CS275699B6

CS275699B6 - Sposob výroby polypropylénových vláken

Info

Publication number: CS275699B6
Application number: CS188888A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Ing Javorek; Lubomir Ing Csc Knotek; Peter Ing Michlik; Rudolf Ing Csc Simo; Frantisek Ing Mihaly; Vojtech Ing Krutel; Viliam Ing Csc Beseda
Original assignee: Vyzk Ustav Chem Vlaken
Priority date: 1988-03-23
Filing date: 1988-03-23
Publication date: 1992-03-18
Also published as: CS8801888A2

Abstract

Sposob výroby polypropylénových vláken so· zvýšenou rovnomernostou mechanických vlastností spočívá v kontinuálnom dlžení preparovaných vláken v dvoch stupňoch, pričom v prvom stupni prebieha preddlženie vláken o 4 až 80 % pri rýchlosti v^/m/min/. V druhom stupni prebieha dlženie za tepla rýchlostou Vj/m/min/ na dlžiaci poměr 1 :.2 až 1 : 2,5. Doba zotrvania vláken v dlžiacom poli je taká, že platí vztah uvedený v popise vynálezu.

Description

Λ CS 275699 B6

Predmetom tohto vynálezu je sposob výroby polypropylénových vláken so zvýšenou rov-nomernostou pevnosti.

Jedným z doteraz známých sposobov výroby polypropylénových vláken je káblové dlženiezvázku vláken v diskontinuálnom, alebo kontinuálnem procese. Pri výrobě polypropylénovýchstrižových vláken stalo se káblové dlženie takmer jediným, v praxi používaným spósobom.Značný podřel polypropylénových strižových vláken sa spracováva na netkané vláknité vrst-vy. Rovnoměrnost pevnosti dosahovaná jednostupňovým káblovým dlžením je pre tieto apliká-cie výhovujúca. Pri použití polypropylénových strižových vláken vo výrobě priadzí rovno-měrnost vlastnosti vláken významné ovplyvňuje spracovatelské vlastnosti, ako aj rovnoměr-nost konečného výrobku. Pri používaní polypropylénových strižových vláken pre přípravupriadzí "open - end" postupom pri vysokých otáčkách rotora, resp. pre technológiu "DREF"pri vysokých otáčkách frikčne spriadacich jednotiek je rozhodujúca rovnoměrnost vláken,rovnoměrnost fyzikálno-mechanických vlastností, prejavujúcich sa v dynamických podmienkachnamáhania na tah, ohyb apod. Je zřejmé, že zvýšená rovnoměrnost pevnosti do pretrhu vlákenzároveň poukazuje i na zvýšená rovnoměrnost súvisiacich fyzikálno-mechanických vlastností,ako- slučková pevnost, tažnost a modul pružnosti. Rovnoměrnost týchto fyzikálno-mechanic-kých vlastností sa najčastejšie vyjadřuje variaěným koeficientom, ktorý je vlastně smero-dajnou odchýlkou vyjádřenou relativné ako percento z aritmetického priemeru nameranýchhodn&t.

Je známe káblové dlženie zvazku polypropylénových vláken v jednom·, alebo viacerýchstupňoch s roznym tepelným režimom. Vyššia teplota dlženia znižuje přitom pnutie vlákenv dlžiacom poli. Všeobecne platí tiež, že so stúpajúcim dlžiacim pomerom stúpa i orientá-cia polymérneho systému vydlženého vlákna, stúpa teda i pevnost do pretrhu tohto anizo-tropného systému.

Sprievodným znakom jednosmernej deformácie je tiež znižujúca sa tažnost vláken. Do-teraz využívané aplikácie kladli doraz na určité rozpátie tažnosti vláken, takže dlžiacipoměr sa volil s ohladom na požadovaná tažnost.

Pre požadované nižšie hodnoty tažnosti, napr. pre priadze, resp. vyšších pevnostísa používali vyššie dlžacie poměry, resp. sa využíval druhý stupeň dlženia na dodlžovanievláken na požadovaná tažnost, resp. pevnost, ako uvádza napr. japonská vyložená přihláškavynálezu JP/A/152 810/86, ktorý používá dlžiaci poměr 1 : 6 až 1 : 10 pre dosiahnutie pev-nosti polypropylénových vláken nad 4,'5 cN/dtex. Přitom používá teploty 170 až 190 "c.Nevýhodou je vysoký dlžiaci poměr, resp. vysoká teplota pri dlžení. Podlá čs. autorskéhoosvedčenia č. 238 830 sa dvojstupňovým dlžením pri dlžiacom pomere 4,2 dosahuje tažnost28,4 %, ěo má podobné nevýhody ako predošlý sposob. Niekedy sa druhý stupeň dlženia vy-užívá na úpravu zbytkovej zrážanosti polypropylénových strižových vláken, metodou relaxá-cie vláken pri zvýšenej teplote pod napatím, vyvodeným nízkým dlžiacim pomerom. Pre všetkyuvedené sposoby je potřebné, aby poměr v druhéj zóně bol najviac 1 : 1,5.

Nevýhodou uvedených známých sposobov výroby je, že dosiahnutie požadovaných fyzikál-no-mechanických vlastností je založené na používaní vyšších dlžiacich pomerov v jednom,resp. dvoch stupňoch, pričom dlžiaci poměr v druhom stupni je vždy nižší ako v prvom stup-ni, ale teplota v druhom stupni je vždy vyššia ako v prvom stupni. Přitom pre relativnévysoké dlžiace poměry v už prvom stupni sú potřebné pre zníženie pnutia vysoké teplotydlženia. Ďalšou nevýhodou je to, že'při použití dlžiacich pomerov blízkých alebo vyššíchako prirodzený dlžiaci poměr sa zvyšuje poměr pri dlžení a zhoršuje sa rovnoměrnost vlákenvyjádřená například variačným koeficientom pevnosti.

Uvedené nedostatky rieši sposob výroby polypropylénových vláken so zvýšenou rovno-mernostou pevnosti podlá tohto vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že zvázok právězvláknených polypropylénových vláken, ktoré sú opatřené na svojom povrchu vrstvou prepa-rácie, sa kontinuitne najprv preddlži, a až potom vydlži. Preddlženie sa robí na relativnénízký deformačný stupeň, tj. o 4 až 80 %, výhodné za tepla a rýchlosti v^ v m/min, čím sa CS 275699 B6 zníži prirodzený dlžiaci poměr odvodený z priebehu závislosti pnutia vláken od predlženia.Vlastně dlženie potom prebieha v dynamických podmienkach, pri rýchlosti v2 v m/min na dl-žiaci poměr 1 : 2 až 1 : 2,5 za tepla pri relativné nižších deformačných rýchlostiach da-ných nižším dlžiacim pomerom.

Doba zotrvania vláken v dlžiacom poli závisí od strednej deformačněj rýchlosti, kto-rá je daná vztahom

Takéto technologické podmienky pozitivně vplývajú na rovnoměrnost vláken vyjadrenú variač-ným koeficientom.

Sposobom výroby polypropylénových vláken podlá vynálezu sa dosiahnu požadované fyzi-kálno-mechanické vlastnosti vláken dané dlženim ako sú pevnost, tažnost a s nimi súvisiaceparametre pri technologicky priaznivejších podmienkach, tj. pri nižšom celkovom dlžiacomdeformačnom stupni (preddlženie a dlženie spolu) ako doteraz, pričom rovnoměrnost vlast-nosti vláken daných dlženim sa zvyšuje a variačný koeficient pevnosti sa znižuje. Toto dá-vá předpoklady pre využitie tohto sposobu pri výrobě polypropylénových strižových vlákenna priadze s progresívnymi spracovatelskými technológiami. Příklad 1

Právě zvláknené polypropylénové vlákna tvoriace zvazok 40 000 vláken preparovanévodnou emulziou etoxilovaných mastných kyselin sa pri rýchlosti 45 m/min preddlžili axiál-nou tahovou silou vyvinutou dlžiacimi galetami o 4 % a následné sa dlžili na dlžiaci poměr1 : 2,3 pri teplote 150 'C, takže celkový dlžiaci poměr bol 1 : 2,4. Hodnota výrazu [fvi + v2) /36°J -1 je 2,33, čo zodpovedá podmienke podlá predmetu vynálezu odvodenej od toho, aby čas zotrva-nia vláken pri zvýšenej teplote v dlžiacej zóně bol dostatočný'. Získané vlákna mali jednot-ková dlžkovú hmotnost 1,62 dtex, pevnost do pretrhu 4,9 cN/dtex, tažnost 46 % a variačnýkoeficient pevnosti 10,5 %, tažnosti 17,8 %.

Pre porovnanie boli zhodné nedlžené vlákna spracované běžným sposobom pri rýchlosti 23.8 m/min dlžené v I. stupni o 282 % a následné na to sa dodlžili pri dlžiacom pomere1 : 1,1 pri teplote 150 "C, takže celkový dlžiaci poměr bol 1 : 4,2. Získané vlákna mali jednotková dlžková hmotnost 1,68 dtex, pevnost do pretrhu 5,1 cN//dtex, tažnost 55,9 %, variačný koeficient pevnosti 20,7 % a tažnosti 30,1 %.

Na dosiahnutie zrovnatelných vlastností vydlžených vláken bol podlá vynálezu použitýnižší celkový dlžiaci poměr a dosiahla sa vyššia rovnoměrnost vláken. Příklad 2

Právě zvláknené polypropylénové vlákna tvoriace zvazok 80 000 napreparovaných vlákensa v kábli pri rýchlosti 30 m/min predlžili o 52 % a následné dlžili na dlžiaci poměr1 : 2,38 pri teplote 138 "C, takže celkový dlžiaci poměr bol 1 : 3,62. Hodnota výrazuv nerovnosti podlá vynálezu bola 2,34. Získané vlákna mali jednotková dlžková hmotnost1,72 dtex, relatívnu pevnost 5,2 cN/dtex, tažnost 35,7 %, variačný koeficient pevnosti 12.9 % a tažnosti 16,5 %.

Pre porovnanie boli tie isté nedlžené vlákna pri rýchlosti 23,8 m/min dlžené v I.stupni o 250 % a následné dodlžené pri dlžiacom pomere 1 : 1,2 pri teplote v oboch zónách140 ’c, takže celkový dlžiaci poměr bol 1 : 4,2. Získané vlákna mali jednotková dlžková

Claims

CS 275699 B6 hmotnost 1,76 dtex, pevnost do pretrhu 5,4 cN/dtex, tažnost 63,8 %, variačný koeficientpevnosti 17,2 % a tažnosti 39,1 %. Sposobom podlá vynálezu sa dosiahli zrovnatelné vlastnosti vláken pri nižšom defor-mačnom stupni, získané vlákna bolirovnomernejšie. PATENTOVÉ NÁROKY Sposob výroby polypropylénových vláken so zvýšenou rovnomernostou pevnosti kontinuálnymdlžením právě zvlákneného zvázku preparovaných vláken, vyznačený tým, že zvazok vlákensa najprv preddlži o 4 až 80 % pri rýchlosti v^ m/min a následné dlži za tepla rýchlostouv2 m/min na dlžiaci poměr 1 : 2 až 1 : 2,5, pričom doba zotrvania vláken v dlžiacom polije závislá od strednej deformačnej rýchlosti a je taká, že platí vztah:

360 t