CS273596B1

CS273596B1 - Method of polyester monofilament preparation

Info

Publication number: CS273596B1
Application number: CS330788A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Csc Budin; Frantisek Rybola
Original assignee: Budin Jiri; Frantisek Rybola
Priority date: 1988-05-17
Filing date: 1988-05-17
Publication date: 1991-03-12
Also published as: CS330788A1

Abstract

The preparation of polyester monofilament with the width between 0.15 and 0.40 mm, where the dimension of the circular opening of a spinning jet is solved. The diameter of the opening in mm complies with the relationd0 = 0.83 ln d1 + A,where d1 is the diameter of undrawn monofilament and the value A is between 1.45 and 1.75, while the shear rate of a melt in the opening of the jet is between 500 and 1,600 sec <-1> with draft of undrawn monofilament higher than 2.

Description

Způsob přípravy polyesterových monofilů (57) Příprava polyesterového monofilů o průměru 0,15 až 0,40 mm, u kterého se řeší rozměr kruhového otvoru zvláknovací trysky. Průměr otvoru v mm vyhovuje vztahu d_Q = 0,83 ln + A , kde di je průměr nedlouženého monofilů a hodnota A je 1,45 až-1,75, přičemž smyková rychlost taveniny v otvoru trysky je 500 až 1 600 sec^-1 při průtahu nedlouženého monofilu vyšším než 2.Process for the preparation of polyester monofilaments (57) Preparation of polyester monofilaments with a diameter of 0.15 to 0.40 mm, in which the size of the circular orifice of the spinneret is solved. The hole diameter in mm satisfies the equation d _Q = 0.83 ln + A, where di is the diameter of the undrawn monofilaments and the value A is 1.45 to -1.75, while the shear velocity of the melt in the nozzle orifice is 500 to 1600 sec ^-1 when an undrawn monofilament has a lag exceeding 2.

m vom vo

O\O\

IA p*.IA p *.

CM toCM it

CS 273596 GlCS 273596 Gl

Vynález se týká způsobu přípravy polyesterových monofilů zvlákňováním taveniny polyesteru, u kterého se řeší rozměr kruhového otvoru zvlákňovací trysky, vzhledem k podmínkám zvláknování.The present invention relates to a process for preparing polyester monofilaments by spinning a polyester melt which solves the size of a circular orifice of the spinneret with respect to the spinning conditions.

Monofilem rozumíme vlákno, které tvoří jedna fibrila. Polyesterové monofily se též používají pro výrobu papírenských sít. Pro tento účel se používají monofily o průměru 0,15 až 0,9 mm. Polyesterové monofily se vyrábí extruderovým zvlákňováním polyesterového granulátu na bázi čistého polyethylentereftalátu, nebo jeho modifikovaných typů. Pro zvláknování se používá tryska s kruhovými otvory. Zvlákněné monofily se ochladí ve vodě o teplotě 50 až 80 °C a potom se kontinuálně dlouží ve dvou stupních na celkový dloužicí poměr 4 až 5,5 při teplotě 90 až 250 °C. V třetí zóně výrobní linky se obvykle monofily smrštují v poměru 0,8 až 0,98 při teplotě 200 až 270 °C, načež se navíjejí na cívky.By monofilament we mean the fiber that constitutes one fibril. Polyester monofilaments are also used for the production of paper screens. For this purpose monofilaments having a diameter of 0.15 to 0.9 mm are used. Polyester monofilaments are produced by extruder spinning polyester granules based on pure polyethylene terephthalate, or modified types thereof. A nozzle with round holes is used for spinning. The fiberized monofilaments are cooled in water at 50 to 80 ° C and then continuously drawn in two stages to a total draw ratio of 4 to 5.5 at 90 to 250 ° C. In the third zone of the production line, the monofilaments usually shrink in a ratio of 0.8 to 0.98 at a temperature of 200 to 270 ° C, after which they are wound onto reels.

Počet současně vyráběných monofilů na výrobní lince je dán počtem otvorů zvlákňovací trysky, který se pohybuje v rozmezí 10 až 100. Trysky s větším počtem otvorů se používají pro výrobu slabších monofilů, zejména o průměru 0,15 až 0,4 mm.The number of monofilaments produced on the production line is given by the number of orifices of the spinneret, which ranges from 10 to 100. Nozzles with a plurality of orifices are used to produce weaker monofilaments, in particular with a diameter of 0.15 to 0.4 mm.

V řadě případů dochází při výrobě polyesterových monofilů k tomu, že průměry jednotlivých monofilů současně vyráběných na lince se od sebe značně liší. To vede l< tomu, že rovnoměrnost fyzikálně-mechanických vlastností vyráběných monofilů je nevyhovující. Pro jmenovité průměry monofilů v rozsahu 0,2 až 0,27 mm je přijatelná odchylka průměru +0,01 mm, -0,01 mm. To znamená, že například skutečný průměr monofilů o jmenovitém průměru 0,27 mm se může pohybovat v rozmezí 0,26 až 0,28 mm. Pro monofily o jmenovitém průměru 0,3 až 0,4 mm je přijatelná odchylka +0,02 mm, -0,02 mm.In many cases, in the manufacture of polyester monofilaments, the diameters of the individual monofilaments simultaneously produced on the line vary considerably. This results in the uniformity of the physico-mechanical properties of the monofilaments produced being unsatisfactory. For nominal monofilament diameters in the range of 0.2 to 0.27 mm, a diameter deviation of +0.01 mm, -0.01 mm is acceptable. This means, for example, that the actual diameter of the monofilaments with a nominal diameter of 0.27 mm can range from 0.26 to 0.28 mm. For monofilaments with a nominal diameter of 0.3 to 0.4 mm, a tolerance of +0.02 mm, -0.02 mm is acceptable.

Často jsou tyto odchylky průměrů překračovány, což negativně ovlivňuje vlastnosti vyráběných papírenských sít.Often, these diameter deviations are exceeded, which negatively affects the properties of the paper webs produced.

Předmět vynálezu se týká způsobu přípravy polyesterových monofilů na bázi polyethylentereftalátu o průměru 0,15 až 0,40 mm vyráběných zvlákňováním taveniny polyesteru při teplotách 275 až 300 °C za použití zvlákňovací trysky s kruhovými otvory a následným dloužením při dloužícím poměru 4,0 až 5,5 vyznačený tím, že tryska má kruhové otvory o průměru d v mm, který vyhovuje vztahu d = 0,83 ln d, + A —o ’ —i — kde d^ je průměr nedlouženého monofilů v mm a A je v rozsahu 1,45 až 1,75, přičemž zdánlivá smyková rychlost taveniny v otvoru zvlákňovací trysky je v rozsahu 500 až 1 600 sec a nedloužený monofil je odtahován při průtahu vyšším než 2.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the preparation of polyester monofilaments based on polyethylene terephthalate with a diameter of 0.15-0.40 mm produced by spinning polyester melt at temperatures of 275-300 ° C using a spinnerette with round holes and subsequent drawing at a draw ratio of 4.0-5 5, characterized in that the nozzle has circular orifices having a diameter of two mm which satisfies the formula d = 0.83 ln d, + A - o '- i - where d ^ is the diameter of the undrawn monofilament in mm and A is in the range 1, 45 to 1.75, wherein the apparent shear rate of the melt in the spinneret orifice is in the range of 500 to 1600 sec, and the undrawn monofilament is withdrawn at a throughput greater than 2.

Průtah je v tomto případě definován jako poměr odtahové rychlosti nedlouženého monofilu po jeho výstupu z chladicí lázně ke střední rychlosti y_Q taveniny polyesteru v otvoru zvlákňovací trysky. Střední rychlost v_q lze vypočítat na základě objemového průtoku Q taveniny polyesteru a průměru είθ kruhového otvoru zvlákňovací trysky na základě vztahu = 4 0 ( F d₀ ²)The elongation in this case is defined as the ratio of the draw-off speed of the undrawn monofilament after it exits the cooling bath to the mean velocity γ _Q of the polyester melt in the spinneret orifice. The mean velocity v _q can be calculated based on the volumetric flow Q of the polyester melt and the diameter είθ of the spinneret orifice on the basis of the formula = 4 0 (F d ₀ ² )

Zdánlivou smykovou rychlost taveniny v kruhovém otvoru zvlákňovací trysky lze vypočítat podle vztahu = 32 0./ (7Γ d_Q ³)The apparent shear velocity of the melt in the orifice of the spinneret can be calculated by the formula = 32 0. / (7Γ d _Q ³ )

5»5 »

CiWhose

CS 273596 BlCS 273596 Bl

Příprava polyesterového monofilu podle vynálezu umožňuje výrobu monofilů, které vykazují i při použití trysky s více otvory, požadovanou rovnoměrnost jejich průměru a tím i pevnosti. Rovnoměrnost průměru monofilů při použití víceotvorových trysek je ovlivňována podmínkami tvorby nedloužených monofilů, zejména průměrem otvorů trysky, zdánlivou smykovou rychlostí v otvoru zvlákňovací trysky a průtahem monofilů v chladicí vaně.The preparation of the polyester monofilament according to the invention makes it possible to produce monofilaments which, even when using a multi-orifice nozzle, exhibit the desired uniformity in diameter and thus strength. The uniformity of the monofilament diameter when using multi-aperture nozzles is influenced by the formation of undrawn monofilaments, in particular the diameter of the nozzle orifices, the apparent shear rate in the spinneret orifice and the flow of monofilaments in the cooling tub.

Pro dosažení vysoké rovnoměrnosti průměru monofilů musí být podmínky vzájemně vyvážené a jejich relace je dána postupem podle vynálezu. Postup přípravy polyesterových monofilů podle vynálezu je dále doložen následujícími příklady.In order to achieve high uniformity of the monofilament diameter, the conditions must be balanced with each other and their relation is given by the process according to the invention. The process for preparing the polyester monofilaments according to the invention is further illustrated by the following examples.

Příklad 1Example 1

Příklad se týká přípravy polyesterového mohofilu podle· vynálezu; jmenovitý průměr 0,22 mm, osnovný typ.The example relates to the preparation of a polyester mohophil according to the invention; nominal diameter 0.22 mm, warp type.

Tavenina polyesteru v množství 15,'3 kg za hodinu byla při teplotě 291 °C protlačována zvlákňovací tryskou se čtyřiceti kruhovými otvory, každý o průměru 0,9 mm. Zvlákněné monofily byly odtahovány rychlostí 25,2 m/min přičemž procházely chladicí lázní o teplotě 60 °C. Vzdálenost mezi tryskou a vodní hladinou byla 50 mm. Průměr nedlouženého monofilu byl 0,49 mm. Zdánlivá smyková rychlost taveniny v otvoru zvlákňovací trysky byla 1 290 sec’ Monofily byly odtahovány při průtahu 2,8. Při způsobu podle vynálezu průměr otvoru zvlákňovací trysky měl být v rozmezí 0,85 až 1,15 mm. Monofily byly potom horkovzdušně dlouženy při dloužícím poměru 4,8. Střední hodnota průměru čtyřiceti současně vyráběných monofilů byla 0,22 mm (variační koeficient 1,6 %). Nejnižší naměřený průměr monofilu byl 0,212 mm, nejvyšší naměřený průměr monofilu byl 0,227 mm.Polyester melt of 15.3 kg per hour was passed through a spinneret with forty circular holes, each 0.9 mm in diameter, at 291 ° C. The spinning monofilaments were drawn off at a rate of 25.2 m / min and passed through a 60 ° C cooling bath. The distance between the nozzle and the water surface was 50 mm. The diameter of the undrawn monofilament was 0.49 mm. The apparent shear velocity of the melt in the spinneret orifice was 1290 sec. The monofilaments were drawn off at a draw of 2.8. In the process according to the invention, the diameter of the spinneret opening should be in the range of 0.85 to 1.15 mm. The monofilaments were then hot-air drawn at a draw ratio of 4.8. The mean diameter of the forty monofilaments produced at the time was 0.22 mm (coefficient of variation 1.6%). The lowest measured monofilament diameter was 0.212 mm, the highest measured monofilament diameter was 0.227 mm.

Příklad 2Example 2

Příklad se týká přípravy polyesterového monofilu podle vynálezu; jmenovitý průměr 0,27 mm, útkový typ.The example relates to the preparation of a polyester monofilament according to the invention; nominal diameter 0.27 mm, weft type.

Tavenina polyesteru v množství 13 kg za hodinu byla při teplotě 291 °C protlačována zvlákňovací tryskou s třiceti kruhovými otvory, každý o průměru 1,2 mm. Zvlákněné monofily byly odtahovány rychlostí 22,9 m/min,přičemž procházely vodní lázní o teplotě 60 °C. Vzdálenost mezi tryskou a vodní hladinou byla 40 mm. Průměr nedlouženého monofilu byl 0,55 mm. Zdánlivá smyková rychlost taveniny polyesteru v otvoru zvlákňovací trysky byla 740 sec^-1·. Monofily byly odtahovány při průtahu 4, Při způsobu podle vynálezu by průměr otvoru zvlákňovací trysky měl být v rozmezí 0,95 až 1,25 mm. Monofily byly dále horkovzdušně dlouženy na celkový dloužící poměr 5. Střední hodnota průměru třiceti současně vyráběných monofilů byla 0,27 mm (variační koeficient 1,9 %). Nejvyšší naměřený průměr monofilu byl 0,280 mm.A 13 kg / hour melt of polyester was forced through a spinneret with thirty circular orifices of 1.2 mm diameter at 291 ° C. The fiberized monofilaments were drawn off at a rate of 22.9 m / min while passing through a 60 ° C water bath. The distance between the nozzle and the water surface was 40 mm. The diameter of the undrawn monofilament was 0.55 mm. The apparent shear rate of the polyester melt in the spinneret orifice was 740 sec ^-1 ·. The monofilaments were drawn at passage 4. In the method of the invention, the diameter of the spinneret opening should be in the range of 0.95 to 1.25 mm. The monofilaments were further hot-drawn to a total draw ratio of 5. The mean diameter of the thirty monofilaments produced at the same time was 0.27 mm (coefficient of variation 1.9%). The highest measured monofilament diameter was 0.280 mm.

Přiklad 3Example 3

Příklad se týká přípravy polyesterového monofilu o jmenovitém průměru 0,22 mm, osnovní typ. Volba podmínek zvlákňqvání nevyhovovala podmínkám obsaženým v předmětu vynálezu.The example relates to the preparation of a polyester monofilament with a nominal diameter of 0.22 mm, a warp type. The choice of spinning conditions did not meet the conditions of the present invention.

Tavenina polyesteru v množství 23,8 kg za hodinu byla při teplotě 290 °C protlačována zvlákňovací tryskou s šedesáti kruhovými otvory, každý □ průměru 0,8 mm. Zvlákněné monofily. byly odtahovány rychlostí 25 m/min, přičemž procházely chladicí lázní o teplotě 60 °C. Vzdálenost mezi tryskou a vodní hladinou byla 50 mm. Průměr nedlouženého monofilu byl 0,49 mm. Zdánlivá smyková rychlost taveniny v otvoru zvlákňovací trysky byla 1 830 sec 7 Monofily byly odtahovány při průtahu 2,3. Monofily byly dále horkovzdušně dlouženy na celkový dloužící poměr 4,8, Střední hodnota průměru šedesáti současně vyráběných monofilů byla 0,224 mm (variační koeficient 5 %). Nejnižší naměřený průměr byl 0,212 mm, nejvyšší naměřený průměr byl 0,248 mm. Průměr některých monofilů tedy značně přesáhl požadované rozmezí průměru 0,21 až 0,23 mm.A polyester melt of 23.8 kg per hour was passed through a spinneret with sixty circular holes, each □ 0.8 mm in diameter, at 290 ° C. Threaded monofilaments. were drawn off at a rate of 25 m / min, passing through a 60 ° C cooling bath. The distance between the nozzle and the water surface was 50 mm. The diameter of the undrawn monofilament was 0.49 mm. The apparent shear rate of the melt in the spinneret orifice was 1,830 sec. 7 The monofilaments were drawn at a draw of 2.3. The monofilaments were further hot-air drawn to a total draw ratio of 4.8. The mean diameter of sixty co-produced monofilaments was 0.224 mm (coefficient of variation of 5%). The lowest measured diameter was 0.212 mm, the highest measured diameter was 0.248 mm. Thus, the diameter of some monofilaments greatly exceeded the desired diameter range of 0.21 to 0.23 mm.

Postupu podle vynálezu lze použít pro výrobu polyesterových monofilů, které najdou uplatnění především při výrobě papírenských sít.The process according to the invention can be used for the production of polyester monofilaments, which are of particular use in the manufacture of paper sieves.

CS 273596 BlCS 273596 Bl

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for preparing polyester monofilaments based on polyethylene terephthalate with a diameter of 0.15 to 0.40 mm by spinning polyester melt at temperatures of 275 to 300 ° C using a spinneret with orifices followed by cooling the spinning monofilaments and drawing at a draw ratio of 4 to 5.5, characterized in that the diameter d _Q of the spinneret orifice in mm satisfies the relation d - 0.83 ln d, + A, o 1 where d, is the diameter of the undrawn monofilament in mm and the value of A is 1.45 to 1.75, the apparent shear rate of the polyester melt in the spinneret opening is 500 sec to 1600 sec ^- · * 'and the unstretched monofilament is withdrawn at a throughput greater than 2.