Patents

Search tools Text Classification Chemistry Measure Numbers Full documents Title Abstract Claims All Any Exact Not Add AND condition These CPCs and their children These exact CPCs Add AND condition
Exact Exact Batch Similar Substructure Substructure (SMARTS) Full documents Claims only Add AND condition
Add AND condition
Application Numbers Publication Numbers Either Add AND condition

Polyester staple fibre texturing method

Classifications

D02G1/127 Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes including drawing or stretching on the same machine

Landscapes

Show more

CS202028B2

Czechoslovakia

Other languages
English
Inventor
Nobuharu Izawa
Mutsuo Katsu
Yasuhiro Murase
Takamitsu Kondo

Worldwide applications
1972 JP 1973 US RO DE GB PH CS IT NL BR FR

Application CS785452A events

Description

(54) Způsob tvarování polyesterové stříže
Vynález se týká způsobu tvarování polyesterové stříže o vysokém modulu, která je dobře spřadatelná a může být spřádána na přízi nejvyšší kvality.
Polyesterových vláken se široce používá ve formě příze spřádané buď ze samotné polyesterové stříže nebo ze směsi s jinou stříží, jako s buničinovou stříží nebo s jinými vlákny, jako je bavlna a len.
K podpoře sprádatelnosti polyesterových vláken je běžné dodávat jim ' vysokou specifickou pevnost a nízkou tažnost a vysoký modul. To může do· určité míry vést k vysoké rychlosti vřeten, která je žádoucí v průběhu celého procesu spřádání. Avšak pokusy k dosažení vysoké specďické pevnosti, nízké tažnosti a k vysokému modulu vláken při jejich zpracování vedou k nežádoucímu zhoršení obloučkovitosti vláken a k mimořádnému zhoršení spřadatelnosti v předspřádacích stupních. Kromě toho vzrůstá tepelná srážlivost vláken a látka z utkaných vláken má vyšší srážlivost, což snižuje účinnost tkaní.
Proto je snaha vyrábět polyesterová vlákna s vyššími charateristikami obloučkovitosti a s nízkou tepelnou srážlivostí i při vysoké pevnosti a při vysokém modulu.
Předmětem vynálezu je proto způsob tvarování polyesterové stříže, při kterém· se dlouží nedloužený kabel nekonečných vláken na bázi ethylentereftalátového polymeru obsahujícího alespoň 85 % molových ethylentereftalátových jednotek na 1,15 až 1,45 násobek přirozeného poměru dloužení, dloužený kabel se za napětí tepelně zpracovává při teplotě Ti · °C, tepelně zpracovaný kabel se zavádí do pěchovací komůrky za udržování teploty kabele 80 až · 130 °C, tvarovaný kabel se tepelně zpracovává při teplotě T2 °C za volného srážení a řeže · se na stříž vhodné délky, který je vyznačený tím, že se kabel tepelně zpracovává za volného srážení při udržování pěchovací hustoty kabele alespoň 200 kg/m3, přičemž teploty Ti a T2 odpovídající následujícím vztahům
1,25 Т2-Н21^Т1^240
470—2,0 TušT2š217—0,5 Ti 80áT2
Způsob podle vynálezu bude popsán a podrobně vysvětlen za pomoci přiložených výkresů, kde značí obr. 1 grafické znázornění rozmezí teplot Ti a T2 při tepelném zpracování, · obr. 2 grafické znázornění vztahu mezi modulem při 10% roztažení (zkracováno jakožto Mio) vláken a teplotou T2 s teplotou Ti použitou jakožto parametr, obr. 3 grafické znázornění vztahu mezi . srážením vláken pů sobením suchého tepla při teplotě 180 °C a teplotou Tž s teplotou Ti použitou jakožto parametr, a obr. 4 grafické znázornění vztahu mezi procentem obloučkovitosti vláken a teplotou Tž s teplotou Ti použitou jakožto parametr.
Nedloužený polyesterový kabel, použitý při způsobu podle vynálezu je svazek nedloužených filamentů získaných při zvlákňování taveniny polymeru polyesterového typu běžným způsobem a normálně se používá v denieru alespoň 10 000 den, zvláště v denieru 50 000 až 4 000 000 den.
Výraz „polymer polyesterového typu nebo polyester“ se používá v této přihlášce vynálezu a v definici pro polyester obsahující alespoň 85 mol. % ethylentereftalátových jednotek. Jako takového polyesteru se používá s výhodou polyethylentereftalátu. Avšak ke zlepšení barvitelnosti nebo ke zvýšení odolnosti proti žmolkování může obsahovat v kopolymerované formě třetí složku, jako je izoftalová kyselina, para-hydroxybenzoová kyselina nebo glykol s alespoň třemi atomy uhlíku nebo v přimíšené formě malé množství jiných polymerů, jako je nylon nebo polyolefin. Polyester může dále obsahovat matovací přísadu, barviva, stabilizátory nebo antistatické přísady atd. Vhodná vnitřní viskozita, měřeno na o-chlorfenolovém roztoku při teplotě 35 °C, polyesteru je 0,50 až 0,70.
Prvním stupněm způsobu podle vynálezu je dloužení nedlouženého polyesterového kabelu 1,15 až 1,45 krát vyšší než je přirozený poměr dloužení (PPD).
Přirozený poměr dloužení se měří následujícím způsobem: Nedloužený filament se nechá v klidu po dobu 24 hodin v komoře udržované na teplotě 20 až 30 °C a na relativní vlhkosti 50 až 70 % a pak se táhne rychlostí 1000 %/min v komoře udržované na teplotě 20 °C a na relativní ' vlhkosti vzduchu 65 % za použití trhacího stroje Instron. Poměr dloužení, při kterém místo zúžení vlákna zmizí a napětí v tahu se náhle zvýší, se označuje jakožto „přirozený poměr dloužení“.
Přirozený poměr dloužení se značně mění v závislosti na dvojlomu nedlouženého filamentu, avšak nedloužený filament, připravený běžným způsobem zvlákňování taveniny, má přirozený poměr dloužení 3,0 až 4,0. Při způsobu podle vynálezu se tedy nedloužený kabel, mající přirozený poměr dloužení 3,0, dlouží na 3,45 až 4,35 násobek své původní délky a jestliže je přirozený poměr dloužení 4,0, dlouží se na 4,60 až 5,8 násobek své původní délky. S výhodou se dloužení provádí ve vodě nebo v páře o · teplotě 60 až 100 °C. Dloužení se může provádět jednostupňově. Dává se však přednost dvoustupňovému dloužení, při kterém · se první stupeň provádí ve vodní lázni udržované na teplotě 60 až 80 °C a druhý stupeň se provádí ve vodní lázni nebo v páře při teplotě alespoň 80 °C. Jestliže se používá dvoustupňového dloužení, dává se obecně přednost ve dru hém stupni dloužení na 1,05 až 1,2 násobek.
V každém případě · je důležité, aby byl poměr dloužení 1,15 až 1,45 násobek přirozeného poměru dloužení. Jestliže je celkový stupeň dloužení pod touto hranicí, · nemohou se získat vlákna s vysokou pevností a modulem a za této· podmínky jsou podmínky dloužení zhoršeny a není možná trvalá výroba.
Dloužený kabel · . se pak tepelně zpracovává za napětí. Tato operace se může provádět například tak, že se a) kabel vede ve styku s horkou deskou, b) kabel se vede cik-cak způsobem kolem několika vyhřívaných válců nebo c] kabel prochází vyhřátou komorou. Toto tepelné · zpracování za napětí se může provádět současně s druhým stupněm dloužení.
Výraz „tepelné zpracování za napětí“ používaný v této přihlášce vynálezu a v definici předmětu vánálezu znamená, že se tepelné zpracování provádí v napjatém stavu nebo za konstatní délky nebo za podmínek, kdy se kabel srazí o 5 % nebo o méně než 5 %.
Dloužený kabel, který se takto tepelně zpracuje při teplotě Ti °C, způsobem podle vynálezu, má obecně srážlivost 5 ·' % nebo vyšší při této teplotě. Jestliže se tedy kabel zahřívá za podmínek, které nedovolují srážení větší než 5 %, je vždy v napnutém stavu. Jestliže je srážení při tomto zpracování větší než 5 %, modul kabele klesá a obloučkovitost se drasticky zhoršuje.
Se zřetelem na teplotu tepelného zpracování s volným srážením T2 °C, musí být tato teplota Ti °C tepelného zpracování za napínání v tomto rozmezí:
1,25 Tz + 2Hri.ž240
Jestliže je Ti nižší než (1,25 Tž + 21) není možno dosáhnout u polyesterových vláken, jak je záměrem způsobu podle tohoto vynálezu, modul při 10% prodloužení alespoň 3,0 g/d). Jestliže na druhé straně teplota Ti přesáhne 240°C, dochází při zpracování k částečnému tavení a tím k přilnání vláken. Jestliže je zvláště žádoucí · získat nízkosrážlivá vlákna s vysokým modulem, . je s výhodou teplota Ti vyšší než 180 °C.
Po tomto tepelném zpracování za napínání se kabel zpracovává v oleji, jak je třeba, a obloučkuje se v pěchovací komoře za teploty 80 až 130 °C. Teplotu kabelu při obloučkování lze zvýšit také předehřátím kabelu před obloučkováním párou nebo vyhřívanou deskou. Nebo se toho může dosáhnout zaváděním vyhřáté páry do pěchovací komory. Jestliže je teplota kabelu v průběhu obloučkování nižší než 80 °C, je obloučkovitost výsledného vlákna · špatná a nemůže být zajištěna dobrá zpracovatelnost spřádáním. Jessiiže překročí 130 °C, klesá modul vlákna, takže se vlákno · stává nezpůsobilým· pro vysokou rychlost vřeten při procesu spřádání. Optimální teplota kabelu při obloučkování je 90 až 120 °C, jelikož · při této tep lote se dosahuje dobré vyváženosti mezi obloučkovitostí a modulem.
Obloučkovaný kabel se kontinuálně vede žlabem a je umísťován na dopravník, na kterém se tepelně zpracovává za volného srážení.
V této chvíli je třeba zvýšit hustotu pěchování kabele v průběhu zpracování na 200 kilogramů/m3 nebo více, což je značně více než za normálních podmínek, vhodným způsobem řízení dodávání kabelu na dopravník nebo řízením rychlosti dopravníku. Jestliže je hustota pěchování nižší než 200 kg/ /m3, protahují se obloučky ve chvíli tepelného zpracování za volného vysrážení, což vede ke zhoršení obloučkovitosti а к výraznému snížení spřadatelnosti.
Se zřetelem na teplotu tepelného zpracování Ti °C za napínání má být teplota tepelného zpracování za volného srážení T2 °C v tomto rozmezí:
—2,0 Ti 4-470 ^2^-0,5 Ti + 210
T2>80
Jestliže je teplota T2 nižší než 80 °C, obloučkovitá pružnost kabele výrazně klesá, a proto stupeň zbytkového obloučkování vláken za opakovaného protahování v průběhu spřádání značně klesá, což se hned projeví špatnou spřadatelnosti. Na druhé straně, jestliže je teplota T2 nižší než (—2,0 Ti4-
4-470) °C, srážení suchým teplem kabele překročí při teplotě 180 °C 6 % a nízké srážvosti vláken, která je záměrem tohoto vynálezu, nemůže být dosaženo. Jestliže je teplota T'2 nižší než (—2,0 Ti4-470) °C, obloučkovítost a zvláště procento obloučků vláken se drasticky zhorší, čímž je nemožno zaručit dobrou spřadatelnost.
Obor teplot Ti а T2, specifikovaný pří způsobu podle tohoto vynálezu představuje vyárafovaná část na obr. 1. Cáry A až E na obr. 1 znázorňují následující rovnice a vyšrafovaná plocha vymezená těmito čarami se využívá při způsobu podle tohoto vynálezu.
A Ti = 1,25 T2 4- 21
В T2!=—2,0 T14-470
C T2 = -0,5 T14-210
D Ti=f240
E T2 = 80
Cáry А, В a C na obr. 1 vymezují kritické podmínky pro získání modulu, srážlivosti suchým teplem a obloučkovitosti podle tohoto vynálezu. Cárá D vymezuje kritické podmínky к zabránění adhezi vláken v důsledku natavení a čára E vymezuje kritické podmínky pro získání dobré obloučkovité pružnosti.
Popsaný způsob podle tohoto vynálezu umožňuje získat polyesterová vlákna s vysokou pevností a modulem, s nízkou tepelnou srážlivosti a s nejlepším obloučkováním díky synergickému jevu, ke kterému dochází kom binací dloužení, tvarování a tepelného ustalování za popsaných podmínek. Například polyethylentereftalová vlákna vyrobená popsaným způsobem mají M10 (modul při protažení 10 % (alespoň 3,0 g/d, srážení působením suchého tepla při 180 °C ne větší než 6 % a procentovou obloučkovitost alespoň 10 %. V závislosti na podmínkách se mohou získat polyethylentereftalová vlákna s pevností alespoň 6,5 g/d, s prodloužením ne větším než 30 %, s M10 alespoň 4,5 g/d, s procentovou obloučkovitosti alespoň 10 °/o, se srážením působením suchého tepla při 180 stupních Celsia ne větším než 6 % a s obloučkovou pružností alespoň 70 %.
Tato vlákna se řežou na vhodnou délku к výrobě stříže. Jestliže se stříž spřádá buď samotná nebo spolu s jinými vlákny, jako je bavlna, buničinová stříž nebo len zlepší se rouno 11a rozvolňovači, nabalování vlákna na válec mykacího stroje atd. v předpřádacím stupni a spřádání se může provádět při vysoké rychlosti.
Například při sepředení směsi 65/35 obchodní polyesterové stříže a bavlny na spřádanou přízi o čísle 45 je rychlost otáček vřeten ve spřádacím stupni nejvýše 16 000 ot/min a specifická pevnost spřádané příze je nejvýše 29 kg. Na rozdíl od toho nepůsobí stříž, vyrobená způsobem podle vynálezu, potíže ani při tom, když rychlost vřeten stoupne na 20 000 ot/min a specifická pevnost [pevnost přadének) spřádané příze se může zvýšit až na 34 až 35 kg.
Následující příklady způsob podle vynálezu blíže objasňují. Procentová obloučkovitost, stupeň obloučkování filamentů, se měří následujícím způsobem:
Vzorek filamentů dané délky (a) se zatíží počátečním zatížením 2 mg/denier. Pak se na vlákno působí zatížením 50 mg/denier a měří se délka (b) filamentů po uplynutí 30 s. Procentovou obloučkovitost vyjadřuje vztah:
[b-a] /ЬХЮО (%)
Příklad 1
Nedloužený kabel (přirozený poměr dloužení 3,43), získaný zvlákněním taveniny polyethylentereftalátu s vnitřní viskozitou 0,62 se dlouží nejprve 3,90 krát v teplé lázni udržované na teplotě 70 °C a pak na 1,10 násobek v teplé lázni udržované na teplotě 90 stupňů Celsia. Celkový poměr dloužení je 4,29 (1.25 násobek přirozeného poměru dloužení). Pak se kabel tepelně zpracovává za napínání na desce s povrchovou teplotou Ti °C. Pak se kabel zahřívá párou a vede se do pěchovací komory, kde se obloučkuje za udržování na teplotě 95 °C. Kabel, odtahovaný z pěchovací komory se kontinuálně vede do komory pro tepelné zpracování typu s cirkulací horkého vzduchu a tepelně se zpracovává za volného srážení při teplotě
Ta °C za udržování hustoty pěchování kabele 300 kg/m3.
Mění . se teploty Ti a T2 při uvedeném procesu a měří se M10, srážlivost suchým teplem při teplotě 180 °C a procentová obloučkovitost výsledného vlákna. Získané výsledky jsou uvedeny na obr. 2 až 4.
Z - výsledků na obr. 2 až 4 je zřejmé, že se mohou vyrobit vlákna mající M10 alespoň 3,0 g/d, srážlivost suchým teplem o teplotě 180 °C ne větší než 6,0 % a procentovou obloučkovitost alespoň 10 %, jedině jsou-li teploty Ti a T2' v rámci oboru vyšrafovaného na obr. 1.
P říklad 2
Nedloužený kabel z polyethylentereftalátu s vnitřní viskozitou 0,62, vyrobený běžným zvlákněním taveniny, který má přirozený poměr dloužení 1,10 až 1,25 násobek přirozeného poměru dloužení za použití teplé lázně udržované na teplotě 70 °C v prvním stupni dloužení a za použití - teplé lázně udržované na teplotě 90 °C ve druhém stupni dloužení. V každém stupni se poměr dloužení mění způsobem zachyceným v tabulce
1. Dloužený kabel se vede způsobem cik-cak mezi vyhřívanými válci udržovanými na teplotě 195 °C za účelem tepelného zpracování za napínání a pak se obloučkuje stejným způsobem jako v příkladu 1. Obloučkovaný kabel se tepelně zpracovává za volného vysrážení při teplotě 100 °C, za udržování hustoty pěchování kabele 300 kg/m3.
Vlastnosti výsledných vláken jsou uvedeny v tabulce 1.
Tabulka 1
Zkouška číslo 1 2 3 (srovnání)
1. stupeň, poměr dloužení 3,78 3,90 3,56
2. stupeň, poměr dloužení 1,08 1,10 1,06
celkový poměr dloužení 4,08 4,29 3,77
celkový poměr dloužení/PPD 1,19 1,25 1,10
Monofilament, denier 1,30 1,25 1,41
specifická pevnost, g/d 6,83 7,21 6,08
prodloužení, % 25,9 23,4 33,5
M10, g/d 4,6 4,7 4,1
srážlivost suchým teplem 5,5 5,7 5,0
při 180 °C, %
Příklad 3
Zkouška číslo 2 z příkladu 2 se opakuje za měnění teploty kabelu ve chvíli obloučková ní, -teploty T2 a hustoty pěchování kabelu ve chvíli tepelného zpracování za volného srážení. Měří se charakteristiky obloučkovitosti vláken - a výsledky se uvádějí v tabulce 2.
Tabulka - 2
Zkouška číslo 4 5
Teplota kabelu při 95 95
obloučkování (°C)
T2 (°C) 100 100
Hustota pěchování (kg/m3) 175 230
Počet obloučků na 2,5' cm 13,5 13,3
Procentová oblručkrvitost (%] 1 7,4 11,9
Obloučková pružnost (%) 75,3 73,8
Stupeň zbytkové obloučkovi- 5,7 8,8
tosti (%)
6 7 8 9
95 95 110 65
85 65 100 100
230 230 350 350
13,2 13,4 13,5 13,3
12,7 13,2 13,1 7,9
71,0 64,5 74,8 72,3
9,0 8,5 9,8 5,7
Zkoušky číslo 4, 7 a 9 představují porovnání
P ř í k 1 a d 4
Nedloužený kabel z polyethylentereftalátizoftalátu (obsahující 5 mol % jednotek izoftalové kyseliny) mající vnitřní viskozitu 0,60 se dlouží na celkový poměr dloužení 1,25 násobek přirozeného poměru dloužení stejným způsobem jako podle příkladu 2 zkouška číslo 2. Pak se dloužený kabel podrobí stejnému tepelnému zpracování za napínání, obloučkování a - tepelnému zpracování za volného vysrážení jako je popsáno v příkladu 2. Výsledná vlákna mají denier monofilamentu 1,26, specifickou pevnost 6,68 gramů/d, prodloužení 24,2 %, M10 4,4 g/d a srážlivost suchým teplem při teplotě 180 °C

Claims (1)
Hide Dependent

  1. ťREDMĚT
    Způsob tvarování polyesterové stříže, při kterém se dlouží nedloužený kabel nekonečných vláken na bázi ethylentereftalátového polymeru, obsahujícího alespoň 85 % molových ethylentereftalátových jednotek, na 1,15 až 1,45 násobek přirozeného poměru dloužení, dloužený kabel se za napětí tepelně zpracovává při teplotě Ti °C, tepelně zpracovaný kabel se vede do pěchovací komůrky za udržování teploty kabele 80 až 130 °C, tvarovaný kabel se tepelně zpracovává při
    VYNÁLEZU teplotě T2 °C za volného srážení a řeže se na stříž vhodné délky, vyznačený tím, že se kabel tepelně zpracovává za volného srážení při udržování pěchovací hustoty kabele alespoň 200 kg/m3, přičemž teplota Ti a Tz odpovídá následujícím vztahům,