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Verfahren zur Herstellung von schrumpfarmen Polyäthylenterephthalatfäden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schrumpfarmen Polyäthylenterephthalat- fäden, die keine Dehnungs-und Schrumpfungsschwankungen zeigen, durch Verstreckung und Aufspulen auf einer Ringzwirnmaschine.
Für das Verstrecken von synthetischen Fäden sind eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen bekanntgeworden, mit denen synthetische Faden entweder in der Kälte oder inder Wärme verstreckt werden.
Die Verstreckung kann hiebei sowohl in einer oder in zwei oder auch in mehreren Stufen durchgeführt werden. Es ist z. B. ein Verfahren zum Heissverstrecken von Fäden insbesondere aus Polyäthylenterephthalat vorgeschlagen worden, nach welchem der Faden bei einer Temperatur von 300 unterhalb des Schmelzpunktes gereckt und hierauf in der Hitze fixiert wird, wobei er bei einer Temperatur unter Spannung gehalten wird, die mindestens so hoch wie die Recktemperatur ist. Für die Durchführung dieses Verfahrens benötigt man eine Zuführungswalze sowie eine darauf gelagerte lose Klemmwalze und ein Reckwalzenpaar, wovon eine Walze elektrisch beheizt werden kann, ferner ein zweites Reckwalzenpaar, welches zur Fixierung des Fadens in der Hitze dient und schliesslich Abnahmewalzen.
Nach einem anderen Vorschlag wird das Heissverstrecken von Fäden aus synthetischen Hochpolymeren beschrieben, welche als Kord verwendet werden sollen. Die für das Verstrecken notwendige Vorrichtung besteht aus zwei Rollen von bestimmten Eigenschaften, welche parallel liegende Achsen besitzen und von denen die erste Rolle beheizbar ist. Die Rollen weisen Ringrillen auf, deren Durchmesser ständig abnehmen. Das auf diesen Rollen befindliche Garn wird zunächst über die Rillen kleineren Durchmessers und dann über die Rillen grösseren Durchmessers geleitet, so dass durch die unterschiedlich erzeugte Spannung eine Verstrekkung stattfindet. Weiterhin ist bekanntgeworden, Polyesterfäden in zwei Stufen bei verschiedenen Temperaturen zu verstrecken.
In der ersten Stufe wird eine Verstreckungstemperatur eingehalten, welche zwischen der sogenannten Umwandlungstemperatur zweiten Grades und der Kristallisationstemperatur, je- weils bezogen auf den Polyester, liegt. In der zweiten Stufe liegt die Verstreckungstemperatur über der Kristallisationstemperatur, jedoch höchstens-500 darüber. Es ist auch weiterhin ein zweistufiges Verstrekken von synthetischen Fäden vorgeschlagen worden. Nach diesem Verfahren werden die Fäden im Prinzip durch ein Rollensystem verstreckt, deren erste Rolle erhitzt ist, während die zweite Rolle im kalten Zustand verbleibt.
Nach einem andern Vorschlag werden insbesondere Polyäthylenterephthalatfäden derart in zwei Stufen verstreckt, indem der zu streckende Faden um eine erhitzte, nicht drehbare Spannstange herum geführt wird. Ber in Berührung mit dieser Stange unter Wärmeeinfluss erweichte Faden wird über eine ortsfeste Platte (Heizfläche) weitergeführt und dabei unter einer die Streckung vollendenden Streckspannung gehalten.
. Die bisher bekanntgewordenen Verfahren und Vorrichtungen, welche das Verstrecken von Fäden aus synthetischen, linearen Hochpolymeren betreffen, zeigen, dass man bisher bemüht war, auf verschiedenen Wegen zu dem eigentlichen gleichen Ziel der Nachbehandlung der Fäden, nämlich zu der Verbesserung der textilen Eigenschaften der Fäden, zu gelangen. Die verschiedenartigen Verfahren zeigen aber auch
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die Grenzen der Veredlung auf, so dass es z. B. nicht gelingt, durch das Verstrecken neben der Erhöhung der Festigkeit sowie der Verbesserung der Dehnung der Fäden auch noch andere textile Eigenschaften, wie z. B. den schrumpfarmen Zustand der Fäden, zu bewirken.
Es wurde gefunden, dass man schrumpfarme Polyäthylenterephthalatfäden, welche bei hoher Geschwindigkeit auf einer Ringzwirnmaschine verarbeitet werden und dabei keine Dehnung-un Schrump- fungsschwankungen zeigen sollen, dann erhält, wenn man die Verstreckung in einer ganz bestimmten Art durchführt. Bei der Aufspulung auf Streckzwirnkopsen mittels einer Ringbank entstehen nämlich auf Grund der verschiedenen Ballonspannungen, bedingt durch den Bewicklungsaufbau, periodisch Dehnungs- und Schrumpf-Schwankungen im Faden, die somit festgelegt werden und beim Anfärben eine sogenannte Ringbankperiode erscheinen lassen. Diese periodischen Schwankungen sind auch am Fader durch das Frenzelhahn-Diagramm gut zu erkennen.
Der zu verstreckende Faden wird erfindungsgemäss an einem auf 80 - 1350 geheizten, feststehenden Bremsstift verstreckt, von dem er mit hoher Geschwindigkeit abgezogen, anschliessend über einen auf 180 - 2100 geheizten Fixierstift geleitet wird, worauf er mit einer um 5 - 100 ; 0 geringeren Geschwindigkeit einem zweiten Abzugsorgan zugeführt und anschliessend aufgespult wird. Durch die Anwendung verschiedener feststehender Temperaturbereiche für den Bremsstift und den Fixierstift sowie durch die Änderung der Abzugsgeschwindigkeiten konnten die oben geschilderten guten Ergebnisse bezüglich der textilen Eigenschaften der erhaltenen Fäden erreicht werden. Die Durchführung des Verfahrens ist nicht an eine bestimmte Vorrichtung geknüpft.
Es ist jedoch zweckmässig, die nachfolgend beschriebene in den Fig. 1 und 2 in Stirn- und Vorderansicht dargestellte Vorrichtung zu verwenden.
Der von der Spinnspule kommende, unverstreckte Polyäthylenterephthalatfaden wird zu dem Bremsstift 1 geleitet, der eine Temperatur von 1200 aufweist. Nach einmaliger Umschlingung des Bremsstiftes gelangt der Faden zu der aus den Teilen 2a und 2b bestehenden Abzugsgallette, umschlingt den Teil 2a mebrmals. u. zw. unter Benutzung einer Umlenkrolle 3. Die in der Oberfläche der Abzugsgallette angeordneten Führungsrillen für den Faden haben beim Teil 2a einen grösseren Umfang als beim Teil 2b. Der vom Bremsstift 1 kommende Faden, der den Teil 2a der Abzugsgallette zunächst mehrmals umschlingt, wird mit einer Geschwindigkeit von 200 m/min abgezogen und hiebei im Verhältnis 1 : 4 verstreckt.
Vom Teil 2a der Abzugsgallette gelangt der Faden zu dem auf 1900 geheizten, feststehenden Fixierstift 4, worauf er auf den Teil 2b der Abzugsgallette geführt wird, dessen Umfangsgeschwindigkeit um 8 ja geringer ist als diejenige des Teiles 2a. Der Faden umschlingt dabei, wiederum unter Benutzung der Umlenkrolle 3, den Teil 2b der Abzugsgallette und gelangt anschliessend zum Streckzwirnkops 5, worauf er mittels einer Ringbank aufgespult wird.
Der Vorgang des Verstreckens und seiner Auswirkungen wird im folgenden nochmals näher erläutert.
Infolge der hohen Geschwindigkeit der Abzugsgallette (2a, 2b) wird der Faden am Bremsstift 1 vollständig verstreckt. Zwischen den Stufen 2a und 2b kann der Faden ausschrumpfen, was durch die vom Fixierstift 4 auf ihn übertragene Wärme noch begünstigt wird. Wenn man den Faden nach der vollständigen Verstreckung 1 : 4 vom Teil 2a der Abzugsgallette sofort dem Streckzwirnkops 5 zuführen würde, dann würde man Fäden erhalten, deren Kochschrumpf noch ungefähr 10-12 % beträgt. Durch die Fixierung des Fadens am Stift 4 unter teilweiser Entspannung (Unterschied der Umfangsgeschwindigkeiten von 2a und 2b) behält der Faden nur noch einen Kochschrumpf von ungefähr 2-3 %.
Durch die Herabsetzung des Kochschrumpfes auf 2-3 % ist die Schrumpfneigung soweit beruhigt, dass die den Schrumpf im Faden auslösenden Kräfte dann nicht mehr in Erscheinung treten, wenn der Faden auf dem Streckzwirnkops unter den verschiedenen Ringbankspannungen aufgespult wird.