DE1128948B

DE1128948B - Vorrichtung zum Heissverstrecken von Polyaethylenterephthalatfaeden

Info

Publication number: DE1128948B
Application number: DEV12268A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Fritz Kleekamm; Dipl-Chem Dr Erhard Siggel; Theo Rack
Original assignee: Glanzstoff AG
Current assignee: Glanzstoff AG
Priority date: 1957-04-10
Filing date: 1957-04-10
Publication date: 1962-05-03
Also published as: FR1192797A; NL107409C; NL226022A; BE565368A; CH358893A; US3009231A; GB850875A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heißverstrecken von Polyäthylenterephthalatfäden mittels unterschiedlich beheizter Verstreckungsstifte.

Für das Verstrecken von synthetischen Fäden sind eine Anzahl von Vorrichtungen und auch Verfahren bekanntgeworden, welche im wesentlichen von dem gleichen Grundprinzip, nämlich der Beheizung der Streckorgane zwischen Zuführ- und Abzugsorgane ausgehen. In diesem Zusammenhang ist eine Vorrichtung zum Verstrecken von synthetischen Fäden nicht mehr neu, die aus den üblichen Zuführ- und Abzugsorganen besteht, wobei zwischen den die Verstreckung bewirkenden Zuführ- und Abzugsorganen der Faden mit einer verstellbaren elektrischen Heizeinrichtung in Berührung kommt, durch die der Faden um einen einstellbaren Winkel aus der Geraden abgelenkt wird. Nach einem anderen Vorschlag werden Fäden aus synthetischem fadenbildendem Material, insbesondere aus Polyäthylenterephthalat, um eine erhitzte, nicht drehbare Spannstange geführt, wobei der Faden in Berührung mit dieser erhitzten Stange erweicht, worauf er über eine beheizte Platte (Heizfläche) weitergeführt und dabei unter einer die Streckung vollendenden Streckspannung gehalten wird. Man hat die Beobachtung gemacht, daß die Güte der Fäden, insbesondere die Schrumpfneigung und die Festigkeit der Fäden, wesentlich durch die Art der Verstreckung beeinflußbar ist. Es kommt hierbei nicht nur auf die Anordnung der Streckvorrichtung an, sondern auch auf die während des Verstreckens auftretenden Temperaturdifferenzen zwischen den einzelnen Verstreckungsorganen, welche nicht immer im kleinsten Bereich konstant gehalten werden können.

Eine weitere bekannte Vorrichtung zum Bremsen eines laufenden Fadens sieht eine Mehrzahl von auf einer Platte angeordneten Fäden vor, zwischen denen der Faden wellenförmig läuft. Der Berührungsbogen mit den einzelnen Stäben kann durch Änderung der Lage der Stäbe gegeneinander verändert werden. Die Stäbe können durch Beheizung oder Kühlung auf verschiedenen Temperaturen gehalten werden. Vorzugsweise soll elektrisch beheizt oder mittels eines Kühlgasstromes gekühlt werden. Da die Stäbe auf einer einzigen Platte angeordnet sind, wird über diese Platte ein Temperaturaustausch erfolgen, so daß auch bei dieser Vorrichtung eine absolute Konstanthaltung der Temperatur der einzelnen Stäbe nicht möglich ist. Wenn man, um diese Schwierigkeit zu beheben, die Stäbe auf verschiedenen Platten anordnen würde, so wäre eine Anordnung des Stabsystems an den üblichen Streckvorrichtungen,

Vorrichtung zum Heißverstrecken
von Polyäthylenterephthalatfäden

Anmelder:

Vereinigte Glanzstoff-Fabriken A. G.,
Wuppertal-Elberfeld, Am Laurentiusplatz

Dipl.-Chem. Dr. Fritz Kleekamm, Erlenbach/M., Dipl.-Chem. Dr. Erhard Siggel, Laudenbach/M.,

und Theo Rack, Würzburg,
sind als Erfinder genannt worden

auf denen eine Vielzahl von Fäden gleichzeitig nebeneinander verstreckt werden, nicht möglich.

Es wurde nun eine Vorrichtung zum Heißverstrecken von Polyäthylenterephthalatfäden gefunden, welche sämtliche obenerwähnten Mängel vermeidet und außerdem ohne Schwierigkeiten an jeder Streckmaschine angebracht werden kann. Die Vorrichtung besteht in an sich bekannter Weise aus zwischen die Verstreckung bewirkenden Zuführ- und Abzugsorganen angeordneten, unterschiedlich beheizten Stäben. Sie kennzeichnet sich durch einen mittels eines durch ein Heizrohr herangeführten flüssigen oder dampfförmigen Heizmediums beheizten Metallblock von hoher Wärmeleitzahl, mit dem ein Streckstift und ein Fixierstift unmittelbar verbunden sind, wobei der Fixierstift aus einem Metall höherer Wärmeleitzahl als der Streckstift besteht und der Querschnitt des Fixierstiftes an der Wärmeübertragungsstelle zwischen Metallblock und -stift größer ist als der des Streckstiftes. Das Querschnittsverhältnis zwischen Fixierstift und Streckstift an der Wärmeübertragungsstelle zwischen Metallblock und Metallstift beträgt zweckmäßig bis zu 200 : 1.
■ Der Fixierstift kann zweckmäßig, jedoch nicht unbedingt notwendig, aus dem gleichen Metall wie der beheizte Block bestehen. Als Material für den Block und/oder den Fixierstift sind praktisch alle Metalle mit relativ hoher Wärmeleitzahl geeignet, insbesondere solche, deren Wärmeleitzahl λ 20 über 0,5 liegt. Hierzu gehören beispielsweise Kupfer (A 20 = 0,94), Silber (A 20 = 1,00) sowie Aluminium (A 20 = 0,53). Für den Streckstift wird erfindungsgemäß ein Metall verwendet, dessen Wärmeleitzahl geringer als dasjenige der obengenannten Metalle ist und dessen Wärmeleitzahl A 20 weit unterhalb

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0,5 liegt, beispielsweise Schmiedeeisen (A 20 = 0,14), Stahl (λ 20 = 0,096), Chromstahl (2 20 = 0,047) Nickeleisen (λ 20 = 0,026) u. a.

An Hand der Zeichnung wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher be- schrieben. Dabei zeigt

Abb. 1 eine Vorderansicht der Vorrichtung und Abb. 2 die Seitenansicht.

Der unverstreckte Polyäthylenterephthalatfaden wird von einer Spinnspule 1 über ein Zuführorgan 2 der Heißstreckeinrichtung zugeleitet. Diese besteht aus einem rechteckigen Metallblock 4, der auf ein Rohr 3 aufgeschweißt ist und in welchen zwei Metallstifte 5, 6 eingelassen sind. Der Block besteht z. B. aus Kupfer (Wärmeleitzahl λ 20 = 0,94) und hat eine Größe von 65 · 55 · 27 mm. Durch das Rohr 3, welches zweckmäßig ebenfalls aus Kupfer hergestellt ist, wird ein flüssiges oder dampfförmiges Heizmedium, beispielsweise Diphenyldampf von 165° C, herangeführt. Die beiden Stifte bestehen aus so Metallen mit verschiedener Wärmeleitzahl, so daß trotz der Beheizung von der gleichen Wärmequelle aus eine Temperaturdifferenz gewährleistet ist. Für den Streckstift5 wählt man beispielsweise Eisen (2 20 = 0,14), während der Fixierstift 6 aus Kupfer (λ 20 = 0,94) besteht. Die Querschnitte der beiden Metallstifte an der Wärmeübertragungsstelle sind unterschiedlich groß, und zwar derart, daß der Querschnitt des Streckstiftes 53,5 mm², der des Fixierstiftes 805 mm² beträgt. Die Durchmesser der vom Faden berührten Teile der beiden Stifte sind, wie Abb. 2 erkennen läßt, gleich. Die Stifte sind beide mit dünnen, mattverchromten auswechselbaren Hülsen versehen.

Der Metallblock hat, wenn man, wie oben angegeben, mit Diphenyldampf von 165° C heizt, eine Temperatur von 156° C. Die gleiche Temperatur weist auch der Fixierstift 6 auf. Der aus Eisen bestehende Streckstift 5 dagegen, der überdies an der Wärmeübertragungsstelle einen, verglichen mit dem Fixierstift, erheblich geringeren Querschnitt hat, zeigt eine Temperatur von 104° C.

Der von der Spinnspule kommende, mit relativ geringer Geschwindigkeit zugeführte Polyäthylenterephthalatfaden umschlingt zunächst ein- bis zweimal den Streckstift und wird dann über den Fixierstift geführt. Der Abzug des Fadens durch die Abzugsorgane 7 wird so reguliert, daß beispielsweise eine Verstreckung um 370% stattfindet. Ein Faden, der anfangs einen Kochschrumpf von 18% aufwies, zeigt nach.Verstreckung auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur noch einen Kochschrumpf von etwa 5,7%.

Wenn man die Vorrichtung mit Diphenyldampf von 200° C beheizt, so beträgt die Temperatur des aus Eisen bestehenden Streckstiftes 125° C, während Kupferbloek und -fixierstift eine Temperatur von 187° C aufweisen. Bei einer Erhöhung der Diphenyldampftemperatur auf 220° C mißt man eine Temperatur von 132° C am Streckstift und 202° C am Fixierstift. Ein unter gleichen Bedingungen beheizter Streckstift aus V 4 Α-Stahl weist eine Temperatur von 85° C auf.

Wie diese Beispiele zeigen, ist es sehr leicht möglich, durch Auswahl verschiedener Metalle für Streckstift und Fixierstift einerseits und der Temperatür des Heizmediums andererseits die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Stiften zu variieren. Da für den Streck- und Fixierstift nicht jedes Metall verwendet werden kann, würde sich nicht jede beliebige Temperatur bzw. Temperaturdifferenz einstellen lassen. Zwischen den durch die Wärmeleitzahlen gegebenen Temperaturen kann jedoch auch jede andere gewünschte Temperatur eingestellt werden durch Wahl der Querschnitte der Stifte an der Wärmeübertragungsstelle zwischen Metallblock und den Stiften. Je größer der Unterschied dieser Querschnitte ist, um so größer ist auch die Temperaturdifferenz zwischen den Stiften. Auf diese Weise können die bei der Heißverstreckung von Polyäthylenterephthalatfaden erforderlichen Temperaturen und Temperaturdifferenzen sehr genau eingestellt werden. Die einmal eingestellten Temperaturen bleiben über lange Zeit konstant.

Einen wesentlichen Vorteil bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung außerdem insofern, als sie sich leicht an jeder Streckmaschine einbauen läßt. Die Streckvorrichtung selbst ist klein, und zur Beheizung wird lediglich ein Rohr für die Heranführung des Heizmediums benötigt.

Auf dieses Rohr können eine Vielzahl von Metallblöcken bzw. Streckanordnungen, z. B, über siebzig, aufgeschweißt werden.

Bei den bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen war man gezwungen, die die Verstreckung sowie Fixierung bewirkenden Anordnungen gesondert zu beheizen, so daß jeweils für einen Verstreckungsvorgang zwei Heizquellen erforderlich waren. Für diese zwei Heizquellen sind getrennte Steuerorgane notwendig, so daß die Anordnung dieser Vorrichtungen eine umfangreiche Bauausführung erfordert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bedeutet somit einen wesentlichen Fortschritt gegenüber den üblicherweise verwendeten Streckanordnungen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Heißverstrecken von Polyäthylenterephthalatfaden, bestehend aus zwischen die Verstreckung bewirkenden Zuführ- und Abzugsorganen angeordneten, unterschiedlich beheizten Stäben, gekennzeichnet durch einen mittels eines durch ein Heizrohr (3) herangeführten flüssigen oder dampfförmigen Heizmediums beheizten Metallblock, (4) von hoher Wärmeleitzahl, mit dem ein Streckstift (S) und ein Fixierstift (6) unmittelbar verbunden sind, wobei der Fixierstift (6) aus einem Metall höherer Wärmeleitzahl als der Streckstift (S) besteht und der Querschnitt des Fixierstiftes (6) an der Wärmeübertragungsstelle zwischen Metallblock und -stift größer ist als der des Streckstiftes (S).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsverhältnis zwischen Fixierstift (6) und Streckstift (S) an der Wärmeübertragungsstelle zwischen Metallstift und Metallblock bis zu 200 : 1 beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 544001;
schweizerische Patentschrift Nr. 266 603.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen