CZ287583B6 - Process for producing thread of continuous polyester fibers - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby polyesterové nitě pro technické aplikace zvlákňováním polymeru, u něhož více než 90 % řetězců je složeno z jednotek ethylentereftalátu, přičemž zvlákňovací postup má následující prvky:

- vytlačování polymeru v roztaveném stavu deskou zvlákňovací trysky,

- vedení takto vytvořených vláken zahřátým pásmem a potom chladicím pásmem,

- ustálení rychlosti vlákna,

- dloužení na délku 1,5 až 3,5-násobku jejich původní délky, a

- navíjení výsledné vlákenné nitě, přičemž všechny prvky jsou částí jednofázového postupu.

Dosavadní stav techniky

Takový způsob je dobře znám. Například evropská patentová přihláška č. EP 80 906 popisuje způsob výroby polyesterové vlákenné nitě pro technické aplikace tím, že se z taveniny zvlákňuje polymer, obsahující polyester, přičemž všechny části postupu jsou zahrnuty v jediné fázi. Takový způsob je také znám jako jednostupňový postup. V uvedené publikaci je naznačeno, že u takového postupu je výhodné zvolit navíjecí rychlost menší než 5500 m/min, jelikož vyšší rychlosti navíjení vedou k roztřepení nitě a nesnadnosti postupu.

Zvýšení navíjecí rychlosti je však žádoucí. Když se vyrábí polyesterová vlákenná nit pro technické aplikace v průmyslovém měřítku, je výhodné vyrábět v časové jednotce co největší množství nitě na vhodném přístroji. Jednou z možností, jak zvýšit množství nitě, vyrobené v časové jednotce, je vyšší rychlost navíjení.

USA patentový spis č. 4 491 657 také pojednává o postupu zmíněném v prvním odstavci tohoto popisu. Tento patentový spis konstatuje, že rychlost navíjení nitě v takovém jednostupňovém postupu není menší než 6,5 km/min. Avšak v tomto pat. spisu nejsou žádné příklady polyesterových vlákenných nití pro technické aplikace, vyrobených takovým jednostupňovým postupem při takové navíjecí rychlosti, ani tam není návod, jak řešit problémy, jejichž výskyt byl zjištěn při výrobě polyesterových vlákenných nití pro technické aplikace při takových rychlostech navíjení.

Patentová přihláška WO 90/00638 naznačuje, že při jednostupňovém zvlákňovacím postupu vede zvýšení zvlákňovací rychlosti ke zvýšení krystalinity u vláken dosud nedloužených. Nit navíjená rychlostí přibližně 4800 m/min může být získána z nedloužených vláken, majících krystalinitu v rozmezí od 13 do 18 %.

Podstata vynálezu

Vynález se týká způsobu, který umožňuje vyrábět polyesterovou vlákennou nit pro technické aplikace s vysokými rychlostmi navíjení, aniž by vznikaly shora uvedené problémy. Výraz „rychlost navíjení“ je v této souvislosti definována jako obvodová rychlost navíjeného tělesa popřípadě návinu.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že při výrobě polyesterové vlákenné nitě pro technické aplikace způsobem, uvedeným v prvním odstavci popisu

-1 CZ 287583 B6

- mají vlákna před dloužením krystalinitu menší než 16 % a

- rychlost navíjení nitě je větší než 6000 m/min.

Neočekávaně se ukázalo, že je možno vyrábět polyesterovou nit pro technické aplikace s vyšší rychlostí navíjení, než jaká je dosud všeobecně užívaná při výrobě takové nitě. Zvolené podmínky postupu mají být takové, že při rychlosti navíjení nitě vyšší než 6000 m/min, je krystalinita nedloužených vláken menší než 16 %.

Bylo zjištěno, že mají-li nedloužená vlákna při takových rychlostech navíjení krystalinitu vyšší než 16%, bude výsledkem nestabilní zvlákňovací pochod, mající velkou míru rozvláknění v dloužené niti, nebo postup, jehož výsledkem není nit s výhodnými vlastnostmi při použití.

Krytalinita nedloužených vláken může být například ovlivněna viskozitou polymeru, teplotou zvlákňování, délkou zahřátého pásma, teplotou v zahřátém pásmu, stupněm ochlazení v chladicím pásmu a hmotností vláken na jednotku délky (lineární hustotou).

Při výrobě polyesterové vlákenné nitě pro technické aplikace podle vynálezu je výhodné užít polyesterového polymeru, u něhož nejméně 90 % polymerových řetězců je složeno z jednotek ethylentereftalátu a který má relativní viskozitu (η rel) 2,04 až 2,60, s výhodou 2,04 až 2,42, zejména pak 2,15 až 2,35. Zůstanou-li všechny okolnosti postupu beze změny, povede nižší relativní viskozita polymeru obvykle k nižší krystalinitě nedloužených vláken.

Při výrobě polyesterové vlákenné nitě s výhodnými užitnými vlastnostmi podle vynálezu je účelné použít polyesterového polymeru s obsahem DEG (diethylenglykolu), menším než 2,5 % hmotnostních, zejména menším než 1 % hmotnostní, zejména pak méně než 0,8 % hmotnostních. Toho lze dosáhnout například použitím dimethyltereftalátu jako jedné ze složek polymerační reakce. Zůstanou-li všechny ostatní podmínky postupu beze změny, povede snížení obsahu DEG v polymeru celkově ke zvýšení krystalinity nedloužených vláken.

Dále se polymerační reakce s výhodou provede tak, že získaný polymer bude mít nízký obsah karboxylových koncových skupin. V polymeru, který má být zvlákněn, je tento obsah s výhodou menší než 15, zejména menší než 10 miliekvivalentů/kg. Toho lze například dosáhnout tím, že se polymerační reakce provádí za mírných podmínek.

Pro stabilitu zvlákňovacího postupu je výhodné, aby polymer obsahoval co možná nejméně nečistot, jako prachu nebo jiných malých částic. Jiná možnost je přidat k polymeru pomocné látky, jako oxid titaničitý, pro zlepšení chování při zvlákňování. Dále je výhodné, aby polymer byl pokud možno, úplně bezvodý. Polymer s výhodou obsahuje méně než 40 ppm, zejména méně než 20 ppm vody.

Polymer se zavádí do desky zvlákňovací trysky v roztaveném stavu, například přes vytlačovací zařízení. Za tím účelem se do vytlačovacího zařízení zavádějí malé kousky polymeru (tak zvané polymerové čipy), přičemž teplota ve vytlačovacím stroji způsobí roztavení čipů. Vytlačovací stroj zásobuje zvlákňovací čerpadlo, které do desky zvlákňovací trysky přivádí velmi konstantní proud polymeru. Deska zvlákňované trysky je zahřáta na teplotu v rozmezí T_m až T_m + 100 °C, přičemž T_m představuje teplotu tání polymeru, s výhodou na teplotu v rozmezí T_m + 20 °C až T_m + 70 °C. Zůstávají-li ostatní podmínky postupu nezměněny, povede zvýšení zvlákňovací teploty obvykle ke snížení krystalinity nedloužených vláken.

Užívá-li se jediné desky zvlákňovací trysky, je výhodné zvláknit celý počet vláken jednoho svazku. Deska zvlákňovací trysky má s výhodou 100 až 1000 zvlákňovacích otvorů, zejména 200 až 400 zvlákňovacích otvorů. Zůstanou-li všechny ostatní podmínky postupu (jako celkové množství polymeru vytlačené všemi zvlákňovacími otvory) beze změny, povede snížení počtu zvlákňovacích otvorů obecně ke snížení krystalinity nedloužených vláken.

-2CZ 287583 B6

Je-li žádáno, mohou být mezi vytlačovací stroj, zvlákňovací čerpadlo a desku zvlákňovací trysky zařazeny přídavné členy, jako filtry pro odstranění nepatrných částic z proudu polymeru, statická nebo dynamická míchadla pro homogenizování proudu polymeru nebo výměníky tepla pro nastavení teploty proudu polymeru.

Pro největší možné snížení rozdílů mezi vlákny ve svazku je výhodné, aby zvlákňovací otvory byly na desce zvlákňovací trysky rozloženy v pravidelném obrazci. Kapilární vstupní otvor může mít různý tvar, například kuželovitý, nálevkovitý, nebo může mít nějaký jiný tvar, známý odborníkovi, aby se usnadnil přítok polymeru. Kapilární výstupní otvor s výhodou je válcový, přičemž poměr délky k průměr (poměr L/D) je 0,5 až 5, zejména pak 1 : 3. Jinak může být tvar kapiláry takový, aby vyvolával pozitivní konstantní prodloužení toku na proudu polymeru.

Průchod materiálu zvlákňovacím otvorem je závislý na žádaném číslu vlákna u dloužených vláken a na rychlosti zvlákňování.

Jakje obvyklé u postupů zvlákňování z taveniny, je uspořádání desky zvlákňovací trysky takové, že kapiláry jsou co nejvíce rovnoběžné se směrem vypouštění vlákna. Aby se zjistilo, že možné rozdíly v teplotě desky zvlákňovací trysky budou při zvlákňování udrženy co nejnižší, může být deska zvlákňovací trysky zahřívána zdola, například infračervenými zářiči. Příklady takových tepelných zářičů jsou udány v holandských patentových přihláškách NL 7001370 a NL 7001573.

Těsně pod deskou zvlákňovací trysky je zahřívané pásmo, kde je nastavena taková teplota, která může vést k plastické deformaci nově vytvořených vláken. Zahřáté pásmo může mít tvar zahřáté trubky o dostatečně velkých rozměrech, aby se zajistil nerušený průchod všech vláken. Zvolený průřez zahřáté trubky může být stejný jako například průřez desky zvlákňovací trysky. Je výhodné zahřívat tuto trubku takovým způsobem, aby se dosáhlo co možná nejhomogennější teploty napříč trubky, zatímco v délkovém směru trubky je teplota co nejhomogennější nebo také vystavena postupné změně. Teplota v zahřáté trubce na straně stýkající se s deskou zvlákňovací trysky, je v rozmezí T_m až T_m + 150°C, s výhodou v rozmezí T_m + 30 °C do T_m+100°C. Jestliže teplota je vystavena postupné změně v délkovém směru trubky, je obvykle nejvyšší na té straně trubky, jež sousedí s deskou zvlákňovací trysky (nahoře). V tomto případě je teplota na vrcholu trubky s výhodou v rozmezí T_m + 100 °C až T_m. V jiném případě může být teplota na vrcholu trubky nižší než teplota na jejím dně. Žádané teploty v tomto pásmu lze dosáhnout nejen zahříváním trubky, ale také vyfukováním zahřátého plynu, například zahřátého dusíku nebo vzduchu. Zůstanou-li všechny ostatní podmínky postupu beze změny, bude zvýšení teploty v zahřátém pásmu mít obecně za výsledek snížení krystalinity nedloužených vláken.

Délka zahřátého pásma kolísá v rozmezí od 0,05 do 1,00 m, zejména od 0,15 do 0,50 m. Zůstanou-li všechny ostatní podmínky postupu beze změny, pak prodloužení zahřátého pásma bude mít obecně za následek snížení krystalinity nedloužených vláken.

Za zahřátým pásmem následuje chladicí pásmo. V tomto pásmu je teplota vláken snížena pod teplotu T_g skelného přechodu. Chlazení může být prováděno různými způsoby, známými odborníkům. Například mohou být vlákna vedena vrstvou plynu o dostatečně nízké teplotě nebo plyn o dostatečně nízké teplotě může být dmychán ve směru vláken. V tomto případě je výhodné chladit vlákna co nejrovnoměměji, s výhodou se postarat o zajištění minimálních rozdílů mezi vlákny ve svazku. Toho lze dosáhnout například foukáním vzduchu na svazek vláken ze všech stran. Velmi vhodné provedení vynálezu záleží v tom, že svazek vláken vede trubkou, která má dostatečně velký průřez pro nerušený průchod všech vláken a perforovanou nebo průlinčitou stěnu, například trubku ze spékaného kovu nebo drátěnou sítí. Plyn o dostatečně vysoké teplotě může být do trubice nasáván zvenčí rychlostí svazku vláken, což je postup známý jako „samonasávání“. Je však výhodnější foukat plyn o dostatečně vysoké teplotě, například vzduch, trubicí na svazek vláken, přičemž má být zvláštní pozornost věnována rovnoměrnému foukání na nit ze všech stran. Plyn má s výhodou teplotu v rozmezí 10 až 100 °C, zejména pak v rozmezí 20 až 60 °C. Množství přiváděného plynu je závislé na rychlosti zvlákňovací a je s výhodou

-3CZ 287583 B6 v rozmezí od 50 do 500 Nm³/h. Rychlost vzduchu v chladicím pásmu je s výhodou v rozmezí od 5 do 100 cm/s, zejména v rozmezí 10 až 45 cm/s. Rychlost svazku je měřena na vnitřní straně trubice, podél její stěny ve směru kolmém k postupu nitě.

Pro další zlepšení chování svazku vláken při jeho postupu může být malý otvor mezi zahřátým pásmem a chladicím pásmem, aby vzduch mohl být uvolněn z homí části chladicího pásma.

Podle velmi výhodného provedení způsobu podle vynálezu není průtokový odpor proti plynu u stěny perforované trubky v chladicím pásmu konstantní po celé délce trubky, například je průtokový odpor stěny trubky nižší na vrcholu trubky než na jejím dnu, nebo se průtokový odpor uprostřed trubky liší od odporu na jejím vrcholu nebo jejím dně.

Jestliže všechny ostatní podmínky postupů zůstanou beze změny, vede zvýšení lychlosti vzduchu v chladicím pásmu ke zvýšení krystalinity nedloužených vláken.

Když svazek vláken opouští chladicí pásmo, má být teplota svazku dostatečně nízká, aby svazek mohl být veden přes otáčivé nebo statické vodicí členy, aniž by vlákna nebo svazek byly trvale deformovány. Pro usnadnění dalšího zpracování svazku vláken mohou být vlákna dohotovena za chladicím pásmem. Toto dohotovení může sloužit například k usnadnění dloužení vláken nebo ke snížení jejich statického zatížení. Dohotovení může být provedeno různými ukončujícími ústrojími, jako je jemný váleček nebo jemný frotér.

Když svazek vláken opustil chladicí pásmo a popřípadě byla na vlákna nanesena apretura, ustálí se rychlost svazku (zvlákňovací rychlost), například tím, že se svazek několikrát vede přes jeden nebo několik válečků dloužícího stroje (první dvojicí válečků). Je-li příze vedena přes několik válečků, je jejich rychlost s výhodou taková, že mezi nimi nenastává dloužení. Je-li žádáno, mohou být válečky zahřívány. Zvlákňovací rychlost je s výhodou vyšší než 2500 m/min, zejména vyšší než 3500 m/min, zejména pak vyšší než 4000 m/min.

Pro měření krystalinity nedloužených vláken musí být nit navíjena, když rychlost svazku je ustálena. Krystalinita nedloužených vláken (tak zvaný „právě dloužený výrobek“) může být určena, jak je v tomto popisu naznačeno. Jak bylo již uvedeno shora, je krystalinita zvlákněného výrobku menší než 16%. Bylo zjištěno, že je-li krystalinita nedloužených vláken 5 až 14%, s výhodou 7,5 až 12 %, lze způsobem podle vynálezu získat nit, která po zpracování na provazec a poté, co provazec byl podroben obvyklým, odborníkům známým zpracováním, aby byl vhodný pro kaučukové výrobky, vystavené dynamickému zatížení, například pro pneumatiky vozidel, bude mít jedinečnou kombinaci vlastnosti, jako stabilitu rozměrů, odolnost proti přetržení a pevnost.

Lze měřit také jiné vlastnosti právě zvlákněného výrobku, jako dvojlom (An_s). Zvlákněný výrobek, získaný shora uvedeným způsobem, má s výhodou dvojlom v rozmezí 0,030 až 0,120, zejména v rozmezí 0,040 až 0,080.

U způsobu podle vynálezu pro výrobu polyesterové vlákenné nitě pro technické aplikace není právě zvlákněný výrobek navíjen, nýbrž dloužen, jakmile byla ustálena rychlost zvlákňování. Svazek se vede od první dvojice válečků k dalšímu nebo několika válečkům, tzv. druhé dvojici válečků. Rychlost druhé dvojice válečků je nastavena tak, že mezi první a druhou dvojicí válečků, je svazek dloužen 1,3 až 3,5krát, s výhodou mezi 1,5 a 2,5krát. Aby se usnadnilo dloužení svazku, může být svazek mezi první a druhou dvojicí válečků, například za pomoci lokalizátoru bodu dloužení. Lokalizátor bodu dloužení, jehož se užije, může být dmychadlo nebo cyklon.

Bylo zjištěno, že je-li nit dloužena v jediném kroku, je výhodné dloužit svazek za takových podmínek, že teplota první dvojice válečkuje nižší než T_g + 60. Dloužení svazku tímto způsobem je s výhodou prováděno při teplotě první dvojice válečků, zvolené v rozmezí od 50 °C do 90 °C.

-4CZ 287583 B6

Teplota druhé dvojice válečků je závislá na dalších krocích zpracování takto získaného svazku.

Jestliže svazek je veden od druhé dvojice válečků k dalšímu válečku nebo k několika válečkům, tak zvané třetí dvojici válečků, aniž by mezi druhou a třetí dvojicí válečků byl dloužen spíše uvolněn, popřípadě relaxován, zvolí se teplota druhé dvojice válečků s výhodou v rozmezí 200 až 250 °C, zejména v rozmezí 235 až 245 °C. V tomto případě je rychlost, zvolená pro třetí dvojici válečků s výhodou o 0,1 až 10 % nižší než rychlost druhé dvojice válečků. Teplota třetí dvojice válečků se s výhodou zvolí v rozmezí 140 až 200 °C.

Jestliže se svazek dlouží mezi druhou a třetí dvojicí válečků, zvolí se teplota druhé dvojice válečků s výhodou v rozmezí 50 až 240 °C. Rychlost třetí dvojice válečků je s výhodou o 1 až 100% vyšší než rychlost druhé dvojice válečků. Třetí dvojice válečků má s výhodou teplotu v rozmezí 200 až 250 °C, zejména pak v rozsahu 235 až 245 °C. Od třetí dvojice válečků může být svazek veden k dalšímu válečku nebo několika válečkům, označovaným jako čtvrtá dvojice válečků. Rychlost čtvrté dvojice válečků je s výhodou o 0,1 až 10% nižší než rychlost třetí dvojice válečků. Teplota čtvrté dvojice válečků se s výhodou zvolí v rozmezí 140 až 200 °C.

Když bylo dloužení svazku ukončeno a svazek byl případně uvolněn a byla vytvořena polyesterová vlákenná nit, může být takto vytvořená nit navíjena. Rychlost navíjení nitě je závislá na rychlosti zvlákňování a na celkovém stupni dloužení svazku a je větší než 6000 m/min, zejména pak je v rozmezí od 6500 do 8000 m/min. Přístroj použitý pro navíjení nitě má být takový, aby umožnil rovnoměrné navíjení nitě na trubku za vytvoření rovnoměrně urovnaného balíku a vytvořil dobrý převáděcí konec.

Vynález poskytuje polyesterové vlákenné nitě vhodné pro výrobu polyesterového kordu.

Polyesterová vlákenná nit, získaná způsobem podle vynálezu, je velmi vhodná pro použití jako nit pro technické aplikace, například jako vyztužujíci materiál v hadici, v kaučukových předmětech, schopných vydržet mechanické zatížení, jako jsou klínové řemeny, dopravní pásy a pneumatické obruče, zejména pneumatiky pro vozidlo nebo nepromokavé plachty. Má následující kombinaci vlastností pro výhodné použití:

- pevnost nitě >650 mN/tex,

-tažnost> 10 % a

- odolnost proti přetržení > 40 J/g.

Zvláště příznivé vlastnosti nitě mohou být ukázány na zpracování kordů, zhotovených z těchto nití. Tyto kordy mají následující jedinečnou kombinaci vlastností:

- pevnost při přetržení (BT) > 570 mN/tex,

- rozměrová stálost (DSF) > 110, a

- činitel jakosti (Q_f) > 50.

Kordy mají s výhodou činitel jakosti vyšší než 100, zejména větší než 125, ještě lépe větší než 150.

Rozměrová stálost se vypočítá ze sražení (HAS) podle následující rovnice:

rozměrová stálost (DSF) = 185/HAS.

Činitel jakosti (Q_f) je měřítkem jedinečné kombinace těchto činitelů provazce: pevnost při přetržení (BT), rozměrové stálosti (DSF) a průtažné houževnatosti (BT₀).

-5CZ 287583 B6

Činitel jakosti Q_f se vypočítá z následující rovnice:

Qf= (BT- 570) + (DSF - 110) + 8x (BT₀ - 55).

Pro vyzkoušení této jedinečné kombinace vlastností se nit zakroutí, splete do provazce a smočí podle postupu, který je velmi vhodný pro účely srovnávání a kromě toho se dobře shoduje se zpracováními, kterým by nit byla vystavena, když by měla být použita jako vyztužovací materiál v kaučukových předmětech.

Tento postup se provádí takto:

-Na Lezzeniho zkračovači se nit s lineární hustotou přibližně 1100 dtex zpracuje na hrubý kord 1100 dtexxZ335 x3 S335,

-potom se na výsledný hrubý kord nanese blokovaný, ve vodě rozpustný isokyanát, například disperze 5,5 % hmotnostních blokovaného diisokyanátu, jako kaprolaktamem blokovaného methylendifenylisokyanátu, ve vodném roztoku epoxidu, například alifatického epoxidu. Potom se hord suší po 120 sekund v peci na horký vzduch při teplotě 150 °C a pod zatížením 20 mN/tex.

- První sušicí krok je přímo následován krokem dloužení za horka. Tento krok dloužení za horka je prováděn také v peci na horký vzduch po dobu 45 sekund, při teplotě 240 °C a pod zátěží 70 mN/tex.

- Po kroku dloužení za horka je kord veden druhou máčecí lázní, naplněnou disperzí 20 % hmotnostních resorcinolformaldehydlatexu ve vodě, načež se suší v peci na horký vzduch při teplotě 220 °C po 120 s. Při tomto posledním zpracování příze sušením má být zatížení zvoleno tak, aby dodalo vytvořenému kordu pevnost TASE 5 % = 185 mN/tex. V běžné praxi se ukázalo, že toto zatížení je v rozmezí od 5 do 20 mN/tex.

Shora uvedené tři kroky zpracování hrubého kordu mohou být například prováděny v máčecí jednotce typu Litzer Computreater. Vlastnosti kordů získaných tímto způsobem mohou být také zjištěny interpolací příslušných vlastností s poněkud vyšší (maximálně 10%) a nižší 5% hodnotou pevnosti TASE pro vzájemné srovnání. Tak lze lineární interpolací pevnosti TASE 5 % = 185 mN/tex obdržet hodnoty pro pevnost při přetržení, tažnost, lineární hustotu, sražení a houževnatost při přetržení.

Způsoby měření

Dvoj lom An_s zvlákněného výrobku může být měřen polarizačním mikroskopem typu „Jenapol U“ na deseti různých vláknech, uříznutých v napnutém stavu, podle metody De Sénarmontovy. Tato metoda je mimo jiné popsána J. Feierabendem v časopise Melliand Textilberichte 2/1976, 138-144.

Kapalina, použitá pro ponoření, může být dibutylftalát. Jednobarevné světlo může být vytvořeno halogenovou svítilnou a disperzním filtrem (vlnová délka 558,5 m). Průměrný dvojlom deseti vláken tvoří dvojlom vzorku.

Krystalinita právě zvlákněného výrobku V_cs, může být vypočtena z hustoty právě zvlákněného výrobku. Hustota p_s právě zvlákněného výrobku může být určena takto:

Tři kusy právě zvlákněného výrobku se zauzlí a seříznou na obou stranách uzlu, což dá délku vzorku 0,5 až 1 cm. Vzorky se vyperou v petroletheru pro odstranění případné apretury a pak se zavedou do Davenportova sloupce, obsahujícího směs n-heptanu a tetrachlormethanu při teplotě 23 °C, sloupec má virtuálně lineární gradient hustoty v rozmezí 80 kg/m³ na výškovém rozdílu nejméně 60 cm. Po této výšce byly rovnoměrně rozloženy měrné koule o známé hustotě. Poloha

-6CZ 287583 B6 měrných koulí a vzorků se odečte za šest hodin poté, co byly vzorky zavedeny do sloupce. Tím, že se poloha měrných koulí vyjádří jako polynom třetího stupně, určí se každým měřením gradient hustoty. Za užití určeného gradientu hustoty může být stanovena hustota vzorků z polohy vzorků ve sloupci. Průměrná hustota tří vzorků představuje hustotu právě zvlákněného výrobku.

Krystalka V_cs může být určena pomocí následujícího vzorce:

Ves ~ (ps ^— a)/(Pc ^— a), kde p_aje hustota amorfního polyesteru (1335 kg/cm³) a p_cje hustota krystalického polyesteru (1529 kg/cm³).

Podle ASTM D2256 mohou být mechanické vlastnosti nitě, jako na pevnosti (v mN/tex), tažnost (v %) a houževnatost při přetržení (v J/g), určeny Instrovým dynamometrem, přičemž délka mezi body uchycení je 50 cm. Aby se zabránilo prokluzování nitě na svěrách, je u tohoto měření výhodné použít zakřivených svěrek. Lineární hustota nitě se s výhodou určí vážením.

Vlastnosti provazce se měří po alespoň 16 hodinách kondicionování ve standardní atmosféře podle ISO 139. Pevnost při přetržení (BT v mN/tex), houževnatost při přetržení (BT₀ v J/g), a TASE (namáhání) 5 (v mN/tex) kordu mohou být určeny ve shodě s ASTM-85 („kordu pro pneumatiky, technické kordy a průmyslové vlákenné příze zhotovené z průmyslových vláken na organické bázi“), přičemž TASE 5% se vypočte z hodnoty FASE 5 podle následujícího vzorce:

TASE 5% = (FASE 5 (N)/titr (dtex) x 10⁴, přičemž lineární hustota se také určí podle ASTM D885M-85 a kromě toho upraví pro přírůstek hmotnosti po impregnaci ponořením (DPU). Tato hodnota může být určena tak, jak je specifikováno normou BISFA (Intemationally agreed methods for testing polyester filament yams - Mezinárodně schválené metody pro zkoušení polyesterových vlákenných nití - 1983 edition).

Sražení (HAS v %) kordu může být určeno podle ASTM D4974-89 (sražení nitě a kordu teplem za užití pece na zkoušení srážení teplem).

Relativní viskozita polymeru může být určena měřením doby toku 1 g polymeru ve 125 g směsi 2,4,6-trichlorfenolu a fenolu (TCF/F, 7:10 (m/m)) při 25 °C v Ubbelohdově viskozimetru (DIN 51562), typ II (vnitřní průměr kapiláry 1,13 mm). Roztok může být připraven rozpouštěním vzorku v TCF/F po dobu 15 minut při 135 °C.

Doba toku rozpouštědla se měří za stejných podmínek. Potom se vypočte relativní viskozita v TCF/F jako poměr mezi zaznamenanými dobami toku.

Obsah DEG v polymeru může být určen podle postupu, popsaného R. van Wijkem a D. Vínkem v ACS. Org. Coat. Plast. Chem., 32, 1972, 178-183.

Obsah karboxylových koncových skupin může být určen rozpouštěním přibližně 0,8 g vzorku polymeru v 50 ml o-kresolu při 125 ± 2 minut. Po ochlazení na teplotu místnosti se roztok rozředí 30 ml chloroformu. Po přidání 0,3 ml roztoku indikátoru (1 g bromokresolové zeleně ve 250 ml ethanolu, rozředěno chloroformem na 1 litr), se roztok titruje (monotonně) ethanolovým roztokem hydroxidu draselného (0,03 ml/1) při vlnové délce 620 nm (v přenosu). Ekvivalentní bod odpovídá inflekčnímu bodu získané titrační křivky. Předběžná zkouška se provádí stejným způsobem.

Teplotu T_g přechodu skla a teplota tání T_m polymeru lze určit pomocí Perkin Elmerova diferenciálního snímacího kalorimetru DSC-7 (Perkin Elmer DSC7 Differential Scanning

-7CZ 287583 B6

Calotimeters). Za tím účelem se především teplota kalibruje podle nastavených hodnot tání india (156,6°C) a zinku (419,5 °C). Potom se hliníkový kelímek, obsahující přibližně 4 mg polyesterového vzorku, zahřívá rychlostí 20 °C/min na 290 °C a na této teplotě se udržuje po dobu 3 minut. Kelímek a jeho obsah se pak rychle ochladí zmrazením v kapalném dusíku, než se zahřívají rychlostí 10°C/min. Rozdíl v tepelném toku mezi tímto kelímkem a prázdným srovnávacím kelímkem se zaznamenají v podobě thermogranu. Střední bod náhlého vzrůstu tepelného toku při přibližně 80 °C představuje teplotu T_g skelného přechodu, maximální vrchol při přibližně 252 °C tvoří teplotu T_m tání polymeru.

Příklady provedení vynálezu

Vynález bude nyní blíže vysvětlen na následujících příkladech, jež mají sloužit k lepšímu porozumění vynálezu a nemají v žádném směru znamenat jeho omezení.

Kousky polyesterového polymeru s teplotou T_m tání přibližně 253 °C byly zvlákněny deskou zvlákňovací trysky. Těsně pod deskou zvlákňovací trysky byla umístěna zahřátá trubice. Po průchodu touto zahřátou trubicí byla vytvořená vlákna chlazena vzduchem v chladicím pásmu sestávajícím z děrované trubky. Po průchodu chladicím pásmem byla vlákna dohotovena za pomoci koncového kola. Potom byla rychlost vláken ustálena za pomoci 10 ovinutí kolem dvou válečků, majících stejný průměr a stejnou rychlost otáčení (dvojice 1). Výsledná nedloužená vlákna byla ihned převedena na druhou dvojici válečků (dvojice 2). Za užití Barmagova navíječe nitě typu CW8 byla výsledná dloužená nit pak navinuta v deseti ovinutích kolem třetí dvojice válečků (dvojice 3).

Nejdůležitější podmínky postupu u různých zvlákňovacích úkonů jsou udány v tabulce I. V tabulce II jsou uvedeny vlastnosti výsledných polyesterových vlákenných nití.

Nití bylo použito pro výrobu kordů způsobem popsaným v popisu přihlášky. Vlastnosti těchto kordů jsou udány v tabulce III.

Příklad 4 je srovnávací příklad. Krystalinita právě zvlákněné nitě je větší než 16%. Tato poměrně vysoká krystalinita právě zvlákněné nitě bránila tomu, aby materiál byl dloužen na dloužící poměr, který by vedl k výrobku majícímu při použití kombinaci výhodných vlastností.

Tabulka I

Podmínky zpracování

příklad	1	2	3	4	5	6
relativní viskozita polymeru	2,26	2,31	2,23	2,29	2,29
teplota vedení polymeru ve °C	305	314	307	311	306
Deska zvlákňovací trysky
- počet otvorů	208	212	280	280	280	212
- průměr otvoru (pm)	500	500	400	400	400	500
Zahřátá trubice
- teplota (°C)	300	300	300	300	300	300
- délka (cm)	28	28	20	20	20	24

-8CZ 287583 B6

Tabulka I - pokračování

příklad	1	2	3	4	5	6
Chladicí vzduch
- teplota (°C)	40	40	20	20	20	60
- relativní vlhkost	65	65	65	65	65	65
Chladicí pásmo
- délka (cm)	75	75	90	90	90
-typ	A	B	C	C	C
krystalinita právě zvlákněné
nitě (%)	7,3	9	7	18	< 1	12,5
Dloužící pásmo
dvojice 1 válečků
- teplota (°C)	56	51	80	80	80
- obvodová rychlost (m/min)	3344	3525	3525	4525	2625	4000
dvojice 2 válečků
- teplota (°C)	235	235	235	235	235	235
- obvodová rychlost (m/min)	6700	7035	7035	7425	6240	7300
dvojice 3 válečků
- teplota (°C)	160	160	160	160	160	160
- obvodová rychlost (m/min)	6690	7030	7025	7415	6230	7290
rychlost navíjení (m/min)	6482	6825	6798	7200	6034	7098

Typ chladicího pásma:

A. Průtokový otvor stěny trubice je vyšší uprostřed trubice než na jejích koncích,

B. 15 cm vrcholu je kryto,

C. 15 cm vrcholu není perforováno.

Tabulka II

Vlastnosti výsledných polyesterových nití

příklad	1	2	3	4	5	6
Typ příze	A	B	A	A	A	B
lineární hustota (dtex)	1114	1120	1109	1134	1102	1115
pevnost při přetržení (mN/tex)	708	694	689	619	701	662
tažnost (%)	13,2	13,3	14	17,4	13,7	14,2
houževnatost při přetržení (J/g)	59	60	62	78	59	65
srážení 177 °C	5,4	5,7	4,8	3,7	5,9	5,8

Typ nitě: A = 1100Í280, B = 1100f212.

-9CZ 287583 B6

Tabulka III

Vlastnosti výsledných kordů

příklad	1	2	3	4	5	6
Lineární hustota (dtex)	3660	3693	3654	3715	3593	3643
pevnost při přetržení (mN/tex)	597	597	592	514	588	574
tažnost (%)	19,1	19,4	19,2	23,6	17,4	20,8
houževnatost při přetržení (J/g)	68	69	66	82	54	75
srážení (HAS)	1,55	1,61	1,50	1,34	1,91	1,57
DSF rozměrová stálost	119	115	123	139	98	118
Qf činitel jakosti	138	144	124	190	0	175

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby nitě z kontinuálních polyesterových vláken pro technické aplikace zvlákňováním polymeru, u něhož je více než 90 % jeho řetězců složeno z ethylentereftalátových jednotek, přičemž zvlákňovací děj má po sobě následující etapy:

- polymer se v roztaveném stavu vytlačuje otvory ve zvlákňovací trysce,

- takto vytvořená vlákna prochází vyhřívaným pásmem a potom chladicím pásmem,

- ustálí se rychlost vlákna,

-vlákna se dlouží na délku rovnou 1,5 až 3,5-násobku jejich původní délky, a

20 - výsledná nit se navíjí, vyznačující se tím, že

- se vytlačuje polymer s relativní viskozitou η_Γει 2,04 až 2,60,

25 - dlouží se vlákna, která mají před dloužením krýstalinitu mezi 5 a 16 %, a

- příze se navíjí rychlostí větší než 6000 m/min.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se dlouží vlákna, která mají

30 před dloužením krýstalinitu 5 až 14 %.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se dlouží vlákna, která mají před dloužením krýstalinitu 7,5 až 12 %.

35

4. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vlákna procházejí zahřátým pásmem o délce 0,15 až 0,50 m.

5. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vlákna procházejí zahřátým pásmem ze zahřívané trubky o teplotě v rozmezí od T_m + 30 °C do 40 T_m+100°C.

-10CZ 287583 B6

6. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vlákna procházejí chladicím pásmem z perforované trubky s průtokovým odporem na stěně trubky vyšším na vrcholu trubky než na jejím dně.

5 7. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vlákna se dlouží alespoň v jednom kroku pomocí za sebou uspořádaných párů válečků, a že se použije teploty prvního páru válečků pro první dloužící krok menší než T_g + 60 °C, kde T_g je teplota skelného přechodu polymeru.