DE1785094C3 - Verfahren zur Erzeugung von in Fasern aufspaltbaren Folienstreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von in Fasern aufspaltbaren Folienstreifen, bei dem eine kontinuierliche Foüenbahn extruojrt wird, die aus Schichten wenigstens zweier Materialien besteht, und die Folienbahn in Längsrichtung in : treifen unterteilt wird, deren längere Querschnittsdimension mit den Schichten einen Winkel bildet.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (FR-PS 14 05 162) erstrecken sich die Schichten in mehr oder weniger unregelmäßiger Form unter einem Winkel qu«r zur Oberfläche der Folienbahn. Die Aufteilung in Streifen erfolgt nach dem Austritt aus der Extrudiervorrichtung an der verfestigten Folienbahn. Dies«s Verfahren ist besonders geeignet für die direkte Herstellung von Vliesstoffen. Für die Herstellung van Fasern oder Filamenten ist es jedoch weniger geeignet. Denn mit diesen bekannten Verfahren ist es wegen der quer zur Oberfläche der Folienbahn verlaufenden unregelmäßigen Schichtstruktur schwierig, aus den Folienstreifen feintitrige Filamente herzustellen. Ferner ist es nachteilig, daß beim Schneiden der verfestigten Folienbahn eine bestimmte Streifendicke nicht unterschritten werden kann, so daß auch aus diesem Grund besonders feintitrige Filamente und Fasern mit diesem bekannten Verfahren nicht erzeugt werden können.

Dalrcr liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von in Fasern aufspaltbaren Folienstreifen bereitzustellen, aus denen besonders feintitrige, regelmäßige Filamente oder Fasern erzeugt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich die Schichten im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Folienbahn erstrecken und daß das Unterteilen der Folienbahn in Längsrichtung in Streifen in der Extrudiefvofrichtung in noch nicht verfestigtem Zustand erfolgt.

Dadurch, daß sich die Schichten im wesentlichen parallel zur Folienbahnoberfläche erstrecken, wird erreicht, daß die Regelmäßigkeit der kontinuierlichen Schichtstrukturen nicht beeinträchtigt wird, da die parallel zur Oberfläche liegenden Schichten in der Extrusionsvorrichtung einen relativ geringen Deformierungseinfluß ausüben. Zum anderen kann durch das Unterteilen der Folienbahn in noch nicht verfestigtem Zustand eine erheblich geringere Schichtdicke erreicht werden, weil hierbei auf die bereits in Streifen unterteilte Folienbahn durch den Düsenverzug eine starke zusätzliche Querschnittsverminderung ausgeübt wird. Insgesamt erlaubt deshalb die Erfindung die Erzeugung von besonders feintitrigen, regelmäßigen Filamenten oder Fasern.

Zweckmäßig wird im Verlauf des Unterteilungsvorgangs die kürzere Querschnittsdimension der Streifen vermindert Dadurch wird die Wirkung des oben erläuterten Verfahrens bei der Erzeugung besonders feintitriger, regelmäßiger Filamente noch unterstützt Zweckmäßig wird zur Erleichterung der praktischen Ausführung gleichzeitig im Verlaufe des Unterteilungsvorgangs die längere Querschnittsdimension der Streifen vergrößert Dichteänderungen treten dann nicht ein. Die Maßnahmen können überdies durch entsprechende Ausbildung der Sammelkammern in der Extrudiervorrichtung vorrichtungsmäßig leicht realisiert werden. Dabei wird die eine Querschnittsdimension der Kammer, in der ein Streifen gebildet wird, allmählich vergrößert während gleichzeitig die andere Querschnittsdimension der Kammer allmählich vermindert wird. Es kann vorteilhaft sein, die Querschnittsdimensionen dabei so weit zu ändern, daß die Querschnittsdimension jeder Kammer, in der ein Streifen gebildet wird, schließlich vertauscht werden: Die Kammer weist zunächst eine flache Form auf, deren längere Querschnittsdimension im wesentlichen parallel zur längeren Querschnittsdimension der Streifen ist, endet jedoch in einer flachen Form, deren längere Querschnittsdimension im wesentlichen senkrecht zur längeren Querschnittsdimension der Streifen ist Die obigen Angaben

zu den Änderungen der Querschnittsdimensionen der Streifen beziehen sich selbstverständlich auf das Endprodukt.

Der gewünschte Einfluß auf das erzielte Verfahrensprodukt wird noch unterstützt, wenn im Verlaufe des Unterteilungsvorgangs jede Schicht mittels eines Gitters zu Lamellen unterteilt wird, die feiner sind als die Streifenteilung. Diese Unterteilung zu Lamellen erfolgt dabei zweckmäßig vor der Unterteilung der Streifen entlang der Schnittlinien. Wird überdies die Streifenteilung sehr fein gemacht, so können ganz besonders feine Fasern erhalten werden, die beispielsweise feiner als 1 Denier sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in starker Vergrößerung perspektivisch, schematisch und teilweise im Schnitt die Schichtstruktur einer aus der Extrudiervorrichtung flüssig austretenden Folienbahn im Moment ihrer Unterteilung in Streifen,

F i g. 2, 3 und 4 in starker Vergrößerung perspektivische Ansichten der Schichtstruktur eines erfindungsgemäßhergestellten Streifens,

Fig.5 teilweise im Schnitt eine perspektivische Ansicht einer Extrudiervorrichtung,

F i g. 6 eine schematische Darstellung der sich in Extrudierrichtung Verändernden Querschnittsdimensionen der Streifen in der Extrudiervorrichtung und
F i g- 7 eine perspektivische Ansicht einer Reihe von

Kammern zur Veränderung der Querschnittsdimensionen der Streifen in der Extmdiervorrichtung.

F i g. 1 zeigt zwei Schichten 1,2 aus unterschiedlichen Materialien. Es können dabei Materialien verwendet werden, die an sich selbst in molekularorientierter Form nur schwer spaltbar sind. Derartige Materialien sind wegen ihrer hohen Abriebfestigkeit insbesondere für Textilien gut geeignet Sie müssen jedoch zunächst in eine als Fasern verarbeitbare feine Form überführt werden. Beispiele für solche spaltfeste Materialien sind: Polyamide, Polyester, Segment-Kopolymere aus abwechselnd kristallinen und elastomeren Segmenten sowie Pfropf-Polymere mit elastomerem Stamm und kristallinen Zweigen. Beispielsweise kann die Schicht 1 der Schichtstruktur aus eürsm Polyamid, die Schicht 2 aus Polyester bestehen. Als Polyamid für die Schicht 1 sind beispielsweise PolycaproJactam oder Polyhexamethylenadipamid geeignet Ais Polyester für die Schicht 2 wird vorzugsweise Polyäthylenterephthalat verwendet Ist eines der Materialien ein Polyamid oder ein Polyester, so kann als anderes Material auch ein Polyolefin verwendet werden. Das billige Polyolefinmaterial dient dabei als Füllstoff, während Polyamid oder Polyester die erwünschte Reibfestigkeit ergeben.

!n der Schichtstruktur von F i g. 1 liegen die Schichten 1 und 2 übereinandergestapelt in Form einer in Richtung des Pfeiles durch eine Kammer der Extrudiervorrichtung austretenden Folienbahn vor. Die in Richtung des Pfeils anlaufende Folienbahn aus den Schichten 1 und 2 wird mit Hilfe von Klingen 3 in eine Vielzahl von Streifen unterteilt Diese Unterteilung erfolgt in der Extrüdiervorrichtung in noch nicht verfestigtem Zustand der Folienbahn. Unterteilt werden die sich im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Folienbahn erstreckenden Schichten 1,2 (Fi g. 1). Da die Klingen 3 untereinander parallel liegen, in die durch den Pfeil angedeutete Richtung des Anlaufens der Folienbahn weisen und zur Oberfläche der Folienbahn senkrecht stehen, liegen in den zwischen zwei Klingen 3 in der Extrüdiervorrichtung entstehenden Streifen die Schichten 1,2 quer ζιτ Längserstreckung des Streifens.

In der Figur sind nur die für die Unterteilung verwendeten Klingen 3 gezeigt, die übrigen Vorrichtungsteile der besseren Übersichtlichkeit halber aber weggelassen. Werden anstelle der Klingen 3 keilförmig zulaufende Unterteilungsglieder verwendet, deren Keilspitze in Richtung dei Pfeils weist die; ich jedoch in der durch den Pfeil angedeuteten Strömungsrichtung verbreitern, so werden zwischen den Unterteilungsgliedern sich in Strömungsrichtung verengende Kammern gebildet Im Verlaufe des 'Jnterteilungsvorgangs wird somit der Streifen seitlich zusammengedrückt Dadurch wird die kürzere Querschnittsdimension des durch die Unterteilung hergestellten Streifens weiter vermindert.

F i g. 2 zeigt eine Streifenstruktur, bei der bezüglich der den Streifen bildenden Schichten 1 und 2, jeweils die kleinste Dimension dieser Schichten im Streifen, nämlich die Schichtdicke, senkrecht zur kleinsten Dimension des Streifens selbst also der Streifendicke, liegt F i g. 3 zeigt einen anderen Streifen, dessen Streifenstruktur aus Schichten 1, 2 sich im Gegensatz zum vorigen dadurch auszeichnet, daß hier die Richtung der Schichtdicke mit der Richtung der Streifendicke zusammenfällt bzw. parallel zu dieser ist Ob die Streifenstruktur nach Fi g. 2 oder F ί g. 3 erhalten wird, hängt Von der Anzahl der Schichten in der Folienbahn, der Schichtdicke, den Abmessungen der Extrudiervorrichtung und den Verhältnissen beim Abziehen des Streifens von der Extrudiervorrichtung ab. In Fi g. 2 ist ein Streifen gezeigt, dessen Schichten 1, 2 im Bereich der Streifenkanten dünner ais im Mittelabschnitt des Streifens sind. Derartig unterschiedliche Schichtdicken lassen sich durch eine Ausziehwirkung erreichen, bei der man die Seitenwände der Kammern der Extrüdiervorrichtung relativ zueinander umlaufen läßt

Fig.4 zeigt eine Streifenstruktur, die man dann erhält wenn man im Verlaufe des Unterteilungsvorganges jede Schicht 1, 2 mittels eines Gitters zu Lamellen unterteilt die feiner sind als die durch die Klingen 3 bewirkte Streifenteilung. Das Gitter für die Bildung der Lamellen wird zweckmäßig in Strömungsrichtung vor den Klingen 3 angeordnet Die Folienbahn aus den Schichten 1,2 wird somit in flüssigem Zustand durch das Gitter in Lamellen aufgeteilt bevor die Folienbahn zu den Unterteilungsgliedern gelangt Als diese werden hier solche verwendet die den durch die Unterteilung gebildeten Streifen nach der Unterteilung und seinem Weitertransport in Strömungsrichtung bezüglich der Folienbahn iieitlich zusammendrücken. Im in F i g. 4 dargestellten Fall werden innerhalb eL<s Streifens drei Reihen Lamellen gebildet Es müssen alsc in dem zur Lamellenbildung verwendeten Gitter pro zwischen zwei Unterteilungsgliedem gebildeter Kammer im Gitter vier Drähte vorliegen. Beträgt die Kammerteilung (Abstand zweier benachbarter Klingen 3 voneinander) beispielsweise 4 mm, so ist eine Gitterteilung von 1 mm zu wählen. Ist weiter die Breite des Austrittsschlitzes für die in Streifen unterteilte Folienbahn aus der Extrüdiervorrichtung 1 mm, so beträgt die Breite jeder der Lamellen im Moment des Austritts aus der Extrudiervorrichtung V₃ mm. Wird weiter beim Abziehen der in Streifen unterteilten, teils noch schmelzflüssig, teils schon erstarrend vorliegenden Folienbahn von der Extrudiervorrichtung die Streifendicke auf 0,03 mm vermindert, so beträgt die Breite jeder der Lamellen nur noch 0,01 mm. Die Lamellen können noch wesentlich feiner sein.

Fig.5 zeigt eine Extrudiervorrichtung mit zwei Kanälen 5 und 6 zum Zuführen der beiden Materialien zu Öffnungen 7 und 8 zum Extrudieren jeweils eines der Materialien. Die öffnungen 7 sind dabei in einer Kreisreihe angeordnet Ebenso sind die öffnungen 8 in

einer Kreisreihe angeordnet. Die Öffnungen 7 lier einen Kreisreihe liegen dabei zwischen den Öffnungen 8 der anderen Kreisreihe. In Strömungsrichtung, also nach unten, schließt eine kreisringförmige Sammelkammer 9 an. Diese ist zwischen den zur Strömungsrichtung parallelen Seitenwänden zweier Teile 10 und 11 gebildet, die, wie durch Pfeile angedeutet, in entgegengesetzten Richtunger umlaufen. Die beim Extrudieren durch die öffnungen 7,8 erzeugten, bezüglich der Achse der kreisringförmig aufgebauten Extrudiervorrichtung racial verlaufenden Schichten werden so in der Sammelkammer 9 einer Ausziehwirkung unterworfen und können durch eine in der Bewegungsbahn des extrudierten Schlauches angeordnete Reihe von radialen Drähten odet dünnen Klingen in sehr schmale Bänder und schließlich auf die oben beschriebene Weise in Streifen unterteilt werden. Die Unterteilungsglieder sind in F i g, 5 nicht dargestellt

F i g, 6 veranschaulicht den Verlauf der Umkehrung der Schichtstruktur im Verlauf der Strömung durch zwei in der Extrudiervorrichtung ausgebildete Kammern, die in allmählichem Übergang ihre Querschnittsdimensionen verändern. Es ist nur die Form des geschmolzenen Materials im inneren der Kammer, nicht dagegen die

Kammer selbst dargestellt. Das eine Ende jeder Kammer, die sich unmittelbar an die in Fi g. 5 gezeigte Extrudiervorrichtung anschließt, ist halbringförmig und mit einem feinen Gitter aus radialen Drähten oder dünnen Klingen für die LärfiellefibildUng Versehen, falls diese gewünscht wird. Die radiale Querschnittsdimension der Kammer ist an diesem Ende klein. Die radiale Querschnittsdimension der Kammer wächst jedoch in Strömungsrichtung ständig an. Gleichzeitig wird die Umfangserstreckung der Kammer vom Halbring immer ,mehr vermindert, bis schließlich die Querschnittsdimension in Umfangsfichtung kleiner als die radiale Querschnittsdimension der Kammer ist.

Fig.7 ist eine Fig.6 ähnliche Darstellung, bei der lediglich die Veränderung der Querschnittsdimension is des Materials dargestellt ist. Anstatt durch zwei Kammern, wie bei F i g. 6, ist hier fängs der durch die Öffnungen 7, 8 in Kreisringform gebildeten Extrudier-Das Material wird vorzugsweise nach unten in ein Kühlbad exlfüdiert.

Beispiel

Zwei Materialien' Werden eiitef ExifudieTVörrichiUng zugeführt. Dem Kanal 5 wird ein Polycaprolactam mit dem Schmelzindex 3 (ASTM D 1238-57, Condition K) zugeführt. Dem Kanal 6 wird ein Polyäthylen von Unter den genannten Bedingungen gleichem Schmelzindex zugeführt. Die öffnungen 7 und 8 hatten eine Radiallärige von 6 mm, die Satiirrielkammer 9 eine konstante Breite in Radialrichtung von ebenfalls 6 trim. Die beiden genannten Materialien wurden durch die Öffnungen 7, 8 im Verhältnis 40 :60 in die Sammelkammer 9 extrudiert. Die sich anschließende Kammer zur Beeinflussung der Stfeifenstfuktur wies eine Einlaufe breite von 5 mm und eine Auslaufbreite von 1 mm auf. Die Folienbahn wurde bei einer Temperatur von 165° C

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kreisreihe angeordnet. Hier erfolgt keine Vergrößerung der längeren Querschnittsdimension der Streifen, sondern lediglich eine Verminderung der kürzeren Querschnittsdimension der Streifen.

durch die Unterteilung erzielte Streifen-Struktur der Folienbahn wurde sodann durch Biegen und Reiben zu einem Spaltfasernetz aufgespalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung von in Fasern aufspaltbaren Folienstreifen, bei dem eine kontinuierliche Folienbahn extrudiert wird, die aus Schichten wenigstens zweier Materialien besteht, und die Folienbahn in Längsrichtung in Streifen unterteilt wird, deren längere Querschnittsdimension mit den Schichten einen Winkel bildet, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schichten im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Folienbalhn erstrecken und daß das Unterteilen der Folienbalhn in Längsrichtung in Streifen in der Extrudiervorrichtung in noch nicht verfestigtem Zustand erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlaufe des Unterteilungsvcirgangs die kürzere Querschnittsdimension der Streifen vermindert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlaufe des Unterteilungsvorganges die länger» Querschnittsdimension der Streifen vergrößert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlaufe des Unterteilungsvorganges jede Schicht mittels eines Gitters zu Lamellen unterteilt wird, die feiner sind als die Streifenteilung.