DD147255A1 - Verfahren zur erhoehung der verstreckbarkeit frisch ersponnener polyaethylenterephthalatfaeden - Google Patents

Abstract

Das Ziel der Erfindung ist eine Erhoehung des moeglichen Verstreckverhaeltnisses bei gleichzeitiger Vergleichmaeszigung unverstreckter Polyaethylenterephthalatfaeden und damit eine Verbesserung des Verstreckprozesses sowie der mechanischen Eigenschaften, indem die nach dem Spinnen bereits vororientierten Faeden durch eine definierte Vorbehandlung einer teilweisen Desorientierung unterzogen werden. Erfindungsgemaesz wird das derart geloest, dasz die hydrothermische Behandlung unmittelbar vor der Verstreckung in einem zwischen zwei zur Fuehrung und zum Transport vorgesehenen Walzenwerken angeordneten Wasser- oder Praeparationsbad bei Spannungen <0,1 p/tex erfolgt,wobei das Verhaeltnis der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen des Eingangswalzenwerkes zu denen des Ausgangswalzenwerkes 1 : 0,70 bis 1 : 0,95, vorzugsweise 1 : 0,80 bis 1 : 0,86, die Behandlungszeit der Faeden 0,3 bis 10 s, vorzugsweise 0,8 bis 4,5 s,und die Badtemperatur 70 bis 100 Grad C, vorzugsweise 72 bis 78 Grad C, betraegt.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zur Erhöhung der Verstreckbarkeit frisch ersponnener Polyäthylenterephthalatfäden .

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Verstreckbarkeit und Vergleichmäßigung schmelzgesponnener Fäden aus Polyäthylenterephthalat. .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die mechanischen Eigenschaften von Fäden aus Polyäthylenterephthalat, wie vor allem Feinheit, Festigkeit und Dehnung, werden im wesentlichen durch die Verstreckung und thermische Behandlung der nach dem üblichen Spinnprozeß erst vororientierten Fäden bestimmt. Üblicherweise erfolgt die Verstreckung der Fäden zwischen aus mehreren Walzen bestehenden sogenannten Reclcwerken, deren Umfangsgeschwindigkeiten im Verhältnis des gewünschten Verstreckgrades differieren. Obwohl es sich bei der Verstreckung von Fäden aus Polyäthylenterephthalat um einen exothermen Prozeß handelt und somit die Fäden auch

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ohne eine Wärmezuführung, das heißt kalt verstreckt werden können, hat es sich zum Erreichen einer guten Fadenqualität und Erhöhung der Stabilität des Verstreckprozesses als vorteilhaft erwiesen, vor oder während der Verstreckung die Fäden auf eine gegenüber der umgebenden Luft höhere Temperatur zu erwärmen. Die Erwärmung der Fäden kann verschiedenartig erfolgen, zum Beispiel thermisch durch eine Beheizung der Walzen des ersten Verstreckwerkes, beheizte zusätzliche Stäbe, Rollen, Platten, hydrothermisch durch ein beheiztes Flüssigkeitsbad oder einen Dampfkanal sowie durch Wärmestrählung und dielektrische Vorgänge. Gemeinsam ist der Vielzahl der bekannten und praktizierten Verfahren das Bestreben, die den Verstreckwerken zur Verstreckung zugeführte Fadenschar

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hinreichend gleichmäßig zu durchwärmen, da andererseits gerade durch die Wärmezuführung Ungleichmäßigkeiten hervorgerufen oder im unverstreckten Faden eventuell bereits vorhandene noch verstärkt werden können. Aus diesem Grunde erfolgt die Durchwärmung der unverstreckten Fäden auch üblicherweise deutlich unterhalb des Umwandlungspunktes 2. Ordnung, also bei etwa 50 bis 60 G, da sich in diesem Temperaturbereich eventuell vorkommende Temperatur- oder VerweilZeitänderungen vergleichsweise zu einem höheren Temperaturniveau nur geringfügig hinsichtlich der die nachfolgende VerStreckung beeinflussenden Größen, wie zum Beispiel Kristallinisationsgrad und Vororientierung, auswirken können. Es sind aber auch Verfahren bekannt, nach denen es gerade durch eine Wärmebehandlung des zu verstreckenden Materials bei Temperaturen nahe oder über dem Umwandlungspunkt 2. Ordnung zu einer Vergleichmäßigung der Struktur und damit zu einer Verbesserung des Verstreckprozesses kommen soll. So ist in der DE-OS 1 435 467 die Erwärmung unverstreckter Fäden aus Polyethylenterephthalat auf Temperaturen zwischen 80 und 150 ⁰C während einer Zeitdauer von 1 bis 5 Sekunden beschrieben, wobei die Fäden auf oder zwischen Galetten erwärmt werden, deren Durchmesser in Richtung der steigenden Zahl der Fadenumschlingungen zunehmen und praktisch keine Änderung des Kristallinitäts- und Orientierungsgrades eintreten soll. In der CH - PS 478 930 wird ein Verfahren zur Verbesserung der Verstreckbarkeit aufgeführt, nach dem eine Wärmebehandlung im Bereich von ca. 69 bis 104 ⁰G für eine Dauer von 0,3 bis 3 Sekunden erfolgt. Nach einem weiteren Verfahren (DE-OS 1 166 659) wird zusätzlich zur Wärmebehandlung im Bereich des Umwandlungspunktes und bis zu 55 ⁰C darüber das Material gleichzeitig einer sich in Abhängigkeit eines gewählten Verstreckverhältnisses von 1 : 1,001 bis 1 : 1,03 einstellenden Spannung unterworfen.

Alle diese Verfahren haben den Nachteil, daß zwar offensichtlich eine Vergleichmäßigung der unverstreckten Fäden erreicht wird, jedoch eine Erhöhung des möglichen Verstreckverhältnisses als die entscheidende Voraussetzung für eine Verbesserung

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des Verstreckprozesses und der späteren mechanischen Pasereigenschaften nicht gegeben ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist eine Erhöhung des möglichen Verstreckverhältnisses frisch ersponnener unverstreckter PoIyäthylenterephthalatfäden und damit eine Verbesserung des Verstreckprozesses sowie der mechanischen Eigenschaften der Päden.

Darlegung des Y/esens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die nach dem Spinnen bereits vororientierten Päden durch eine definierte Vorbehandlung einer teilweisen Desorientierung zu unterziehen und dadurch eine höhere Verstreckbarkeit sowie Vergleichmäßigung der unverstreckten Päden zu erreichen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die hydrothermische Behandlung vor der Verstreckung so erfolgt, daß die unverstreckten PoIyäthylenterephthalatfäden durch ein zwischen zwei zur Pührung und zum Transport vorgesehenen Walzenwerken angeordnetes Wasser- oder Präparationsbad bei Spannungen <C 0,1 p/tex geleitet werden, wobei das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen des Eingangswalzenwerkes zu denen des Ausgangswalzenwerkes 1 : 0,70 bis 1 : 0,95, vorzugsweise 1 : 0,80 bis 1 : 0,86, die Behandlungszeit der Päden 0,3 bis 10 Sekunden, vorzugsweise 0,8 bis 4,5 Sekunden und die Badtemperatur 70 bis 100 ⁰G, vorzugsweise 72 bis 78 ⁰C, beträgt. Als vorteilhaft erwies es sich, wenn die erfindungsgemäß behandelten Päden zum einen direkt in das erste' Verstreckwerk eingeführt werden, das heißt, daß das angeführte Ausgangswalzenwerk zugleich das erste Verstreckwerk ist und zum anderen das erste Verstreckwerk kalt, das heißt mit Walzentemperaturen von 10 bis ,45 ⁰C betrieben wird. Bei Verwendung von Wasser- oder Präparationsbädern zwischen dem ersten und zweiten Verstreckwerk sowie zwischen dem zweiten

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und dritten Verstreckwerk für den Fall einer Fahrweise mit Hachveratreckung beträgt die Verweilzeit der Fäden im ersten Bad 0,3 bis 1,5 Sekunden bei Temperaturen von 55 bis 75 ⁰C . und die Verweilzeit im zweiten Bad 1,0 bis 3,0 Sekunden bei

)5 Temperaturen von 65 bis 100 ⁰C.

_ Ausführungsbeispiele

Beispiel 1 . .

22 Spinnkabel aus Polyäthylenterephthalat mit einer Intrinsic-Viskosität = 0,65 und einer späteren Faserfeinheit von 0,17 tex, die in der Spinnerei über eine Spinnlinie mit 18 Positionen unter gleichen Bedingungen, das heißt einer Düsenlochzahl pro Spinnposition von 1100 Loch, 0,6 m/Sekunde Queranblasung und mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 1000 m/min hergestellt wurden, wurden anschließend gemeinsam über eine ITachbehandlungslinie wie folgt verarbeitet:

Variante Parameter " 1 2

Bad vor Verstreckwerk

- Anteil Präparation % 0,4 0,4 >0 - Temperatur ⁰C 77 77

- Verweilzeit Kabel s 2,5 2,5 Geschwindigkeitsverhältnis

Eingangs- zu Ausgangsv/alzenwerk (1.Verstreckwerk) 1 : 0,85 1 : 0,85

Geschwindigkeitsverhältnis .

1. Verstreckwerk zu 2.

Verstreckwerk 1 : 4,80 1 : 5,25

Temperatur 1. Verstreckwerk ⁰C 18 18

Bad zwischen 2. Verstreckwerk und 1. Verstreckwerk

- Anteil Präparation % 0,4 0,4

- Temperatur ⁰C 65 65

- Verweilzeit s 1,2 1,2

" " " - 5 -

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135

140

1453

150

Anschließend passierte das Material beider Varianten gleichermaßen die üblichen Prozeß stufen Fixierung, Präparierung, Kräuselung, Trocknung und Schneidmaschine. Das gleiche Spinnmaterial konnte nach der üblichen Technologie, das heißt ohne die erfindungsgemäße hydrothermische Vorbehandlung, maximal 1 : 4,20 zwischen dem 2. und 1. Verstreckwerk verstreckt werden und besaß gegenüber der erfindungsgemäß hergestellten Paser folgende textilphysikalisehe Kennwerte:

	übliche	Variante 1	Variante 2
	Technologie	0,172	0,165
Feinheit tex	0,175	56	62
Festigkeit p/tex	55	24	22
Dehnung %	25
Beispiel 2

Analog dem Beispiel 1 wurden wiederum je 22 unter den gleichen Bedingungen hergestellte Spinnkabel aus Polyäthylenterephthalat nach 2 Varianten verstreckt. Abweichend vom Beispiel 1 wurde folgendermaßen gearbeitet:

Variante

Parameter

Bad zwischen 3· Verstreckwerk und 2. Verstreckwerk

- Anteil Präparation

- Temperatur

- Verweilzeit

Geschwindigkeitsverhältnis

- 1. Verstreckwerk zu 2. Verstreckwerk

- 2. Verstreckwerk zu 3· Verstreckwerk

165 - 1. Verstreckwerk zu 3· Verstreckwerk

⁰C

0,2 0,2

85 85

1,5 1,5

1 : 3,30

1 : 1,25

1 : 4,68

1 : 3,30

1 : 1,77

1 : 5,85

Das Material konnte nach beiden Varianten wiederum sicher abgefahren werden und besaß nach Durchlauf der weiteren Prozeßstufen gemäß Beispiel 1 die folgenden textilphysikali-Ό sehen Kennwerte:

	tex	Variante 3	Variante 4
Feinheit	p/tex	0,178	0,157
Festigkeit	%	54	68
Dehnung		27	20
Beispiel 3

Es wurden wiederum 22 nach den unter Beispiel 1 aufgeführten Spinnbedingungen hergestellte Spinnkabel nach der üblichen · und erfindungsgemäßen Technologie verstreckt. Im Gegensatz zur Herstellung der Spinnkabel im Beispiel 1, wo eine einheitliche Queranblasung über alle 18 Spinnpositionen von 0,6 m/s eingestellt worden war, wurden bei diesem Material je 6 Spinnpositionen mit 0,2; 0,6-und 1,2 m/s Queranblasung betrieben. Es zeigte sich, daß aufgrund des uneinheitlichen Spinnmaterials bei Anwendung der üblichen Verstrecktechnologie.

das Material nur bis zu 1 : 4,02 verstreckt werden konnte. Demgegenüber war nach der erfindungsgemäßen hydrothermischen Vorbehandlung des Materials eine maximale Verstreckung von 1 ' 4>95 bei Anwendung einer EinstufenverStreckung gemäß Beispiel 1 und 1 : 5,65 bei Anwendung einer Zweistufenver-Streckung gemäß Beispiel 2 sicher möglich.

Claims (3)

- τ- 217 063 Erfindung sanspruch.

1. Verfahren zur Erhöhung der Verstreckbar-keit frisch ersponnener Polyäthylenterephthalatfäden durch hydrotherinische Behandlung vor der Verstreckungjpladurch gekennzeichnet, daß die hydrothermische Behandlung in einem zwischen zwei zur Führung und zum Transport vorgesehenen V/alzenwerken angeordneten Wasser- oder Präparationsbad bei Spannungen <"0,1 p/tex erfolgt, wobei das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen des Eingang.swalzenwerkes zu denen des Ausgangswalzenwerkes 1 : 0,70 bis 1 : 0,95, vorzugsweise 1 : 0,80 bis 1 : 0,86, die Behandlungszeit 0,3 bis 10 Sekunden, vorzugsweise 0,8 bis 4,5 Sekunden und die Badtemperatur 70 bis 100 ⁰G, vorzugsweise: 72 bis 78 ⁰C, beträgt.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgeführte Ausgangswalzenwerk bei Oberflächentemperaturen von 10 bis 45 ⁰G betrieben w

das erste Verstreckwerk ist.

von 10 bis 45 G betrieben wird und vorzugsweise zugleich

3· Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von V/asser- oder Präparationsbädern zwischen dem ersten und zweiten Verstreckwerk sowie zwischen dem zweiten und dritten Verstreckwerk füi* den Pail einer Fahrweise mit IJachver Streckung' die Verweil ze it der Fäden im ersten Bad 0,3 bis 1,5 Sekunde/hybei Temperaturen von 55 bis 75 °C und die Verweilzeit der Fäden im zweiten Bad 1,0 bis 3,0 Sekunden bei Temperaturen von 65 bis 100 C beträgt. __: :-^: ?;