DE1922419A1 - Verfahren zur Herstellung einer Faserbahn - Google Patents

Description

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RECHTSANWALT!

DR. JUR. DIPL-CHEM. WALTER BEII 30. April 1969

ALFRED HOErVEN:;?

DR. JUU. ül.-\.-. I.V.A. H.-J. WOLFF

DR. JUR. HANS CHR. BEIL ,

FRANKFURT AM NUJN-HOCHS?

ADUONSIRASifc M

Unsere Nr. 15^88

Chevron Research Company San Francisco, CaI. V.St.A.

Verfahren zur Herstellung einer Faserbahn·

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung äußerst gleichmäßiger, gewebeartiger Faserbahnen aus monoaxial-orientierten Polymerfolien sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

In der Patentanmeldung Nr (US.-Patentanmeldung

Serial No. 5^0 149) wird ein grundlegendes Verfahren zur Herstellung gleio hmäßiger Faserbahnen aus monoaxial-orientierten Polymerfolien beschrieben. Die genannte Patentanmeldung betrifft ein Verfahren, bei welchem die Folie zwischen einer angegetriebenen Walze, welche mit einem Kardlertuch überzogen ist, das in gleichmäßigen Abständen Erhebungen aufweist, und einer rotierenden, elastischen Druckwalze hindurchgeführt wird· Die Folie läuft praktisch parallel zu den Walzen und senkrecht zu einer Eben«, welche die Längsachsen der beiden Walzen verbindet· Di· Walzen drehen sich derart, daß die die Foil· berührenden Teile ihres Umfang· sich in gleicher Richtung wi· die Folie bewegen· Die Druckwalze übt genügend

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Druck auf die Folie aus, so daß die Erhebungen des Kardiertuchs die Folie durchlöcher n. Die Antriebswalze wird so betrieben, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit etwa 1,5 bis 20 mal so groß wie die Laufgeschwindigkeit der Folie ist. Dadurch wirken die Erhebungen des Kardiertuchs als Schneidwerkzeuge und schneiden die Folie unter Bildung eines gleichmäßig fibrilierten Materials»

Das beschriebene Verfahren wurde technisch zur Herstellung gleichmäßiger Faserprodukte zur Verwendung in der Textilindustrie eingesetzt; es weist jedoch noch einen schwerwiegenden Nachteil auf. Dieser besteht darin, daß das Kardiertuch rasch abgenutzt wird und daher häufig ersetzt werden muß. Dadurch entstehen längere Ausfallzeiten. Mit zunehmender Abnützung des Kardiertuchs wird die Faserbahn ferner weniger gleichmäßig. Diese zunehmende Ungleichmäßigkeit schlägt sich auf die Qualität des schließlich daraus hergestellten Textilprodukts nieder

Es wurde nun eine Verbesserung des obigen Verfahrene ge.» funden, durch welche die Abnützung der Schneidwerkzeuge der angetriebenen Walze wesentlich herabgesetzt wird. Gleichzeitig wird durch diese Verbesserung eine wesentlich gleichmäßigere Faserbahn erzielt als nach dem bisher verwendeten Verfahren«

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die unter kontrollierter Spannung stehende Folie zwischen die rotierenden Oberflächen einer angetriebenen Walze, die parallele, schraubenlinienför-mige Reihen von sägezahnartigen Zähnen aufweist, und einer mit schraubenlinienfö'rmigen Aussparungen versehenen angetriebenen Druckwalze hindurch geführt. Die Zahnreihen passen in die Aussparungen der Druckwalze. Die Aussparungen sind breiter als Zahnbreite und tiefer als Zahnhöhe. Die Folie wird zwischen die beiden Walzen in solchem Winkel eingeführt, daß sie die Oberfläche der Druckwalze berührt, ehe Berührung mit der gezahnten Walze erfolgt, und wird von der Oberfläche der Druckwalze getragen. Druckwalze und gezahnte Walze werden synchron mit Umfangsgeschwindigkeiten betrieben, die etwa 1,5 bis 2"O mal, vorzugsweise 2 bis 15 mal größer sind al« die Foliengeschwindig-

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die F.Q 1 i 6

keit. Die Zahnreihen du rc hl ocher neb»»" ■ , und treten in die Aussparungen ein. Da die Walzen sich rascher bewegen als die Folie, werden von den Zähnen längliche Schlitze in die Folie geschnit ten. Da Zähne und Aussparungen sich im wesentlichen synchron "bewegen, verbleiben die Zähne, während sie die Folie aufschneiden, in den Aussparungen. Die Stellung eines Zahns in einer Aussparung ist so, daß der Abstand zwischen der den nicht geschlitzten Film tragenden Kante der Aussparung und der nächstftelegenen

versetzte Kante der Zahnspitze geringer ist als der seitlich -e-Abstand zwischen Spitzen benachbarter Zähne in einer Reihe. Die Folie wird aus dem Walzenspalt in solchem Winkel gezogen, daß sie von der Oberfläche der Druckwalze unterstützt und in Berührung mit ihr bleibt, nachdem die Zähne sich von der Folie losgelöst haben.

Die Herstellung der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Folien erfolgt in an sich bekannter Weise. Das Polymer \?ird in einem konventionellen Extruder unter Bildung einer Folie der gewünschten Dicke und Breite extrudiert«, Zweckmäßig werden sehr breite Folien extrudiert, die dann auf die gewünschte Breite geschnitten werden können. Die Folie kann durch Verstrecken bei erhöhten Temperaturen orientiert werden. Die Verstrecktemperaturen hängen von dem jeweils vorliegenden Polymer ab. Die Folie kann auf die gewünschte Temperatur gebracht werden, indem man sie entweder durch eine Heizzone oder über erhitzte Walzen führt« Das Verstrecken kann einstufig oder mehrstufig erfolgen. Das zur Orientierung der Folie angewandte Streckverhältnis beträgt letztlich mindestens etwa ^:1 und kann bis unterhalb des Werts gesteigert werden, bei welchem spontane Fibri31ierung der Folie eintritt. Auch das Streckverhältnis hängt vom jeweiligen Polymer ab. Für festes, im wesentlichen kristallines Polypropylen eignen sich beispielsweise Streckverhältnisse zwischen / 6:1 und 10:1, vorzugsweise 7:1 und 9:1.

Die Foliendicke ist so zu wählen, daß sie der beim resultierenden Faserprodukt gewünschten Feinheit entspricht. Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten orientierten Folien sind

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im wesentlichen gleichmäßig dick. Im allgemeinen liegt die Dicke der orientierten Folie zwischen 12,7 und 76/U, vorzugsweise zwischen 18 und 51/U. Bei Verwendung von Folien mit den geringeren Dicken innerhalb des obigen Bereichs werden Endprodukte mit gutem Griff erzielt. Bei Verwendung von Folien mit im oberen Teil des angegebenen Bereichs liegenden Dicken werden gröbere Materialien erhalten.

Zur Herstellung dieser Folien geeignete Polymere sind orientierbare, unter Normalbedingungen feste, kristalline Polymere und Copolymere. Typische Beispiele solcher Polymere sind Polyäthylen mit hohe r Dichte, Polypropylen, Poly-^-methyl-1-penten, Polyester, Polyamide, z.B. die Nylons, und dgl„ Falls erwünscht können auch Gemische solcher Polymere verwendet werden. Die Polymere können Additive wie Lichtstabilisatoren, Antioxydan« tien, Wärmestabilisatoren, Farbstoffakzeptoren, Pigmente, Farbstoffe, Füllstoffe und dgl. enthalten.

Die angetriebene, gezahnte Walze, die erfindungsgemäß verwendet wird, wird zweckmäßig so hergestellt, daß man in einer Walze mit gewünschtem Durchmesser von gewöhnlich etwa 5 bis 38 cm in schraubenlinienförmigen, parallelen Reihen mit Winkeln von etwa 1/2 bis ^5° » Aussparungen vorsieht, und in diese einen mit Sägezähnen versehenen Schleifdraht einsetzt, so daß die Zähne hervorragen und sich radial aus der Walzenoberfläche heraus erstrecken. Zweckmäßig werden die Drahtrollen um die Walze in gleichmäßigen Abständen angebracht. Ähnliche mit Draht umwickelte Walzen werden in der Textilindustrie zum Zerschneiden von natürlichen Stapelfasern angewandt«

Der Arbeitswinkel der Zähne des Drahts beträgt erfindungsgemäß zweckmäßig etwa 90°. Ist der Winkel sehr spitz, so kann die Faserbahn an den Zähnen hängenbleiben, wonach sie dann um die gezahnte Walze aufgewickelt wird. Die seitlichen Abstände zwischen den Spitzen benachbarter Zähne sind im wesentlichen gleich und liegen bei etwa 25 bis 1250,u, vorzugsweise zwischen

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125 und 380yu. Da die Zähne als Schneidwerkzeuge dienen, entspricht dieser Abstand etwa der Paserdicke in der Bahn bezw. dem Gewebe, Mit anderen Worten, die einzelne Pibrille wird durch die Schneidwirkung zweier benachbarter Zähne innerhalb einer Reihej die voneinander wegen der schraubenlinienförmigen Anordnung seitlich versetzt sind, gebildet. Die Zähne sind gewöhnlich im Querschnitt spitz ζ'laufend, während die oberste Spitze gewöhnlich flach und etwa 25 bis 250/U breit ist. Die Basis der Zähne besitzt im allgemeinen eine Breite von etwa 380 bis 625/U.

Gewöhnlich liegen pro 2,5 cm Draht etwa 3 bis 15 Zähne vor.

Damit jeder Zahn im wesentlich gleich lange Schlitze in die Folie schneidet, ist die Tolleranz hinsichtlich des Abstandes von der Achse der gezahnten Walze zu den Zahnspitzen klein zu halten. Vorteilhafterweise sollte dieser Abstand um nicht mehr als etwa 50/U variieren.

Praktisch kann jede Anzahl Zahnreihen, größer als 1, erfindungsgemäß eingesetzt werden. Im Einzelfall wird die bevorzugte Anzahl der Reihen von den zu erzielenden Muster, dem Durchmesser der gezahnten Walze und der Umfangsgeschwindigkeit und Durchdringung abhängen. Unter "Durchdringung" wird der Teil der Zahnhöhe verstanden, der die Folie durchsticht. Im allgemeinen liegt die Zahl der Reihen zwischen ^ und 30.

Der Umfang der Druckwalze ist mit schraubenlinienförmigen Aussparungen versehen, die derart sind, daß sie mit den einzelnen Zahnreihen der gezahnten Walze in Eingriff kommen können. Die Aussparungen besitzen somit die gleiche Neigung wie die Zahnreihen, und der Längsabstand (parallel zur Walzenachse) zwischen benachbarten Aussparungen entspricht im wesentlichen dem Abstand zwischen benachbarten Zahnreihen. Die Neigung der Aussparungen ist jedoch negativ in Bezug auf die Neigung der Zahnreihen. Wie bereits erwähnt, ist die Breite der Aussparungen größer als die Zahnbreite. Übermäßig breite Aussparungen sollten jedoch vermieden werden, da sich die Folie in solchen Aussparungen zusammenfalten könnte, so daß sie an diesen Stellen nicht durchschnitten wird (dieser Vorgang wird als "Übersprin-

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gen" bezeichnet). Gewöhnlich sind die Aussparungen etwa 500 bis 1520/U breit.

Die mic Aussparungen versehene Druckwalze ist ständiger Reibung ausgesetzt, da sie mit der Folie in Berührung steht und sich schneller als die Folie bev/egfc* Es empfiehlt sich daher, diese Walze aus hartem Material, e.E. mit Chrom oder Keramikmaterial überzogenem Stahl herzustellen. Auch andere Materialien wie Hartkunststoffe, z.B. Nylon oder Teflon, können verwendet werden. Auch die gezahnte Walze kann aus einem der obigen Materialien hergestellt werden. Gewöhnlieh weist die Druckwalze einen Durchmesser von etwa 5 tis^-38 ^m :iuf.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, in denen

Figur 1 ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zur Folienherstellung und FibrÜÜLerung gemäß vorliegender Erfindung;

Figur 2 eine seitliche Teilansicht der f!brillierenden Walzen gemäß Figur i;

Figur 3 einen Teilquerschnitt der Fibriliierungsvorrichtung gemäß Figur 1 mit einem Zahn in der Aussparung der Druckwalze;

Figur ^ eine weitere Teilansicht der FibrilZierungsvorrichtung gemäß Figur 1; und

Figur 5 die Photographie einer unter Verwendung der Vorrichtung gemäß Figur 1 erhaltenen Bahn darstellen.

In Figur 1 wird eine Extruder 1 zur Herstellung der ?olie 13 gezeigt, welche in der Streckvorrichtung 3 orientiert wird unter Bildung einer mono&xial-Qrienfcierten Folie 13. Ferner zeigt Figur i Halfce/walzen 25 und 26, eine gezahnte Walze 11, eine Druckwalze 12, einen Motor zum synchronen Antrieb der gezahnten Walze und aer Druckwalze (das die gezahnte Walze und die angetriebene Walze verbindende Treibriemensystem ist nicht gezeigt), Zugwalzen 27 und 28, einen Motor zum Antrieb der Zugwalzen, eine Aufnahmewalze 7 und einen Motor zum Antrieb der Aufnahmewalze·

Die Stellung der Walzen, Zähne und Aussparungen zu einander 909847/1027

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wird durch Figur 2 und 3 illustriert.

Figur 2 zeigt eine Ansicht der gezahnten Walze 11 und der Druckwalze 12 in Gegenrichtung zur Laufrichtung der Folie 13. Gezahnte Walze Ii und Druckwalze 12 sind so zueinander angeordnet, daß die Umfangsflächen parallel und nahe benachbart sind. Die gezahnte Walze 11 dreht sich im Uhrzeigersinn, während die Druckwalze 12 sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, so daß diejenigen Flächen jeder Walze, die mit der Folie 13 in Be rührung sind, sich in gleicher Richtung wie die Folie 13 bewegen. Sobald Reihen von Zähnen lh die Folie 13 durchstechen, greifen sie anschließend in komplementäre Aussparungen 15 der Druckwalze ein. Der Winkel der Schraubenlinie 0 der Aussparungen ist irn wesentlichen gleich dem Winkel der Schraubenlinie der Zahnreihen, jedoch negativ dazu*

Figur 3 zeigt einen Teilquerschnitt eines Zahns Ik in einer Aussparung 15« Während die Aussparung hier rechteckig dargestellt wird, muß sie jedoch nicht diese Form besitzen. Sie kann beispielsweise auch trapezoidal sein, oder sie kann eine abgerundete Bodenfläche aufweisen. Die Höhe der Aussparung wird mit X> bezeichnet« Wie bereits erwähnt, hängt die Breite der Aussparung c von der Zahnbreite und der gewünschten Breite der Fibrille ab. Im allgmeinen müssen die Zähne nicht symetrisch in der Aussparung sitzen. Sie können sich näher der Ka\e der Aussparung, welche die ungeschlitzte Folie trägt, befinden. In Figur 3 wird diese Kante bei 16 gezeigt. Der Abstand zwischen der Kante 16 und der Zahnspitze wird mit d bezeichnet. Dieser Abstand soll vorzugsweise geringer sein als die gewünschte Fibrillenbreite. Als allgemeine Regel gilt, daß, falls man eine geringere Fibrillenbreite wünscht, der Abstand d ebenfalls verringert werden muß. Als Beispiel für den Zusammenhang zwischen Abmessungen der Zähne, Aussparungen und Fibrillen wurden spitzzulaufende Zähne von 225/U Breite am oberen Ende mit einem seitlich versetzten Abstand von 355/U zusammen mit Aussparungen von 76O/U Breite verwendet. Die Zähne saßen etwa in der Mitte der Aussparungen, und der Abstand zwischen der die ungeschlitzte Fo-

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lie tragenden Kante der Aussparung und dem Zahn betrug etwa 200 bis 300/U. Mit diesen Abmessungen wird eine gleichmäßige Paserbahn mit Fibrillen von 355/U Breite erzielt.

Bei dem eingangs erwähnten, bisher verwendeten Verfahren wird die Folie geradlinig zwischen angetriebener Walze und Druckwalze hindurchgeführt. Mit der neuen Kombination aus gezahnter Walze und mit Aussparungen versehener Druckwalze würde bei gleicher Folienführung, d.h. tangential, eine Faserbahn von zottigem Aussehen resultieren, verursacht durch lose, abgebrochene Fasern und Unregelmäßigkeiten aufgrund des "Überspringens". Überraschenderweise zeipv,' ι loh, daß diese Schwierigkeiten übe rwunden werden können, indemvia) die Folie unter kontrollie-rter Spannung hält und (b) sie in Berührung mit und getragen durch die Oberfläche der Druckwalze hält, indem man sie unter einem bestimmten Winkel dem β Walzenspalt zuführt und von dort abzieht, Erfindungsgemäß wird daher die Folie so den Walzen zugeführt und davon weggeführt, daß der zu behandefäe Folienteil mit der Druckwalze in Berührung kommt, ehe die Zähne eingreifen, und mit dieser Walze in Berührung bleibt, bis die Zähne sich von diesem Teil der Folie wieder gelöst haben. Auf diese Weise besitzt die Faserbahn kein flauschiges oder zottiges Aussehen mehr. Die erwähnte Maßnahme wird anhand von Figur k noch näher erläutert.

Figur k zeigt eine Seitenansicht der Folie 13, die sich zwischen der gezahnten Walze 11 und der mit Aussparungen versehenen Druckwalze 12 gemäß vorliegender Erfindung bewegt. Die Folie 13 wird in einem Winkel νden Walzen 11 und 12 zugeführt. Der Winkel X wird begrenzt durch eine Tangente, die sich von dem Punkt aus, an welchem die Folie zunächst die mit Aussparungen versehene Druckwalze 12 berührt, und eine Linie,die den Kreisbogen von gezahnter Walze 11 (an den Zahnspitzen gemessen) und mit Aussparungen versehener Walze 12 schneidet. Damit die Folie zunächst die Walze 12 berührt, ist dieser Winkel in Radianten größer als

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in welcher/p^eiie Tiefe der größten Durchdringung der Zähne in die mit Aussparungen versehene Druckwalze, D^ den Durchmesser der gezahnten Walze, gemessen bis zur Spitze der Zähne, und D₂ den Durchmesser der Druckwalze darstellen. Dieser Winkel liegt gewöhnlich zwischen etwa 3 und 15°. Entsprechend berührt dann • die Folie zunächst die Druckwalze und gelangt dann erst in den Eingriff der Zähne. Sobald die Zähne 14 die Folie durch-löchert haben, gelangen sie nach oben in die Aussparungen 15· Sie schneiden im wesentlichen gleich lange Schlitze durch die Folie aufgrund der unte-rschiedlichen Geschwindigkeit von Folie und gezahnter Walze. Nachdem die Zähne sich von .'er Folie gelöst haben, bleibt diese noch in Kontakt mit der Druckwalze. Die fibrilierte Folie wird unter einem Winkel ß abgezogen. Dieser Winkel ist begrenzt durch eine Tangente, welche von dem Punkt ausgeht, an welchem die Folie die Druckw\ze verläßt, und durch die Linie, welche die Umfangsbögen von Druckwalze und gezahnter Walze schneidet. Der Minimalwert für den Winkel ß liegt mindestens beim Wert des Winkels x. Zweckmäßig sind Winkel x und Winkel ß im wesentlichen gleich.

Die auf die Folie während dem Kontakt mit der Druckwalze ausgeübte, kontrollierte Sp»annung ist so groß, daß die Folie straff gegen die Druckwalze gehalten wird, ohne jedoch in die Aussparungen der Druckwalze gezogen zu werden. Gewöhnlich liegt

ο diese Spannung bei etwa 42 bis 210 kg/cm . Falls mit Spannungen

unterhalb 42 kg/cm gearbeitet wird, kann die Faserbahn lose Faserenden aufweisen und Unregelmäßigkeiten, die durch Über-

springen entstanden sind. Mit Spannungen von mehr als 210 kg/cm kann gearbeitet werden, doch tritt hierbei verstärkte Abnutzung der Druckwalzen und erhöhter Energiebedarf auf. Die Spannung kann erzeugt werden, indem man die Folie zwischen Halte/walzen 25 und 26 gemäß Figur 4 führt, bevor sie zwischen die Walzen eintritt lind zwischen die Zugwalzen 2? und 28 gemäß Figur 4 gelangt. Die Halte^walzen oberhalb des Schlitzbereichsjverankern die Folie gegenüber dem Zug der Zähne. Die Spannung kann innerhalb des vorstehend genannten Bereichs eingestellt werden, indem man die Geschwindigkeit der Zugwalzen auf einen Wert erhöht, der etwa

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bis 1% über der Geschwindigkeit der Halte/walzen liegt.

Beispiel 1

Handelsübliches, im wesentlichen kristallines Polypropylen wurde zu einer kontinuierlichen Folie in eine-r Geschwindigkeit von etwa 9 m pro Minute extrudiert. Die Folie wurde auf eine Breite von 25 cm zurechtgeschnitten und dann durch Verstrecken über erhitzten Walzen von 120 bis 138°C orientiert. Das endgültige Streckverhältnis betrug etwa 7:1. Auf diese Weise erhielt man eine Folie von etwa 19 cm Breite und 25,²JyU Dicke. Auf die Unterseite der Folie wurde ein dünner Überzug aus einer wässrigen Emulsion eines antistatischen Mittels aufgebracht.

Die orientierte Folie wurde über ein Paar Halte,i*walzen geleitet und dann zwischen einer gezahnten Walze und einer Druckwalze hindurchgeführt. Die ÄLte/walzen wurden mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 60 m pro Minute betrieben. Die gezahnte Walze und die Drykvni ~e drehten sich mit einer Umfangs-

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geschwindigkeit von 21J./i.ivvtp**, jedoch in umgekehrten Richtungen. Die beiden Walzen waren durch einen Taktgeber verbunden sowie mit einer gemeinsamen Antriebswelle. Die gezahnte Walze war schraubenlinienförmig mit Schleifdraht umwunden, während die Druckwalze mit schraubenlinienförmigen Aussparungen in der Weise versehen war, daß die Zähne des Drahts und die Aussparungen miteinander in Eingriff kommen konnten.

Die mit Draht umwickelte Walze war 38 cm lang und besaß einen Durchmesser von 17,5 cm, gemessen bis zur Spitze der Zähne. Die Walze war mit 16 getrennten, im wesentlichen parallelen Reihen aus Schleif draht schraubenlinienförmig rechtsherum umwickelt. Es lagen 11 Zahnreihen mit r].~ich:nä"igem Abstand" voneinander cro 2,54 cn vor. Jede Reihe enthielt 3,9 Zähne pro 2,5*1- cm längs des Drahtes. Die Führungskanten der Zähne erstrSkten sich senkrecht zur Walzenfläche, d.h. sie besaßen einen Arbeitswinkel von 90°. Jeder Zahn war an der Spitze 0,23 mm breit.

Die mit Aussparungen, versehene Druckwalze war 38 cm lang

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und besaß einen Durchmesser von 11,5 cm. Sie wies 16 schraubenlinienförmig£ angeordnete Aussparungen von 0,51 mm Breite und 1,27 mm Tiefe auf, die in einer Anzahl von 11 pro 2, 5^ cm in die Oberfläche der Walze eingeschnitten waren. Die Aussparungen waren unter Linksdrehung eingeschnitten. Die Oberfläche dieser Walze war etwa 1,52 mm von der Oberfläche (an der Basis der Zähn£ der gezahnten Walze entfernt, woraus eine maximale Eindringtiefe eines Zahns in eine Aussparung von etwa 0,38 mm resultierte.

Die orientierte Folie kam mit der Druckwalze in einem Winkel von 7° von der Tangentiale in Berührung und verließ diese Walze ebenfalls in einem Winkel von 7°. Die fibrilierte Folie gelangte dann zwischen einem Paar Zugwalzen hindurch. Diese Zugwalzen drehten sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 60,3 m pro Minute.

Eine Probe der auf obige Weise hergestellten Faserbahn wurde auf die dreifache ursprüngliche Breite ausgebreitet, photographiert und die Photographie wurde 2,5-fach vergrößert. Figur 5 stellt eine Wiedergabe dieser Photographie dar. Die Anzahl Fibrillen pro 2,5^ cm Breite der Bahn betrug in diesem Fall 55.

Wie aus Figur 5 ersichtlich, besteht das erfindungsgemäß· erhaltene Produkt aus Bändern oder Rippen 30, die durch Reihen longitudinaler Fibrillen 31 in der Form von Heringgräten verbunden sind. Die Rippen laufen mit seitlicher Neigung über die Breite der Bahn. Der Winkel, unter dem die Rippen sich neigen, entspricht in der Richtung der Neigung der Zähne, ist jedoch größer als deren Winkel. Die die Rippen verbindenden Fibrillen sind gleichmäßg breit und lang. Die Abstände zwischen den Fibrillen sind im wesentlichen gleich. Die Gleichmäßigkeit der Bahn kann beurteilt werden, indem man über die Bahnbreite senkrechte Linien in beliebigen Abständen zieht und die Anzahl der Fibrillen, die jede Linie schneiden, zählt. Die Übereinstimmung der Ergebnisse ist ein Maß für die Gleichmäßigkeit. Nach den bisherigen Verfahren ergaben derartige Messungen Sfcandardab-

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weichungen von bis zu etwa 20$, während die Abweichungen beim erfindungsgemaßen Verfahren selten 3% übersteigen.

Beispiel 2

Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurde eine gleichmäßige Faeerbahn in halbtechnischem Maßstab hergestellt, jedoch unter Verwendung einer gezahnten & Walze mit längeren Zähnen und entsprechender Druckwalze und eine»r entsprechend breiteren Folie. Zählungen der Flbrillen wurden am Produkt mehrmals während einer mehrwöchigen Versuchsdauer vorgenommen. Bei diesen Zählungen ergab sich, daß das Material 71 1/2 Fibrillen pro 2,5k cm Breite bei einer Standardabweichung von 2 aufwies. Jede Fibrille war 0,89 mm lang, jede Rippe etwa 0,36 mm breit.

Ein durchgefärbtes Produkt gemäß obigem Beispiel wurde In schmale Streifen geschnitten, pro 2,5 cm mit 2 Umdrehungen verzwirnt und zu einem Teppich verwoben. Dieser Teppich war über die gesamte Länge und Breite gleichmäßig im Aussehen und ohne Streifen/ die auf fehlende Gleichmäßigkeit beim Ausgangsprodukt zurückgehen. Aus fibrilierrtem Material mit der gleichen durchschnittlichen Anzahl Fibrillen pro Län/re^heit in der Breite, i * , ,ι.* „ ,, .hergestellte Teppiche

jedoch mit einer Fehler-grenze von etwa 20£,vzeigten deutlich sichtbare Streifen und waren nicht für den Verkauf geeignet.

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Claims (12)

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   Patentansprüche

   /T.J Verfahren zur Herstellung einer äußerst gleichmäßigen Paserbahn aus einer monoaxial-orientierten Polymerfolie, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folie unter einer Spannung

   von etwa b2 bis etwa 210 kg/cm zwischen den rotierenden Oberflächen einer Walze, die parallele schraubenlinienförmige Reihen von im wesentlichen in gleichem Abstand voneinander befindlichen Zähnen aufweist, wobei die Arbeitskanten der Zähne die Führungskanten darstellen, und einer mit schraubenlinienförmigen Aussparungen, welche mit den Zahnreihen kommunizieren, versehenen Druckwalze hindurchführt und dabei die Folie in solchem Winkel zuführt, daß sie die Druckwalze berührt, ehe sie mit der gezahnten Walze in Berührung kommt und von der Oberfläche der Druckwalze getragen wird, daß gezahnte Walze und Druckwalze im wesentlichen synchron mit Umfangsgeschwindigkeiten rotieren, welche etwa 1,5 bis etwa 20 mal so groß sind wie die Laufgeschwindigkeit der Folie, wobei die Zähne der gesahnten Walze die Folie durchstechen und in die Aussparungen gelangen und dabei längliche Schlitze durch die Folie schneiden, der Abstand zwischen der Kante der Aussparung, welche die nicht geschlitzte Folie trägt, und der Zahnspitze geringer ist als der seitlich versetzte Abstand zwischen den Spitzen benachbarter Zähne in einer Reihe, und daß man die Folie zwischen den Walzenoberflächen in solchem Winkel abzieht* daß sie von der Druckwalze getragen und in Kontakt mit dieser Waise bleibt, bis die Zähne sich von der Folie gelöst haben.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Folie aus unter Normalbedingungen festem, im wesentlichen kristallinem Polypropylen verwendet, die unter einem Streckverhältnis zwiaehen 6jl und 1Oi1 orientiert wurde und eine Dicke ▼on etwa 12,5 bis etwa ?6,u besitzt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeiten von Druckwalze und gezahnter Walze

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   etwa 2 bis 15 mal so groß sind als die Foliengeschwindigkeit₃
4. 4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der schraubenlinienförmig angeordneten Zahnreihen etwa 1/2 bis etwa i^;5° beträgt und der seitlich versetzte Abstand zwischen den Spitzen zweier benachbarter Zähne in einer Reihe etwa 25 bis 1250,u ausmacht,
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der schraubenlinienförmig angeordneten Zahnreihen etwa 5 bis 15° beträgt und der seitlich versetzte Abstand zwischen den Spitzen benachbarter Zähne innerhalb einer Reihe et= wa 125 bis 3?5/U ausmacht.
6. 6„ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitswinkel der Zähne etwa 90° beträgt«,
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser von gesahnten Walzen und Druckwalzen etwa 5 bis 38 cm betragen, und der Winkel, unter welchem die Folie den Walzenflächen zugeführt und davon abgezogen wird größer ist als der Radiant

   wobei in der Formel ρ die Tiefe der größten Parchdringusag der Zähne in die mit Aussparungen versehene Druckwalze, El den Durchmesser der gezahnten Walze_f gemessen Με zur Spite© fier Zähne_f und D_? den Durchmesser der Druckwalze darstellen«
8. 8, Verfahren nach Anspruch 7_f dadurch -gekennzeichne. t_c daß die Winkel im wesentlichen gleich groß sind-und-zwischen etwa 3 und 15° liegen·
9. 9· Verrichtung zur Herstellung einer Faserbalm aus einer extrudierten, monoaxial-orientierten Polymerfolie durch Ein^ schneiden länglicher Schlitze in die Folie, gekennzeichnet

   ■-' ^:* ^% " ' -^iJ1 - ^i;' ORIGINAL INSPECTED

   19224 ld

   durch eine erste, mit schraubenlinienformigen Reihen von Schneidelementen versehene Walze, deren Sehneidelemente sich radial aus der Umfangsfläche der Walze erheben, und eine zweite, mit schraubenlinienformigen Aussparungen auf der Umfanfrsfläche versehene Walze, wobei die Umfangßflächen der beiden Walzen parallel und nahe benachbart, ,jedoch mit Abstand voneinander angeordnet sind, und wobei ferner Reihen von Schneidelementen der ersten Walze mit entsprechenden Aussparungen der zweiten Walze beim Rotieren in Eingriff kommen können, und Mittel zum im wesentlichen synchronen Rotieren der ersten und zweiten Walze in Gegenrichtung zueinander.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der ersten Walze beim Rotieren radial in die Aussparungen der zweiten Druckwalze eingreifen«
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitswinkel der Zähne etwa 9o beträgt, die schraubenlinienförinigen Zahnreifihen im wesentlichen gleichen Abstand besitzen und die Abstände zwischen benachbarten Zähnen innerhalb einer Reihe im wesentlichen gleich sind.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Mittel zur Zufuhr der Folie zum Walzenspalt in solchem Winkel, daß die Folie die Umfangsflache der zweiten Druckwalze berührt, ehe sie in Berührung mit der gebahnten Walze gelangt, und von der erstgenannten Fläche getragen wird, Mittel zum Rotieren von gezahnter Walze und Druckwalze mit Umfangsgeschwindigkeiten, die etwa 1,5 bis 20 mal so groß sind wie die Foliengeschwindigkeit, eine solche gegenseitige Anordnung von Zahnreihen und Aussparungen, daß beim Rotieren von gezahnte r Walze und Druckwalze der Abstand zwischen den Kanten der Aussparungen, welche die nicht geschlitzte Folie tragen und den Zahnspitzen in den Aussparungen geringer ist als der seitlich versetzte Abstand zwischen den Spitzen benachbarter Zähne innerhalb einer Reihe, Kittel zum Abziehen der Folie aus dem

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    Walzenspalt in solchem Winkel, daß die Folie in Berührung mit der Umfangsflache der Druckwalze bleibt, bis die Zähne sich von jL ihr lösen, und Mittel, um die Folie während des Kontakts mit der Druckwalze unter einer Spannung von etwa 42 bis 210 kg/cm zu halten·

    Für Chevron Research Company

    San Francisco, CaI₉, V.St.A.

    Rechtsanwalt

    909847/1027

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