CH655953A5 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung hochfester technischer garne durch spinnstrecken. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung hochfester technischer Garne, insbesondere aus Polyamid- und Polyesterfäden durch Spinnstrecken, wobei die aus der Spinndüse austretenden Fäden in einer Kühlzone durch Anblasen mit Blasluft abgekühlt werden, worauf sie über ein Präparationssystem geführt und anschliessend in direktem Verlauf über mehrere Galettensysteme verlegt werden, von denen das erste ein Einlauf-Galettensystem ist, wobei die Fäden unter Ausbildung eines Streckpunktes in mindestens einem Verstreckfeld zwischen mindestens zwei Galettensystemen verstreckt werden, von denen das dem Verstreckfeld folgende ein Streck-Galettensystem ist, und auf mindestens einem Galettensystem einer Temperatur von > 160 °C ausgesetzt werden und schliesslich über ein Auslauf-Galettensystem laufen, bevor sie mit einer Geschwindigkeit >2200 m/min aufgespult werden.

Bei technischen Garnen werden besondere Eigenschaften, vor allem eine hohe Reissfestigkeit, eine niedrige Reissdehnung und eine geringe Anzahl von Fadenfehlern des Rohgarns gefordert. Diese Forderungen sind technologisch an die Anwendung hoher Verstreckverhältnisse bei der Rohgarnherstellung geknüpft. Höhere Verstreckverhältnisse haben jedoch ihre Grenze, wenn der Faden durch das Verstrecken bereits beschädigt wird und Fadenbrüche auftreten. Bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten liegt diese Grenze noch niedriger. Der technische und wirtschaftliche Wert des Spinnstreckprozesses bei Anwendung hoher Produktionsgeschwindigkeiten ist aber erst dann positiv zu bewerten, wenn gleichzeitig die textilen Fadenqualitäten nicht verschlechtert, sondern sogar noch verbessert werden.

Durch die DE-OS 1 435 467 ist ein Verfahren zum Spinnstrecken von PET mit Geschwindigkeiten von 1000-4000 m/min bekannt. Diese Anmeldung geht von einer Temperaturbehandlung des Spinnfadens bei bestimmten Verweilzeiten vor der Verstreckung aus, wobei das Erwärmen auf oder zwischen konisch ausgebildeten Galetten erfolgen soll. Dieses System ist technisch kompliziert und versagt ganz, wenn aus Produktivitätsgründen mindestens zwei Fäden gleichzeitig auf den Galetten verarbeitet werden sollen.

Durch die US-PS 3 452 131 ist ein Verfahren zum Spinnstrecken von Polyamid bekannt, bei dem der Faden in zwei Stufen orientierend verstreckt wird, wobei in der ersten Stufe der Faden zusätzlich mit einem gasförmigen Medium erwärmt wird.

Durch die DE-OS 1 912 299 ist ein Spinnstreckverfahren bekannt, bei dem eine wasserarme Appretur auf den Faden aufgebracht wird und die Verstreckung in mindestens zwei Verstreckstufen erfolgt, wobei das Verstreckverhältnis der ersten Stufe zwischen 1,15 und 3,0 liegt. Die in der Schrift erwähnte Anwendung eines Bremsstiftes führt bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten aufgrund starker Reibung zu einer unkontrollierten Aufheizung des Stiftes.

Durch die US-PS 4 003 974 ist ein Verfahren zum Spinnstrecken von PET bekannt. Auch hier wird als Verstreckhilfs-mittel eine Dampfdüse eingesetzt zur Aufheizung des Fadens auf eine Temperatur von 75-250 °C. Die Verstreckung erfolgt dabei zwischen Galetten in einem Feld.

Durch die US-PS 3 790 995 und US-PS 3 715 421 sind

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Verfahren zum Spinnstrecken von PET bekannt, bei denen die Zuführ- und Streckgaletten mit bestimmten Oberflächenrauhigkeiten spezifiziert sind, um einen Fadenschlupf auf beiden Galettensystemen zu erlauben.

Es hat sich gezeigt, dass ein derartiger Fadenschlupf bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten zu einer starken Reibungsbeanspruchung führt. Die dabei entstehende Reibungswärme führt zu einer unkontrollierten Aufheizung der Galetten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spinnstrecken von hochfesten technischen Garnen anzugeben, das auch bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten zu qualitativ hochwertigen Garnen mit niedriger Reissdehnung führt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäss dadurch, dass a) das Einlauf-Galettensystem auf einer konstanten Temperatur Te = (Tg — 20°C)bis(Tc +65 °C) gehalten wird, wobei Tg die Temperatur für den Glasumwandlungspunkt ist,

b) die Fäden zwischen dem Einlauf-Galettensystem und dem Streck-Galettensystem über ein Rollensystem geführt werden, das aus mindestens zwei zylinderförmigen Rollen besteht, von denen mindestens eine mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird, die im Höchstfalle derjenigen des nachfolgenden Streck-Galettensystems und im Kleinstfalle derjenigen des Einlauf-Galettensystems entspricht und die auf einer Temperatur TR zwischen 75 °C und 215 ° C gehalten werden c) die Fäden unter maximal dreimaliger Umschlingung über das Rollensystem unter b) geführt werden,

d) das Streck-Galettensystem auf einer Temperatur Ts > 110 °C, vorzugsweise Ts >160 °C, jedoch maximal 20 °C unter dem Polymerschmelzpunkt gehalten wird, und dass e) das Auslauf-Galettensystem auf einer Temperatur TA gehalten wird, die kleiner ist als der Polymerschmelzpunkt minus 20 °C, vorzugsweise < 110 °C.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren sind folgende Vorteile verbunden: Der erfindungsgemässe Prozess findet seine bevorzugte Anwendung bei dem Spinnstrecken von Polyamiden und Polyester bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten zur Herstellung von Garnen mit hoher Reissfestigkeit und niedriger Reissdehnung. Er erlaubt die Anwendung eines hohen Verstreckverhältnisses, ohne das Auftreten höherer Fadenbruchzahlen in Kauf nehmen zu müssen. Die Spulenwickel der derart hergestellten Fäden können ohne Einschaltung einer weiteren Verstreckungsstufe direkt einer Zwirnmaschine vorgelegt werden. Durch Fachen und Zwirnen wird der Cordzwirn hergestellt, der dann die weiteren Stufen zur Gewebeherstellung durchläuft. Der Spinnstreck-prozess spart also durch Vereinigung der Verfahrensschritte Spinnen und Strecken einen separaten Prozess ein. Durch Anwendung hoher Aufspulgeschwindigkeiten wird er zudem sehr wirtschaftlich. Die verstreckten Rohgarne erfüllen hohe Qualitätsanforderungen im Hinblick auf einen technisch verwertbaren Warenausfall im Gewebe.

Das beschriebene Rollensystem unterteilt das durch die Galettensysteme gegebene Verstreckfeld in zwei Zonen; diejenige vor dem Rollensystem und diejenige, die dem Rollensystem folgt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Zwei-Feld-Verstrecktechniken findet hier jedoch keine Orientierungsverstreckung in der ersten Zone statt, da der erste Streckpunkt im Rollensystem selbst liegt. Auf dem Einlauf-Galettensystem findet somit noch keine Verstreckung statt. Es dient nur der Erwärmung der Spinnfäden auf die für die Verstreckung notwendige optimale Temperatur. Durch diese Technik wird vermieden, dass durch Reibung und Streckwärme sich die Ein-lauf-Galettentemperatur ändern könnte. Die Folge wären

Undefinierte Temperaturverhältnisse über die Galettenober-fläche oder eine Überhitzung des Fadens. Bei der Verarbeitung von mindestens zwei Fäden in derselben Verstreckeinheit würden dadurch zwangsläufig eine nicht optimale Verstreckung beider Fäden und damit ungleiche und schlechte Fadeneigenschaften resultieren.

Das erfindungsgemässe Verfahren verlegt somit die beiden Vorgänge «Aufheizung des Fadens auf Verstrecktemperatur» und «Erste Verstreckung» auf getrennte mechanischthermische Systeme. Neben dem positiven Einfluss auf die Temperatur und der gleichmässigen Erwärmung des Spinnfadens ergibt sich jedoch überraschenderweise ein weiterer nützlicher Aspekt: Die Lage des Streckpunktes stellt sich im Rollensystem aufgrund der Ausbildung eines Fadenspannungsgradienten an den Rollen selbstregulierend ein.

Die Lage des Streckpunktes im Rollensystem wird durch die Einstellung einer nicht zu hohen Fadenumschlingungs-zahl und einer nicht zu niedrigen Geschwindigkeit der Rollen festgelegt. Höhere Umschlingungszahlen als 3 führen zu einer so starken Rückhaltekraft, dass der erste Streckpunkt nicht mehr im Rollensystem bleibt, s'ondern in die erste Zone vor den Rollen oder auf die Einlaufgaletten rutscht. Der Selbstregulierungseffekt der Streckpunktlage geht dadurch verloren. Niedrigere Geschwindigkeiten der Rollen als diejenige der Einlaufgaletten - im Extremfalle wäre das ein feststehender Bremsstift - führen gleichfalls zu derart starken Rückhaltekräften, dass der Fadenlauf in der ersten Zone vor den Rollen instabil wird und die Rollen (der Bremsstift) sich unkontrolliert aufheizen. Diese Erwärmung kann bis zum Schmelzbruch des Fadens führen.

Die Anordnung von mindestens zwei Rollen in dem Rollensystem erlaubt die Einstellung eines exakten Fadenweges, frei von seitlichen Verschiebungen auf den Rollen. Dadurch ist es möglich, mehr als einen, bis zu vier Fäden starken Titers simultan zu verarbeiten, ohne eine gegenseitige Beeinträchtigung erwarten zu müssen.

Normalerweise würden Kenngrössen wie die Polymerhomogenität, der Gehalt des Fadens an Ölauflage und Wasser sowie die Vorwärmtemperatur und das Verstreckverhältnis hauptsächlich die Streckpunktlage bestimmen. Bei konventionellen Verstrecktechniken ist ein Hin- und Herwandern des Streckpunktes auf Galetten zu erkennen, was durch Schwankungen der genannten Kenngrössen zu erklären ist. Die Folge sind ungleichmässige Garneigenschaften. Beim erfindungsgemässen Verfahren ist jedoch keine instabile Verstreckung zu beobachten. Die Lage des Streckpunktes im Rollensystem kann Schwankungen dieser Kenngrössen offenbar selbstregulierend ausgleichen, im Gegensatz zu Systemen, bei denen eine Verstreckungsaufteilung mechanisch vorgegeben ist. Die erfindungsgemäss hergestellten Fäden zeichnen sich jedenfalls durch eine gute Fadengleichmässigkeit und -reinheit aus.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann dadurch besonders vorteilhaft weiter ausgestaltet werden, dass die Fäden zwischen dem Streck-Galettensystem und dem Auslauf-Galettensystem über ein Fixiergalettensystem geführt werden, dessen Temperatur Tf auf einem Wert zwischen 160 °C einerseits und 20 °C untei dem Polymerschmelzpunkt andererseits gehalten wird, und dass das Auslauf-Galettensystem auf einer Temperatur TA < 110 °C gehalten wird.

An den erfindungsgemässen Streckprozess können sich weitere Prozessstufen anschliessen, bevor der Faden aufgespult wird. Dazu gehören weitere Verstreckzonen, Thermofi-xierbehandlungszonen, Relaxationszonen und Verwirbe-lungseinrichtungen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, enthaltend mindestens eine Spinndüse, einen Blasschacht, ein Präparationssystem und mehrere Galettensysteme, von denen

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das erste ein Einlauf-Galettensystem ist, dem ein Verstreckfeld nachfolgt, von denen mindestens ein weiteres ein Streck-Galettensystem ist, welches hinter dem Verstreckfeld angeordnet ist, und von denen das letzte ein Auslauf-Galettensystem ist, dem ein Aufspulsystem nachfolgt.

Zur Lösung der gleichen Aufgabe ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass im Verstreckfeld zwischen Einlauf-Galettensystem und Streck-Galettensystem zur Fixierung eines Streckpunktes ein Rollensystem aus mindestens zwei zylinderförmigen Rollen angeordnet ist, von denen mindestens eine mit einem Antrieb verbunden ist.

Damit werden vorrichtungsseitig die bereits beschriebenen Vorteile erreicht. Es ist ganz besonders vorteilhaft, wenn die Rollen des Rollensystems gegeneinander verstellbar angeordnet sind, insbesondere wenn das Rollensysem aus zwei parallel zueinander einstellbaren, aber um jeweils ± 15 Winkelgrade windschief verstellbaren Rollen besteht.

Das erfindungsgemässe Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung werden anhand der Fig. 1 bis 3 und mehrerer Verfahrensbeispiele nachstehend näher erläutert. Die Kenndaten aller Beispiele sind in einer Tabelle am Schluss der Beschreibung zusammengefasst. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung für ein bevorzugtes Verfahrensschema,

Fig. 2 das Rollensystem 9 aus Fig. 1 mit Rollen, deren Achsen im wesentlichen in einer horizontalen Ebene liegen und vertikal verschwenkbar sind, und

Fig. 3 eine Variante des Rollensystems 9' gemäss Fig. 2, bei dem die Rollenachsen im wesentlichen in einer vertikalen Ebene liegen und horizontal verschwenkbar sind.

In Fig. 1 ist eine Spinndüse 1 mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen dargestellt, die in einem Spinnkopf 2 untergebracht ist. Fäden 3, die nachfolgend ein Fadenbündel oder Fadenkabel bilden, verlassen die Spinndüse und durchlaufen zunächst einen Nacherhitzer 4, der eine Heizzone 4a umschliesst. An den Nacherhitzer 4 schliesst sich ein Blasschacht 5 an, der eine Kühlzone 5a umgibt, in der die Fäden 3 durch Anblasen mit Blasluft in Richtung der Pfeile 6 gekühlt werden.

Unterhalb des Blasschachtes 5 ist ein Präparationssystem 7 angeordnet, durch das auf die Fäden eine Präparation aufgetragen wird. Daran schliesst sich ein Einlauf-Galettensystem 8 an. Über dieses sind die Fäden 3 geführt. Dem Einlauf-Galettensystem folgt ein Rollensystem 9 und ein Streck-Galettensystem 10, über das die Fäden 3 gleichfalls geführt sind. Zwischen den Galettensystemen 8 und 10 liegt ein Verstreckfeld «V». Das Rollensystem 9 ist dasjenige, dessen Rollen 9a und 9b das Verstreckfeld «V» in zwei Zonen «Vi» und «V2» aufteilt und in dem der Verstreckpunkt liegt. Beide Rollen 9a und 9b haben den gleichen Durchmesser, der zwischen 40 mm und dem Durchmesser der Streck-Galetten 10a und 10b liegt, und werden beide mit untereinander gleicher Drehzahl angetrieben. Die Fäden werden über das Rollensystem 9 entweder - wie in Fig. 1 dargestellt - parallel oder in Form einer «8» geführt.

Dem Streck-Galettensystem 10 folgt ein Auslauf-Galetten-system 11, welches, wie die Galettensysteme 8 und 10 auch, als sogenanntes «Duo» ausgebildet ist, also aus zwei Galetten 1 la und 1 lb besteht. Für die Aufspulung der Fäden 3 ist schliesslich ein Aufspulsystem 12 vorgesehen.

Fig. 2 zeigt die Verstellmöglichkeiten des Rollensystems 9 nach Fig. 1. Die Achsen der Rollen 9a und 9b liegen im wesentlichen in einer horizontalen Ebene «Eh», sind jedoch in vertikalen Ebenen Evr und Ev2" um je einen Gelenkpunkt gegenläufig verschwenkbar, und zwar um max. ± 15 Winkelgrade, so dass eine verschränkte oder windschiefe Stellung zueinander erreichbar ist.

Fig. 3 zeigt die Verstellmöglichkeiten eines alternativen

Rollensystems 9' analog Fig. 2. Die Achsen der Rollen 9a' und 9b' liegen im wesentlichen in einer vertikalen Ebene, die mit der Zeichenebene identisch ist, sind jedoch in im wesentlichen horizontalen Ebenen «Eh,» und «Eh2», die senkrecht zur Zeichenebene stehen, um je einen Gelenkpunkt gegenläufig verstellbar, und zwar gleichfalls um maximal ± 15 Winkelgrade.

Beispiele

Soweit in den nachstehenden Beispielen Kenndaten verwendet werden, liegen diesen die folgenden Messverfahren zugrunde:

Die Reissfestigkeit und Reissdehnung wird mit üblichen Reissgeräten ermittelt. Die Bezugsdehnung wird dann aus dem Kraftdehnungsdiagramm des Fadens bestimmt. Sie ist definiert als die Dehnung die zu einer Kraft von 4,85 g/dtex gehört.

Beispiel 1

Polyamid-6 der relativen Viskosität t|re]. von 3,3 wurde bei 293 °C geschmolzen und in einer Menge von jeweils 247 g/ min durch zwei Spinndüsenplatten mit je 140 Löchern versponnen, wobei jedes Loch einen Durchmesser von 0,4 mm hatte.

Die austretenden Fäden durchliefen dann einen Nacherhitzer der Länge 600 mm und der Wandtemperatur von 300 °C und anschliessend einen 1100 mm langen Blasschacht, in dem sie durch querströmende Luft der Geschwindigkeit von 0,8 m/s abgekühlt wurden.

Danach wurde auf die Fäden mittels Rollen eine 99%ige Präparation aufgetragen, wobei die Ölauflage des fertigen Rohgarns 1,1% betrug. Die beiden Fäden wurden anschliessend parallel durch die Spinnstreckmaschine geführt und schliesslich auf einem Wickler mit einer Geschwindigkeit von 2800 m/min aufgespult. Der Solltiter der aufgespulten Fäden betrug 935 dtex.

In der Spinnstreckmaschine durchliefen die Fäden nacheinander folgende Aggregate:

- eine unbeheizte Vorspannrolle, die viermal umschlungen wurde;

- ein auf 75 °C aufgeheiztes Einlauf-Galettenpaar mit acht Fadenumschlingungen;

- ein auf 100 °C aufgeheiztes Rollensystem, bestehend aus zwei Rollen derselben Geometrie wie die Einlauf-Galet-ten, die mit derselben Geschwindigkeit wie die Einlauf-Galetten liefen und von den Fäden zweimal umschlungen wurden;

- ein auf 195 °C aufgeheiztes Streck-Galettenpaar, welches 5,1 mal so schnell lief wie die Einlauf-Galetten und welches achtmal von den Fäden umschlungen wurde und

- ein auf 100 °C aufgeheiztes Auslauf-Galettensystem, welches achtmal umschlungen wurde und so schnell wie das Streck-Galettenpaar lief.

Die Rollen des Rollensystems wurden derart positioniert, dass die Fäden ohne Abknickung zwischen Einlauf-Galetten und Rollen sowie zwischen Rollen und Streck-Galetten liefen und der Abstand der einzelnen Umschlingungen 4 mm betrug.

Es traten über einen längeren Laufzeitraum keine Verstreckstörungen auf, so dass mehr als 94% volle Spulen mit einem Gewicht von 10 kg erhalten wurden. Die textilen Kenndaten sind in der Tabelle zusammengestellt. Bei hoher Reissfestigkeit wurde eine niedrige Reissdehnung und eine niedrige Bezugsdehnung erhalten. Die Streuung der Festig-keits- und Dehnungswerte, ausgedrückt durch die Variationskoeffizienten der Messwerte von verschiedenen Spulen (CB), waren hervorragend.

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Beispiel 2

Polyamid-6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und spinngestreckt wie im Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, dass das Rollensystem mit einer um l,5fach höheren Geschwindigkeit als die Einlauf-Galetten und das Streck-Galettenpaar mit einer um das 5,2fache höheren Geschwindigkeit als die Einlauf-Galetten liefen. Da die Einlaufgeschwindigkeit unverändert blieb, wurde die Aufspulgeschwindigkeit auf 2850 m/min erhöht. Bei dieser Einstellung des Verstreckverhältnisses wurde eine sehr hohe Reissfestigkeit erreicht.

Beispiel 3

Polyamid-6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und spinngestreckt wie im Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, dass das Verstreckverhältnis weiter erhöht wurde als im Beispiel 2.

Die Rollen des Rollensystems liefen dabei mit einer um 1,5fach, die Streckgaletten mit einer um 5,25fach höheren Geschwindigkeit als die Einlauf-Galetten. Die Aufspulgeschwindigkeit betrug 2900 m/min.

Bei dieser Einstellung des Verstreckverhältnisses wurde bei hoher Festigkeit eine niedrige Dehnung eingestellt.

Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)

Polyamid-6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen, präpariert und aufgespult wie im Beispiel 1. Der Durchlauf des Fadens durch die Spinnstreckmaschine war im Gegensatz zu Beispiel 1 jedoch wie folgt:

Die Fäden umschlangen sechsmal ein auf 90 °C aufgeheiztes Einlauf-Galettenpaar.

Die Fäden umschlangen sechsmal ein auf 195 °C aufgeheiztes ersten Streck-Galettenpaar, welches 4,9fach schneller lief.

Die Fäden umschlangen achtmal ein auf 195 °C aufgeheiztes zweites Streck-Galettenpaar, welches 5,lfach schneller als die Einlauf-Galetten lief.

Durch Anwendung der hohen Umschlingungszahl auf dem ersten Streck-Galettenpaar bildete sich der erste Streckpunkt bereits auf den Einlauf-Galetten aus. Die textilen Fadenkenndaten in der Tabelle liegen deutlich ungünstiger. Auch die Gleichmässigkeit dieser Werte (CB) ist schlechter. Während des Versteckens traten verstärkt Störungen im Produktionsablauf aufgrund von Fadenbrüchen auf, so dass weniger volle Spulen als im Beispiel l erhalten wurden.

Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel)

Polyamid-6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und spinngestreckt wie im Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, dass die Rollen durch einen feststehenden Bremsstift ersetzt wurden, der von den Fäden einmal umschlungen wurde.

Kurz nach dem Auflegen der Fäden rissen sie jedoch am Stift ab. Die Fäden konnten nicht über längere Zeit aufgespult werden.

Beispiel 6

Polyamid-6 der relativen Viskosität t]reL = 3,3 wurde bei 289 °C geschmolzen und in einer Menge von 385 g/min durch eine Spinndüsenplatte mit 192 Löchern versponnen, wobei jedes Loch einen Durchmesser von 0,4 mm hatte.

Die austretenden Einzelfäden durchliefen dann einen Nacherhitzer der Länge von 600 mm und der Wandtemperatur von 300 °C und anschliessend einen 1100 mm langen Blasschacht, in dem sie durch querströmende Luft der Geschwindigkeit von 1,0 m/s abgekühlt wurden.

Danach wurde auf das Fadenbündel mittels Rollen eine 99%ige Präparation aufgetragen, wobei die Ölauflage des fertigen Rohgarns 1,2% betrug. Der Faden wurde danach durch die Spinnstreckmaschine geführt und schliesslich auf einem Wickler mit einer Geschwindigkeit von 2980 m/min aufgespult. Der Solltiter des aufgespulten Fadens betrug 1400 dtex. In der Spinnstreckmaschine durchlief der Faden nacheinander folgende Aggregate:

- eine unbeheizte Vorspannrolle, die viermal umschlungen wurde;

- ein auf 95 °C aufgeheiztes Einlauf-Galettenpaar mit 13 Fadenumschlingungen ;

- das auf 100 °C aufgeheizte Rollensystem, bestehend aus zwei Rollen derselben Geometrie wie die Einlauf-Galetten, die mit derselben Geschwindigkeit wie die Einlauf-Galetten liefen und vom Faden zweimal umschlungen wurden;

- ein auf 195 °C aufgeheiztes Streck-Galettenpaar, welches 5,4mal so schnell lief wie die Einlauf-Galetten und welches achtmal vom Faden umschlungen wurde; und

- ein auf 100 °C aufgeheiztes Auslauf-Galettenpaar, welches achtmal umschlungen wurde.

Die Rollen des Rollensystems wurden so wie im Beispiel 1 positioniert.

Es traten über einen längeren Laufzeitraum keine Verstreckstörungen auf. Die Anzahl voller Spulen lag höher als 92%. Die textilen Kenndaten sind in der Tabelle zusammengestellt. Sie weisen ein für technische Einsatzgebiete hervorragend geeignetes Rohgarn aus.

Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel)

Polyamid-6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und spinngestreckt wie im Beispiel 6, jedoch mit dem Unterschied, dass die Temperatur des Einlauf-Galetten-paares auf 125 °C erhöht wurde.

Bezogen auf einen Glasumwandlungspunkt TG wie er in der Literatur zwischen 35 und 45 ° C angegeben wird, liegt diese Galettentemperatur ausserhalb des erfindungsgemässen Bereiches von max. TG + 65 °C.

Bei dem Verstreckverhältnis von 5,4 traten laufend Fadenbrüche auf, so dass das Verstreckverhältnis auf 5,2 reduziert werden musste. Die zugehörigen textilen Kenndaten sind wesentlich schlechter als im Beispiel 6.

Beispiel 8

Polyester der relativen Viskosität r)intr. von 0,68 wurde bei 305 ° C geschmolzen und in einer Menge von jeweils 307 g/ min durch zwei Spinndüsenplatten mit je 192 Löchern versponnen, wobei jedes Loch einen Durchmesser von 0,4 mm hatte.

Die austretenden Fäden durchliefen anschliessend einen 1700 mm langen Blasschacht, in dem sie durch querströmende Luft der Geschwindigkeit von 0,6 m/s abgekühlt wurden.

Danach wurde auf die Fäden mittels Rollen eine 99%ige Präparation aufgetragen, wobei die Ölauflage des fertigen Rohgarns 0,7% betrug. Die Fäden wurden anschliessend parallel durch eine Spinnstreckmaschine geführt und schliesslich auf einem Wickler mit einer Geschwindigkeit von 3000 m/min aufgespult. Der Solltiter der aufgespulten Fäden betrug 1100 f 192 dtex.

In der Spinnstreckmaschine durchliefen die Fäden nacheinander folgende Aggregate:

- eine unbeheizt Vorspannrolle, die viermal umschlungen wurde;

- ein auf 95 ° C aufgeheiztes Einlauf-Galettenpaar mit acht Fadenumschlingungen;

- ein auf 110 °C aufgeheiztes Rollensystem bestehend aus zwei Rollen derselben Geometrie wie die Einlauf-Galetten, die mit derselben Geschwindigkeit wie die Einlauf-Gale-ten liefen und von den Fäden zweimal umschlungen wurden;

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- ein auf 220 ° C aufgeheiztes Streck-Galettenpaar, welches 6,1 mal so schnell lief wie die Einlauf-Galetten und welches achtmal von den Fäden umschlungen wurde und

- ein unbeheiztes Auslauf-Galettensystem, welches achtmal umschlungen wurde und 5% langsamer als das Streck-Galettenpaar lief.

Die Rollen des Rollensystems wurden derart positioniert, dass die Fäden ohne Abknickung zwischen Einlauf-Galetten und Rollen sowie zwischen Rollen und Streck-Galetten liefen und der Abstand der einzelnen Umschlingungen 4 mm betrug.

Es traten über einen längeren Laufzeitraum keine Verstreckstörungen auf. Die Anzahl voller Spulen lag höher als 92%. Die textilen Kenndaten sind in der Tabelle zusammengestellt.

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Beispiel 9

Das Beispiel 8 für Polyester wurde wiederholt mit dem Unterschied, dass auf das Rollensystem verzichtet wurde. Das Ergebnis war eine höhere Fadenbruchzahl durch unruhigen io Fadenlauf. Es konnten keine grossen Wickel hergestellt werden.

Tabellarisch zusammengefasste Verfahrensbeispiele

Beispiel-Nr. 1 2345 678 9

Erfindung/Vergleich Erfindung -»■ Vergleich Vergleich ErfmdungVergleich Erfindung Vergleich

- Polymer PA-6 PET -<•

- Solltiter (dtex) 935fl40 — — - — 1400fl92 1100fl92

Verstreckverhältnis

- 1. Feld 1:

5,1

5,2

5,25

4,9

5,1

5,4

5,2

6,1

6,1

- Gesamt 1 :

5,1

5,2

5,25

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5,1

5,4

5,2

6,1

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Geschw.-Verhältnis

- Rollen: Einlauf-Gal.

1:1

1,5:1

1,5:1

-

0*

1:1

1:1

1:1

-

Wicklergeschw. (m/min)

2800

2850

2900

2800

2800

2980

2850

3000

3000

Temperaturen

- Einlauf-Galettenpaar

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75

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- Rollensystem

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-

unbeheizt*

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100

110

110

- 1. Streck-Gal.-Paar

195

195

195

195

195

195

195

220

220 '

- 2. Streck-Gal.-Paar

-

-

-

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-

-

-

-

-

- Auslauf-Gal.-Paar

100

100

100

100

100

100

100

unbeheizt unbeheizt

Fadenumschlingungen

- Vorspannrolle

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- Einlaufpaar

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13

13

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8

- Rollenpaar

2

2

2

--

1*

2

2

2

-

- 1. Streckpaar

8

8

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6

8

8

8

8

8

- 2. Streckpaar

-

-

-

8

-

-

-

-

-

- Auslaufpaar

8

8

8

8

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8

8

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8

Garnkenndaten

- Reissfestigkeit (cN/tex)

86,2

89,9

90,4

81,9

läuft nicht

85,2

78,5

77

läuft nicht

- Reissdehnung (%)

20,0

19,5

18,5

22,6

19,7

20,5

13,5

- Bezugsdehnung (%)

8,3

8,1

8,0

8,4

8,2

8,6

7,6

- CB-Festigkeit (%)

0,75

1,2

1,0

2,4

1,0

2,3

0,9

- CB-Dehnung (%)

2,3

2,2

2,4

4,9

2,9

5,7

2,2

* Rollen durch feststehenden Bremsstift ersetzt

1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

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1. Verfahren zur Herstellung hochfester technischer Garne, insbesondere aus Polyamid- und Polyesterfäden,

durch Spinnstrecken, wobei die aus der Spinndüse austretenden Fäden in einer Kühlzone durch Anblasen mit Blasluft abgekühlt werden, worauf sie über ein Präparationssystem geführt und anschliessend in direktem Verlauf über mehrere Galettensysteme verlegt werden, von denen das erste ein Ein-lauf-Galettensystem ist, wobei die Fäden unter Ausbildung eines Streckpunktes in mindestens einem Verstreckfeld zwischen mindestens zwei Galettensystemen v.erstreckt werden, von denen das dem Verstreckfeld folgende ein Streck-Galet-tensystem ist, und auf mindestens einem Galettensystem einer Temperatur von > 160 °C ausgesetzt werden und schliesslich über ein Auslauf-Galettensystem laufen, bevor sie mit einer Geschwindigkeit >2200 m/min aufgespult werden, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Einlauf-Galettensystem auf einer konstanten Temperatur Te = (Tg — 20 °C) bis (Tg +65 °C) gehalten wird, wobei Tg die Temperatur für den Glasumwandlungspunkt ist,

b) die Fäden zwischen dem Einlauf-Galettensystem und dem Streck-Galettensystem über ein Rollensystem geführt werden, das aus mindestens zwei zylinderförmigen Rollen besteht, von denen mindestens eine mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird, die im Höchstfall derjenigen des nachfolgenden Streck-Galettensystems und im Kleinstfalle derjenigen des Einlauf-Galettensystems entspricht und die auf einer Temperatur TR zwischen 75 °Cund215 °C gehalten werden,

c) die Fäden unter maximal dreimaliger Umschlingung über das Rollensystem unter b) geführt werden,

d) das Streck-Galettensystem auf einer Temperatur Ts

> 110 °C, jedoch maximal 20 °C unter dem Polymerschmelzpunkt gehalten wird, und dass e) das Auslauf-Galettensystem auf einer Temperatur TA gehalten wird, die kleiner ist als der Polymerschmelzpunkt minus 20 °C.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Streck-Galettensystem auf einer Temperatur Ts

• > 160 °C gehalten wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslauf-Galettensystem auf einer Temperatur Ta < 110 ° C gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden zwischen dem Streck-Galettensystem und dem Auslauf-Galettensystem über ein Fixiergalettensystem geführt werden, dessen Temperatur TF auf einem Wert zwischen

160 °C einerseits und 20 °C unter dem Polymerschmelzpunkt andererseits gehalten wird, und dass das Auslauf-Galettensy-stem auf einer Temperatur TA < 110 °C gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rollen gemäss b) mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend mindestens eine Spinndüse, einen Blasschacht, ein Präparationssystem und mehrere Galettensysteme, von denen das erste ein Einlauf-Galettensystem ist, dem ein Verstreckfeld nachfolgt, und von denen mindestens ein weiteres ein Streck-Galettensystem ist, welches hinter dem Verstreckfeld angeordnet ist, und von denen das letzte ein Auslauf-Galettensystem ist, dem ein Aufspulsystem nachfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass im Verstreckfeld (V) zwischen Einlauf-Galettensystem (8) und Streck-Galettensystem (10) zur Fixierung eines Streckpunktes ein Rollensystem (9) aus mindestens zwei zylinderförmigen Rollen (9a, 9b) angeordnet ist, von denen mindestens eine mit einem Antrieb verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass die Rollen (9a, 9b) des Rollensystems (9) gegeneinander verstellbar angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rollensystem (9) aus zwei parallel zueinander einstellbaren, aber um jeweils ± 15 Winkelgrade windschief verstellbaren Rollen (9a, 9b, 9a', 9b') besteht.