilt werden, die aus schmalen laminierten Bändern oder aus länglichen Blättern bestehen. Für diese Unterteilung wird ein im Extrudierkopf befindliches Gitter benutzt.

Soll das Material nach Abschluss des vollständigen Extrudiervorganges in

Filmform der Zusammendrückung unterworfen werden, ist es vorteilhaft, die das Gitter %

verlassenden geschichteten Streifen zu einer schlauchförmigen Struktur zu verbinden. Die geschichteten Streifen können während des durch die kontinuierliche Rotation der beiden Lippen der letzten Sektion in entgegengesetzten Richtungen hervorgerufenen Ausziehens in Querrichtung miteinander verbunden werden.

Falls das geschichtete Erzeugnis durch das Ausziehen von Materialien, die aus einer grossen Anzahl Oeffnungen extrudiert werden, gebildet wird, wie oben beschrieben, und falls das genannte Gitter im Verhältnis zur genannten Oeffnungsreihe stillsteht, unterteilt das Gitter jede Schicht zu kontinuierlichen Streifen, wogegen diskontinuierliche Streifen gebildet werden, falls das Gitter im Verhältnis zur Oeffnungsreihe umläuft. ein solches, aus diskontinuierlichen Streifen bestehendes Erzeugnis ist für die Herstellung von Stapelfasern gemäss der Erfindung geeignet.

Das geschichtete Erzeugnis kann auch dadurch hergestellt werden, dass das erste polymere Material durch filament-bildende vorstehende Mundstücke in eine Kammer eines Extrudierkopfes hinein extrudiert wird, während das zweite polymere Material durch Oeffnungen zwischen den vorstehenden Mundstücken extrudiert wird, und die extrudieren Ströme in der genannten Kammer miteinander vereinigt werden. Die Filamente aus dem ersten polymeren Material können entweder in flacher Form extrudiert oder nachher abgeflacht werden.

In der Praxis kann die gleichzeitige Zusammendrückung und Dehnung auf verschiedene Weise durchgeführt werden, im allgemeinen während beide oder sämtliche Ma- *er-ali'on in geschmolzenem oder halbgoschmolzenem Stande gehalten worden, so dass

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sie sich leicht verformen lassen. Z.B. kann die Zusammendrückung und die Dehnung dadurch stattfinden, dass ein bahnförmiges Erzeugnis,in dem die Schichten zur flachen Dimension senkrecht stehen, gewalzt oder über einer scharfen Kante gestreckt wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass ein Bahnmaterial mit feinen externen Falten,und bei dem die Schichten parallel oder ungefähr parallel zur flachen Dimension des Erzeugnisses verlaufen, gewalzt wird. Wenn die Bedingungen so gewühlt werden, dass eine solche korrugierte Bahn zu flacher Form umgewandelt wird, werden die externen Falten in interne Falten umgewandelt. Im allgemeinen ist es indessen einfacher, die Mikrofalten dadurch zu erzeugen, dass die Zusammendrückung und die gleichzeitige Dehnung in Verbindung mit der Extrudierung des geschichteten Erzeugnisses durchgeführt werden, und zwar dadurch dass das Erzeugnis durch eine Kammer mit allmählich variierenden Dimensionen geleitet wird.

Falls die Zusammendrückung und die gleichzeitige Dehnung durchgeführt werden, während beide Materialien sich in echt geschmolzenem Zustande befinden, soll das Verhältnis zwischen den Schmeizviskositätcri der beiden Materialien bei der Temperatur, bei welcher die Verformung stattfindet, vorzugsweise im Bereich 2:1 - 2o:l liegen. Ist das Verhältnis niedriger, werden die Falten im allgemeinen nicht so tief wie gewünscht, ist andererseits das Verhältnis höher, kann die Struktur zu ungleichmäßig werden, und der Abstand zwischen den Falten kann zu gross werden.

Die durch die Zusammendrückung bewirkte Mikrofaltung wird selbstverständlich eine gewisse Ungleichmässigkeit der Dicke innerhalb eines Querschnittes jeder Schicht herbeiführen, unangesehen dessen ob die Zusammendrückung und die Dehnung in flüssigem, halbflüssigem oder in festerem Zustand stattfinden. In diesem Zusammenhang wird das flüssigere bzw. ftiessbarere Material die Neigung haben, seine Form denjenigen Verformungen anzupassen, die das weniger flüssige (fMessbare) Material festzulegen bestrebt ist. Die genannten Ungleichmässigkeiten der Dicke werden deshalb In den Schichten aus dem flüssigeren (fliessbareren) Material ausgesprochener sein. Diese Ungleichmässigkeiten erhöhen die Spaltbarkeit der einzelnen Schichten. Vorzugsweise wird das Material , für das die Aufrechterhaltung der näheren Spaltfestigkeit erwünscht ist, so gewählt, dass es bei der Temperatur, wo die Zusammendrückung und die Dehnung stattfinden, die niedrigere Fiiessbarkeit aufweist.

Die Verfahrensstufe der Lockerung kann in verschiedenen Weisen durchgeführt werden, wovon einige besonders billig sind, und andere insbesondere den Zweck haben,

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geeignete Faseroberflächeneigenschaften zu erzeugen. Die Behandlung soll auf jeden Fall mit Bezug auf die jeweiligen Materialien so gewählt werden, dass wenigstens eins der Materialien Ober Flächenteile, die ausreichend gross sind, um noch immer die mikrogefaltete Form aufzuweisen, eine kontinuierliche oder praktisch kontinuierliche Struktur beibehält. Die Lockerung umfasst im allgemeinen eine mechanische Behandlung, durch die entweder die Struktur des zweiten Materials gespaltet oder die Interfasen zwischen den Lamellen zum Schlüpfen gebracht v/erden. In Verbindung mit der mechanischen Lockerung oder in einigen Füllen unabhängig von dieser kann ein Auslaugen eines Teils des Erzeugnisses stattfinden. Ferner kann die mechanische Lockerung entweder in den Interfasen oder im Inneren eins der Materialien vorteilhaft dadurch gefördert werden, dass in eins der Materialien ein Schlüpfungsmittel einverleibt werden, z.B. ein OeI, das in ^

dem geschmolzenen oder halbgeschmolzenen Material lösbar ist, bei Erstarrung des Materials dagegen ausblutet. Alternative oder ergänzende Mittel für die Förderung der Lockerung sind Quellmittel und Expansionsmittel, wie z.B. flüssige Lösungsmittel, die vorzugsweise nach der Extrudierung,der Mikrofaitung und der Erstarrung des Erzeugnisses zugesetzt werden. Für die Lockerung geeignete mechanische Behandlungen sind insbesondere Reibvorgänge, ober auch Drehen, Ziehen, Walzen, Klopfen, Biegen, Bürsten und akustisches Spalten kommen in Betracht. Auf jeden Fall muss die Lockerungsbehandlung oder -behandlungen selbstverständlich so begrenzt werden, dass die Fasern aus dem ersten Material wenigstens stellenweise in der Form von mikrogefalteten Streifen verbleiben, die mit fadenartigen Gebilden aus dem zweiten Material laminiert sind.

Wie im Rahmen der Beschreibung des faserigen Erzeugnisses genannr,kOnnen ύ

die gefalteten Streifen und die fadenartigen Gebilde mit einer zwischenliegenden Klebeschicht laminiert werden. In diesem Falle soll die Lockerungsbehandlung im allgemeinen so gewählt werden, dass die Klebeverbindung im wesentlichen nicht beeinträchtigt wird, sondern die Lockerung z.B. in den fadenarttgen Gebilden stattfindet, oder mittels eines vierten Materials, das auch einen Teil der geschichteten Struktur bildet, bewirkt wird. Ein solches viertes Material kann insbesondere verwendet werden, um die Erzeugung von Fasern aus dom dickeren Erzeugnis zu erleichtern, während das Klebemittel mit Hinblick auf die Eigenschaften des schliesslichon faserigen Materials benutzt wird.

Falls die Schichten nicht während der Extrudierung und vor der Mikrofaltungsstufe als kontinuierliche oder diskontinuierliche Streifen, sondern als verhältnismäßig breite Filme gebildet werden, muss ein Spalten der mikrogefalteten Schichten aus dem

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ersten Material stattfinden, was entweder durch eine Schneidwirkung, z.B. mittel Nadelwalzen oder Messerreihen, oder durch die oben beschriebenen mechanischen Lockerungsvorgänge bewirkt werden kann. Im letzteren Falle muss zwischen der Spaltbarkeit der gefalteten Schichten aus dem ersten Material und der Lockerbarkeit der Schichten aus dem ersten Material voneinander ein geeignetes Gleichgewicht hergestellt werden, um die gefaltete Form aufrechtzuerhalten. Die Regelung der Spaltbarkeit der gefalteten Schichten aus dem ersten Material kann sowohl durch die Materialwahl als auch durch Regelung der Faltenform stattfinden. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass wie oben angegeben das fI!essbarere Material im allgemeinen die Form erhält, die in höherem Grad zum Spalten neigt. Für die Garnherstellung ist es im allgemeinen vorteilhaft, die. Streifen beim Extrudiervorgang vor der Mikrofaltung zu bilden, wogegen Spalten nach der Mikrofaltung im allgemeinen für die Herstellung von netzartigen Bahnen für Vliessstoffe vorteilhaft ist»

Falls die Streifen beim Extrudiervorgang oder durch eine Schneidwirkung erzeugt werden, ist es im allgemeinen vorteilhaft, als das erste Material ein polymeres Material hoher Spaltfestigkeit zu verwenden. Der Grund für diese Wahl ist teils, dass dadurch hohe Lockerungskräfte zugelassen werden können, ohne dass eine Zerstörung der gefalteten Form zu befürchten ist, teils insbesondere auch dass die gefettete Form bei der Verwendung des faserigen Erzeugnisses Reibwirkungen ausgesetzt ist. Beispiele von geeigneten Polymeren hoher Spaltfestigkeit sind: Polyamide, Polyester, Segment-Kopolymere mit abwechselnden kristallinischen und elastomeren Segmenten, Pfropf-Kopolymere mit elastomerem Stamm und kristallinischen Zweigen.

Falls das erste Material eine hohe Spaltfestigkeit aufweist und das zweite Material entweder unmittelbar spaltbar ist oder durch geeignete Behandlung spaltbar gemacht wird, und falls ferner die adhesive Bindung zwischen dem ersten und dem zweiten Material ausreicht, um eine vollständige Trennung der beiden Materialien voneinander während des Lockerungsvorganges zu verhindern, besteht das erhaltene foserige Erzeugnis aus spaltfesten gefalteten Streifen, die mit fadenartigen Gebilden in strukturell gelockertem Zustande laminiert sind. Hierdurch ist eine geeignete Kombination von Eigenschaften erhalten, da die spaltfeste Streifen Reibungsfestigkeit ergeben, während das gelockerte Material Oberflächeneigenschaften ergeben, die für Textilfasern geeignet sind.

In diesem strukturell gelockerten Zustand können die fadenartigen Gebilde vorteilhaft aus voneinander gelockerten mikro-fibrillaren KristalIformationen bestehen.

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Solche Formationen können aus kristallinischen Polymeren erzeugt werden, wenn im geschmolzenen Stand dieser Polymere ein OeI darin gelöst wird, das im Kristallisiervorgang bei Ziehung ausblutet. Das OeI kann nachträglich ausgelaugt werden.

Eine solche mikro-flbrillcre Struktur kann im allgemeinen in ihrer ausgeprägtesten Form dadurch erzeugt werden, dass ein geschmolzenes, sehr feines Polymer in polymerer Dispersion (Teilchengrösse im geschmolzenen Polymer im wesentlichen unter 1 u) verwendet wird, wobei das eine Polymer kristallinisch ist und mit dem ersten Material eine starke Klebeverbindung bilden kann und im gestreckten Zustand, während das andere disperse Polymer noch immer geschmolzen ist, zur Kristallisation gebracht wird, wonach das letztgenannte Polymer ausgelaugt oder auf andere Weise physikalisch-chemisch gelockert wird. Die so erhaltenen mikro-fibriIlaren Kristallformationen haben im allgemeinen Durchmesser von etwa o,5 μ bis 5p.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass entweder das erste oder das zweite Material ein Polyamid, und das andere ein Polyester ist. Beide Bestandteile weisen dann eine hohe Reibfestigkeit auf, und durch abweichende Schrumpfung infolge abweichender Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit wird eine hohe Kräuselung erhalten. Ferner trägt das Polyester mit hoher Knitterfestigkeit und das Polyamid mit verhältnismässig hoher Farbeaufhahmefähigkeit bei. Das Polyester kann vorzugsweise Polyäthylenterephthalat und das Polyamid entweder Polykaprolaktam oder Polyhexamethylenadipamid sein.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das erste Material entweder ein Polyamid oder ein Polyester und das zweite Material ein Polyolefin in einer höheren Menge als 5o%. Das billige Polyolefinmaterial dient dabei insbesondere als Füllstoff, während das Polyamid oder Polyester die erwünschte Reibfestigkeit ergibt. Es wurde oben genannt, dass im Rahmen der Erfindung auch Glas vorwendet werden kann. In diesem Falle ist Wasserglas für die Schichten des geschichteten Erzeugnisses geeignet, worin die Lockerung stattfinden soll.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben werden. Auf dieser zeigt

Fig. 1 in hoher Vergrössorung einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes

Erzeugnis,
Fig. 2 eine entsprechende Darstellung einer anderen Ausführungsform,

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Fig. 3 eine perspektivische Abbildung einer erfind ungsgemussen Zweikomponentenfaser mit hoher Fülle,

Fig. 4 in schematischer Darstellung eine Ziehbank, die Air die Orientierung und Zusammendrückung eines geschichteten Erzeugnisses geeignet ist, Fig. 5 in schematischer Darstellung eine zweite Ziehbank für Verwendung

beim erfindungsgemässen Verfahren, Fig. 6 einen teilweisen Schnirt durch einen mechanisch angetriebenen Exrru-

dierkopf für die Herstellung eines geschlchteren Erzeugnisses, Fig. 7, 8, 9 und Io schomatische Darstellungen verschiedener Stufen der Extrudierung eines geschichteten Erzeugnisses mittels des in Fig. 6 gezeigten Extrudicrkopfes,

Fig. 11 eine schematische Illustration eines Verfahrens zur Zusammendrückung eines geschichteten Erzeugnisses durch Strömung durch eine Zone eines Extrudierkopfes, wo die Dicke allmählich in Breite und umgekehrt umgewandelt wird,

Fig. 12 eine Modifikation der lh Fig. 6 gezeigten Exrrudieröffnungen, und Fig. 13 einen Querschnitt nach der Linie XIII-XIII in Fig. 12. Im faserigen Erzeugnis gemäss Fig. 1 bezeichnet 1 intern gefaltete Schichten aus einem ersten polymeren Material und 2 Schichten aus einem zweiten polymeren Material, das mit dem ersten polymeren Material laminiert ist. Das in Fig. 2 gezeigte Erzeugnis umfasst ebenfalls Schichten 1 aus einem ersten polymeren Material und Schichten 2 aus einem zweiten polymeren Material. Das in Fig» 2 gezeigte geschichtete Erzeugnis wurde vor der Zusammendrückung in flüssigem Stande zu schmalen Bändern unterteilt. Die in Fig. 3 gezeigte Zweikomponentenfaser mit hoher Fülle - die durch Lockerung des Erzeugnisses gemäss Fig. 1 oder 2 gebildet wurde - umfasst eine gefaltete Schicht 1 aus einem ersten polymeren Material und eine andere gefaltete Schicht 2 aus einem zweiten polymeren Material.

Die Ziehvorrichtung in Fig. 4 weist einen ersten Satz mit Gummi belegter Klemmwalzen auf, deren Klemmzone mit der Linie a-a angedeutet ist. Sie weist ferner einen zweiten und einen dritten Satz Klemmwalzen auf, deren Klemmzonen mit den Linien b-b bzw. c-c angedeutet sind. Ein geschichtetes Erzeugnis 3 in Bandform wird zur Klemmzone des ersten Klemmwalzenpaares in Richtung senkrecht zu den Rollenachsen geleitet und mittels des zweiten Walzenpaares in einer Richtung beinahe senkrecht zur

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Einführungsrichtung abgezogen. Gleichzeitig mit dieser Richtungsänderung wird das Bahd in seiner Längsrichtung stark gestreckt, indem die Umfangsgeschwindigkeit des zweiten Walzenpaares mehrfach höher als die des ersten Walzenpaares gewählt wird. Wegen der starken Dehnung in Längsrichtung in Verbindung mit der von der Richtungsänderung herrührenden zusätzlichen Schmälerung wird eine Spannung erzeugt, die im Stande ist, im Band verhältnismässig feine externe längsgehende Falten zu bilden, welche zu internen Falten umgewandelt werden, wenn das Band nachher das zweite Walzenpaar passiert. Um die genannte Faltung zu erhalten, soll das Band bei der Einführung in die Vorrichtung nicht zu dünn sein, im allgemeinen nicht unter looju. Das zweite Klemmwalzenpaar wird so angetrieben, dass es eine kleine weitere Verlängerung herbeiführt, und bewirkt dadurch, dass während des vollen Durchganges des Bandes durch das zweite Walzenpaar im Band eine hohe Spannung in Längsrichtung aufrechterhalten wird. Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise ferner einen unmittelbar vor dem ersten Walzenpaar angebrachten Warmluftofen (nicht dargestellt), Heizelemente in den Walzen des ersten und des zweiten Paares und einen zwischen den Zonen a-a und b-b angeordneten zweiten Warmluftofen. Die Vorrichtung kann auch eine zwischen den Zonen b-b und c-c befindliche Kühlvorrichtung aufweisen.

Ist die Richtungsänderung ctf , beträgt das Verminderungsverhältnis der Breite sin. (9o° -^O. Wird das Erzeugnis unter einem Verhältnis von η gestreckt, besteht eine Neigung zu einer Breitenverminderung im Verhältnis ungefähr 1 : VrT, da das Erzeugnis bestrebt ist, sich in der Breitenrichtung und in der Dickenrichtung in gleichem Verhältnis zu vermindern, wenn es η mal gestreckt wird, während das Volumen des Erzeugnisses praktisch konstant gehalten wird. Um die erwünschte interne Faltung zu erhalten, muss deshalb sin. (9o° -o*) wesentlich kleiner als 1: Vn sein. In der Praxis soll die Richtungsänderung vorzugsweise so gewählt werden, dcss sin. (9o° -"<·) zwischen l:2Vin und 1:3Vn beträgt.

Das in der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung zusammengedrückte und gestreckte Band wird vorzugsweise in der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung weiterbohandelt. Diese Vorrichtung weist ein erstes Klemmwalzenpaar mit Klemmzono d-d, ein zweites Klemmwalzenpaar mit Klemmzone e-e und ein drittes Klemmwalzenpaar mit Klemmzone f-f auf. Das zusammenzudrückende und zu streckende Bchnmarericl wird unter einem Winkel zur Klemmzone des ersten Walzenpaares zu dieser geleitet und mittels des zweiten Klemmwalabgezogen. Um die Zuführung unter einem Winkel zu ermöglichen, besteht

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jede Walze des ersten Paares aus Sektionen, die in Synchronismus mir der Rotation in Längsrichtung der Walze hin und her beweglich sind, wie in der britischen Patentschrift 1 o78 732 beschrieben.Durch die Behandlung in der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung kann eine im voraus orientierte Bahn mit nur geringer weiterer Streckung in Seitenrichtung zusammengedrückt werden. Durch diese Behandlung werden die erzeugten Falten tiefer. Im allgemeinen ist es nicht empfehlenswert, die volle Tiefe der Falten in einer Stufe zu erzeugen, und es ist im allgemeinen auch nicht empfehlenswert, zwei Vorrichtungen der in Fig. 4 gezeigten Art nacheinander zu verwenden. Auch bei der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung erfolgt eine externe Faltung zwischen dem ersten Walzenpaar d-d und dem zweiten Walzenpaar e-e, wonach die externen Falten in der Walzenzone e-e in interne Falten umgewandelt werden.

Der in Fig. 6 gezeigte Extrudierkopf hat zwei Kanüle 4 und 5, die mit Extrudierschlitzen 6 bzw. 7 verbunden sind. Eine Extrudierkammer 8 bestehend aus zwei in entgegengesetzten Richtungen umlaufenden Teilen 9 und Io erstreckt sich entlang der kreisförmigen Reihe von Extrudierschlitzen. Die durch die Schlitze 6 und 7 erzeugten radial gestellten Lamellen, siehe Fig. 7, werden bei der Durchströmung durch die in entgegengesetzten Richtungen umlaufenden Wunde der Kammer 8 einer Ausziehwirkung unterworfen, wodurch die Lamellen die in Fig. 8 gezeigte Form annehmen. Die auf diese Weise erzeugten Schichten können durch eine in der Bewegungsbahn des extrudieren Schlauches angeordnete Reihe von radialen Drähten oder dünnen Klingen in sehr schmale Bänder unterteilt werden (nicht in Fig. 6 dargestellt). In diesem Falle erhält das Erzeugnis die in Fig. 9 gezeigte Form. Wird das so erzeugte Material einer weiteren Ausziehwirkung ausgesetzt, die weniger kräftig ist als die er»te Ausziehwirkung, erhält es die in Fig. Io dargestellte Form. Eine solche weitere Behandlung dient dem Zweck, die Struktur in breiter Bahnform ausreichend zusammenhängend zu gestalten, um in den in Fig. 4 und 5 gezeigten Vorrichtungen behandelt werden zu können. Der gezeigte Extrudierkopf kann leicht so abgeändert werden, dass gleichzeitig drei oder vier Materialien zusammen extrudiert werden kännen.

Fig. 11 veranschaulicht ein Verfahren zur Zusammendri/ckung (Mikrofaltung) eines bahnförmigen Erzeugnisses durch Strömung durch zwei Kammern eines Extrudierkopfes, die allmählich die Dimensionen des Querschnittes ändern. Aus Uebersichtlichkeitsgründen ist nur die Form des geschmolzenen Materials im Inneren der Kammern, dagegen nicht die Kammern selbst dargestellt. Das eine Ende jeder Kammer, das in

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unmittelbarem Anschluss an die in Fig. 6 gezeigte Vorrichtung montiert werden soll, ist halbringförmig mit der Ausnahme eines kleinen Gitters aus radialen Drähten oder dünnen Klingen für die Unterteilung der Schichten zu schmalen Lamellen. Die Breite jeder Kammer nimmt vom einen Kammerende zum anderen allmählich ab, während gleichzeitig ihre Dicke anwächst, so dass die Breitendimensionen in Dicke umgewandelt wird und umgekehrt. Die Vergrößerung der Breite ist aber nicht unbedingt erforderlich, um das interne Falten hervorzurufen. Dos genannte Gitter kann weggelassen werden, falls eint verhälrnismässig grosse Anzahl entsprechend kleinerer Kammern verwendet wird, um das interne Falten hervorzurufen.

Die in Fig. 12 gezeigte Extrudiervorrichtung hat Extrudierschlitze 11 und

vorspringende Mundstücke 12, die im Stande sind, Filamente aus einem polymeren Mate- %

rial zu erzeugen, die in einer durch die Schlitze 11 extrudiertaiMasse aus polymerem Material eingeschlossen sind. Der restliche Teil der Vorrichtung ist ähnlich wie in Fig.6 ausgebildet, und bei der Strömung zwischen den umlaufenden Teilen 9 und Io in Fig. 6 werden die Filamente abgeflacht.

BEISPIELl.

Polypropylen, das durch Segment-Kopolymerisation mit elasromeren Segmenten aus Aethylen/Propylen zäher gemacht ist und ein Schmelzindex von o,3 (ASTM D1238-57, Kondition L) aufweist, und ein Kopolymer von 71% Aethylen und 29% Vinylacetat mit einem Schmelzindex von 5 (ASTM D1238-57, Kondition E) werden in einem Verhältnis von 65:35 durch den in Fig. 6 gezeigten Extrudierkopf extrudiert, jedoch ist dieser mit einer Reihe von 2o Kompressionskammern versehen, die prinzipiell auf gleiche Weise *

ausgebildet sind wie in Fig. 11 angedeutet. Die Länge der Schlitze 6 und 7 ist 6 mm, und die Kammer 8 ist nicht verjüngt, wie in Fig. 6 gezeigt, sondern hat eine konstante radiale Breite von 6 mm. Die Einlaufbreite jeder Kammer für das interne Falten ist 2o mm, die Auslaufquerschnittsdimensionen der Kammer 12mm χ 2 mm. Das extrudierte Erzeugnis wird bei 12o°C und bei einem Ziehverhältnis von 1:5 orientiert. Es wird dann mit Kloroform gequollen und nachher durch Passage durch kochendes Wasser zum Expandieren gebracht. Schiiesslich wird das Material durch Reiben zwischen Gummiplatten zu indiv iduellen Filamenten gespaltet.

BEISPIEL 2.

Polycaproiaktam von Schmelzindex 3 (ASTM D1238-57, Kondition K) und Polyäthylen (Schmelzindex 7, Kondition E) werden gemäss dem in Beispiel 1 angegebenen

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Verfahren in einem Verhältnis von 4o:6o extrudiert. Das dadurch erhaltene Erzeugnis wird bei 165 C und bei einem Ziehverhältnis von 2,5:1 orientiert. Die Struktur wird durch Biegen und Reiben zu einem Spaltfasernetz gelockert.

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Claims

PatentansprÖche:

1. Faseriges Erzeugnis bestehend aus Fasern aus einem ersten Material in der Form von Streifen mikro-gefalteter Querschnittsform laminiert mit fadenartigen Gebilden aus einem zweiten Material.

2. Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Materialien Polymere sind.

3. Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch die fadenartigen Gebilde aus Streifen gefalteter Querschnittsform bestehen, wobei diese Querschnittsform in die Streifen des ersten Materials hinein passt.

4. Erzeugnis noch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fadenartigen Gebilde und die angrenzenden Streifen gefalteter Querschnittsform ein Spaltfasernetz bilden.

5. Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen gefalteter Querschnittsform und die fadenartigen Gebilde durch eine Klebeschicht miteinander verbunden sind.

6. Erzeugnis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material ein polymeres Material hoher Spaltfestigkeit ist.

7. Erzeugnis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Materiel ein Polyamid ist.

8. Erzeugnis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dcss das erste Material ein Polyester ist.

9. Erzeugnis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material ein Segment-Kopolymer aus abwechselnden kristallinischen und elastorneren Segmenten ist.

10. Erzeugnis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material ein Pfropfpolymer mit elasromerem Stamm und kristallinischen Zweigen ist.

11. Erzeugnis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die fadenartigen Gebilde in aufgelockertem Zustande vorhanden sind.

12. Erzeugnis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die fadenartigen Gebilde aus voneinander gelockerten mikrofibriIlaren Kristallformationen bestehen.

13. Erzeugnis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Material ein Polyamid, und das andere ein Polyester ist.

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14. Erzeugnis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material ein Polyolefin, und das erste Material ein Polyester ist, wobei der Anteil von Polyolefin der höhere ist.

15. Erzeugnis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material ein Polyolefin, und das erste Material ein Polyamid ist, wobei der Anteil von Polyolefih der höhere ist*

16. Erzeugnis nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, dass beide Materialien aus Glas bestehen*

17. Verfahren zur herste!lung eines faserigen Erzeugt isiei Hoch Anspruch 1, dadurch gekonnzeichnet/ dass din geschichtetes Erzeugnis bestehend aus abwechselnden, im wesentlichen parallelen, mikroskopisch dC/nnen Schichten aus wenigstens zwei Materialien unter Bedingungen, wo die Materialien sich in unterschiedlichem Fliessbarkeitszustand befinden, gleichzeitig einer Zusammendrückung in einer Richtung in der Schichtebene und einer Dehnung senkrecht dazu ebenfalls in der Schichtebene ausgesetzt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass

die von den Schichten aus wenigstens einem Material gebildete kontinuierliche Verbindung zwischen den Schichten aus einem anderen Material gelockert wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das geschichtete Erzeugnis durch die Extrudierung einer grossen Anzahl Filme und Verbindung dieser Filme miteinander in einer gemeinsamen Kammer hergestellt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mikroskopisch dünnen Schichten aus schmalen Streifen bestehen, und dass die Dchnungsrichtung im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Streifen vorläuft.

21. Verfahren nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen diskontinuierlich sind.

22. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass beide Materialien während der Zusammendri/ckung in flüssigem oder halbflüssigem Zustand gehalten werden.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammendrückung und die Dehnung dadurch bewirkt werden, dass das geschichtete Erzeugnis durch eine Kammer mit allmählich variierenden Dimensionen gepresst wird.

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24. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dos Erzeugnis nach der Zusammendrückung und Dehnung im wesentlichen parallel zur Dehnungsrichtung zu Streifen gespaltet wird.

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