DE1942384A1

DE1942384A1 - Fadengarn und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE1942384A1
Application number: DE19691942384
Authority: DE
Inventors: Smith Billy Edward; Solo Emilio Jose; Brignac Edmond Paul; Fla Pensacola; Smith Wallace Waldon
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1968-08-21
Filing date: 1969-08-20
Publication date: 1970-07-23
Also published as: IL32862A0; LU59317A1; GB1282107A; BE737786A; FR2016091A1; NL6912622A; US3651201A; IL32862A

Description

Monsanto Company
St. Louis 66, Missouri U.S.A.

Fadengarn und Verfahren zu dessen Herstellung

Erfindungsgemäss wird die Dehnung eines Garnes hoher Zähigkeit erhöht,indem das Garn auf eine Temperatur zwischen 180 und 235°C» während es sich unter einer Spannung zwischen 0,05 und 0,35 Gramm je Denier "befindet, während eines Zeitraums von 0,003 his 0,15 Sekunden erhitzt wird.

Die Erfindung betrifft ein Garn von hoher Zähigkeit und mit hoher Dehnung und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Garnes. Derartige Garne sind besonders günstig zur Verwendung beim Reifenaufbau.

Die bisher bekannten Reifengarne aus Polyamiden haben Zähigkeiten von etwa 8,8 bis 9»3 Gramm je Denier und Dehnungswerte von etwa 12,1 bis 17»3 %, wobei die höheren Zähigkeitswerte im allgemeinen niedrigeren Dehnungswerten entsprechen. Die minimal vertretbare Zähigkeit beträgt etwa 8,5 Gramm je Denier. Etwas höhere Zähigkeiten können erhalten werden, wenn das Streckverhältnis erhöht wird, jedoch geht dies auf Kosten eines entsprechenden Abfalls des Dehnungswertes bei den· üblichen Verfahren. Bei der

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Reifenherstellung werden die Garne mehrfach gezwirnt, um den Reifencord zu erhalten und dann wird der Cord helssgestreokt oder "tensillert". Eine hohe Dehnung ist günstig, da hierdurch das Garn und der Reifencord beständiger gegenüber Schlagbrüchen wird, und sich auch eine wirksamere Ausnützung der teuren Heisetreckvorrichtungen ergibt»

Die Dehnung eines gestreckten Garnes stellt die Angabe für das Ausmass dar, in dem das Garn vor dem Bruch gestreckt werden kann und gibt die Länge, zu der das Garn gestreckt werden kann, dividiert durch die ursprüngliche Streeklänge des Garnes an,Wenn somit ein Garn mit Einheitslänge zu elfter Länge von 1,20 Einheiten gestreckt werden kann, bevor es bricht, beträgt die Dehnung 0,20.

Lediglich durch Erhöhung entweder der Zähigkeit oder der Dehnung, wobei ein entsprechender Abfall der anderen Eigenschaft hingenommen wird, verbessert sich das Garn nicht wesentlich; beide Eigenschaften müssen bei hohen Werten liegen. Eine brauchbarere Angabe für die Garneignung als jede dieser Eigenschaften allein, stellt das Produkt dieser Eigenschaften dar· Bei einem Garn mit einer Zähigkeit von beispielsweise 9»3 gr. und einer Dehnung von 0,17 beträgt das Produkt 1,53. Wesentlich verbesserte Eigenschaften werden erhalten, wenn das Produkt aus Zähigkeit und Dehnung mindestens 1,65 und bevorzugt 1,70 beträgt, vorausgesetzt dass die Zähigkeit mindestens 8,5 Gram je Denier 1st.

Ee wurde nun, festgestellte dass die Dehnung wesentlich erhöht werden kann, wenn das Garn einen spezifischen Temperaturbereich, während «Ich das Gern unter bestimmten Spannungen befindet, während spezifischer Zeiträume ausgesetzt wird, wie si·

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nachfolgend angegeben sind und dass diese erhöhte Dehnung höchstens mit einem geringen, falls überhaupt einem Verlust der Zähigkeit erreicht werden kann.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht deshalb in einem Garn von hoher Zähigkeit mit ungewöhnlich hoher Dehnung,

Eine weitere Aufgabe besteht in einem Garn mit den vorstehenden Eigenschaften, bei dem das Produkt der Zähigkeits- und Dehnungswerte grosser als 1,65 ist, wodurch verbesserte Garneigenschaften erhalten werden.

Eine weitere Aufgabe besteht in Verfahren zur Herstellung von Garnen mit den vorstehend aufgeführten Eigenschaften.

Zur weiteren Erläuterung von Art und Aufgabe der Erfindung dient die folgende Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung, worin die Figur eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Beispiels für eine Gamstreckvorrichtung entsprechend der Erfindung darstellt.

Gemäss der Abbildung wird das nicht gestreckte Garn 20 zu der Streuvorrichtung 22 geführt, worin das Garn gestreckt wird und die Moleküle desselben orientiert werden. Das gestreckte Garn wird dann über ein als Platte 24 dargestelltes Heizelement und in thermischer Berührung hiermit sur Erhöhung seiner Dehnung geführt und dann in üblicher Weise durch Einrichtungen, die als übliche Zwirnaufnehmvorrichtung 26 dargestellt sind, die den üblichen Ring und Ualftuf enthalten, gesammelt.

In einselnen führen gemäas der Figur dit Quetschwaisen 28 das Garn 20 in bestimmter Geschwindigkeit EU. Das Garn 20 läuft dann in einen oder mehreren

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Wicklungen um einen feststehenden Strsckdora 30 und über einen feststehenden Heizblook 32, der unterhalb des Streckdome 30 in der Zone von hoher Spannung sswischen dem Streekdorn 30 und der Streckwalze 34 angebracht ist. Bas Sem 20 läuft quer über die Oberfläche der Platte 32 und dann in mehreren Wicklungen über die Streckwalze 34 und die damit verbundene frei drehbare Trennwalze Die Umfangsgeschwindigkeit der Streckwalze 34 wird so gewählt, dass das Garn 20 zu einer Zähigkeit von mindestens 8,5 Gramm je Denier gestreckt wird. Die soweit spezifisch beschriebene Streckvorrichtung 22 ist üblich.

Gemäss der Erfindung berührt das Garn dann die Heizplatte 24» während es sich unter verringerter Spannung befindet. D_ann läuft das Garn 20 über eine Führwalze 38 und eine Ausgleichswindung 40 zur Vorrichtung 26, wo es auf der Spule 42 aufgewickelt wird. Grosse und Temperatur der Platte 24 werden entsprechend der Geschwindigkeit des Garnes 20 so gewählt« dass das Garn einer Temperatur zwischen 180 und 235^ während eines Zeitraums zwischen 0,003 und 0,15 Sekunden, wobei sich das Garn unter einer Spannung zwischen 0,05 und 0,35 Gramm je Denier befindet,ausgesetzt ist.

Als spezifisches Beispiel wurde das Garn aus einem Polyhezamethylenadipamidpolymeren (Nylon 66) mit einer relativen Viskosität von 73 in Ameisensäure, bestimmt nach dem ASTM-Verfehren D-789-53T» gesponnen. Unter Anwendung der gezeigten Vorrichtung wurden die relativen Geschwindigkeiten der Quetschwalzen 28 und der Streckwalze 34 so gewählt» dass sich ein Streckverhältnis von 2,2 : 1 ergab* wtam

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die Walze 34 eine Umfangsgeschwindigkeit von 255 m (280 yards) je Hinute hatte. Der Block 52 wurde bei 190PC gehalten und war 3,8 ca (1,5 into.) in dem vom Garn geführten Weg lang. Der Dorn 30 aus keramischen Material hatte einen Durchmesser τοη 1,91 cm (0,75 inch) und wurde durch die Garnreibung auf etwa 10QPC erhitzt. Der Block 24 erstreckte sich 16,5 cm (6,5 inch) über den 6_arnweg und wurde bei 21QPC gehalten. Die Garnspannung beträgt bei der Berührung mit dem Block 24 0,14 Gramm je» Denier und war praktisch gleich wie die Spannung sswischen Walze 33 und Ausgleichsführung 40.

Her Ring 44 wurde rückwärts und vorwärts parallel zur Achse der Spule 42 zwischen Grenzen geführt, die als Funktion der Zeit konvergieren, wie allgemein in Figur 9 der US-Patentschrift 2,764»363 gezeigt. -Dieser Packungsaufbau wird als "ketten-gewickelt" bezeichnet und 1st günstig, um eine relativ einheitliche Aufwickelspannung zu erhalten·

Die Spannung auf das den Block 24 berührend· Garn kann bei einem Wert innerhalb des vorstehenden Spannungsbereiches durch Wahl des lÄufergewiohtes und dessen Form (traveller) und der Undrehungssahl je Minute der Spindel gehalten werden. Erforderlichenfalls kann die Umdrehungszahl der Spindel verringert werden, wenn der Haspeldurohmesser zunimmt, um di« Spannung innerhalb dta gewünschten Bereiches zu halten. Bei diesem spezifischen Beispiel wurde die Umdrehungszahl cta? Spindel je Minute linear von 3150 Umdrehungen/Minute bei Beginn auf 2700 Umdrehungen/Minute beim Wechsel gesenkt, wodurch oin· einheitliche Spannung von 125 Gramm auf das gestreokte Garn von 840 Denier und 140 Fäden aufrechterhalten wurde.

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Sie Eigenschaften von Garnproben, die erfindungB-gemäss erhalten wurden, im Vergleich zu einem Vergleichsgarn, welches nach dem gleichen Verfahren jedoch ohne Block 24 hergestellt wurde, sind folgende:

Garn Zähigkeit,g/den Dehnung Produkt

Vergleich	9,05	0,157	1,42
A -	9,15	0,190	1,74
B	9,10	0,193	1,75
C	8,88	0,196	1,74
D	9,06	0,182	1,65
E	9,90	0,181	1,79
i¹	8,84	0,193	1,71
G	8,82	0,187	1,65
H	8,73	0,204	1,76

Die entsprechend den vorliegenden Verfahren hergestellten Garne nahen wesentlich höhere Schlagfestigkeit als übllohe Garne, wie d«e Vnrgleiohsgarn, ait einem Produkt sub Zähigkeit und Dehnung von weniger als etwa 1,65 und erlauben eine wirksamere AuenUtaung der HeiBstreokvorrichtung. Garne mit einem Produkt aus Zähigkeit und Dehnung von grosser als 1,70 sind besonders vorteilhaft.

Die Auadrüoke "Zähigkeit" und ⁿD«hnu3ig% nie ei« hier verwendet werden» beseiohnen die Bruoh- »ahigkeit und die Bruondehnung, beetiorot nach ASTK-Seetverfahren 2^-2256, unter Anwendung einer konstanten

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Geschwindigkeit der dort angegebenen Dehnungaversuchsmasehine.

Andere Streckvorrichtungen und Anspinnvorrichtungen können angewandt werden, um das gestreckte Garn zu erhalten, welches der Heizplatte 24 zugeführt wird. Beispielsweise kann das nicht gestreckte Garn direkt von der Spinnvorrich^ng zugeführt werden, oder kann vor der Zuführung^der Streckvorrichtung aufgewickelt werden. Das gesponnene Garn kann in gewünschter Weise in einer oder mehreren Stufen mit oder ohne Anwendung eines Heizblockes, "beispielsweise 32, in der Streckzone gestreckt werden. Jedoch wird der in der Figur gezeigte Aufhau aufgrund seiner Einfachheit bevorzugt. In gleicher Weise können, obwohl die Kettenwiekelpaekung, aufgrund der dabei erhaltenen Einheitlichkeit der Wickelspannung>"bevorzugt wird, andere Packungskonstruktionen verwendet werden, einschiIeasiich von ohne Zwirnung aufgewickelten Packungen. Vorteilhafterwelee können Quetschwaisen oder eine Antriebswalze ηIt einer zusammenwirkenden Trennwalze zwischen der Aufnehravorrichtung 26 und der Platte 24 angebracht sein, um das die Platte 24 berührende Garn vor Spannungsvariierungen, die aus der Aufnehmevorrichtung 26 herrühren, «u Isolieren. Das Trägheitsmoment der Walze 38 führt diese Isolierung zu einem ausreichenden Ausmass in der gezeigten bevorzugten Ausführungefora durch.

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Claims

Patentansprüche

1. Kontinuierliches Fadengam von mindestens Penler, gekennzeichnet durch eine Zähigkeit von mindestens 8,5 Gramm je Denier und eine solche Dehnung , dass das Produkt von Zähigkeit und Sehnung mindestens 1,65 betragt.

.^Verfahren zur Herstellung eines Garnes von hoher Zähigkeit mit hoher Dehnung* dadurch gekennzeichnete dass

a) das Garn zu einer Zähigkeit von lalndestens 8,5 Grama je Denier gestreckt wird,

to) die Spannung auf das Garn auf einen Wert zwieehen 0,05 und 35 Gramm je Denier verringert wird_f

e) das Garn bei diesem verringerten Spannungewert einer Temperatur zwischen 130PC und 255% während eines Zeitraums zwischen 0,003 und ., 0,15 Sekunden ausgesetzt wird und d) das Garn in Üblicher Weise aufgenommen wird.

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