DE1660363B2 - Verfahren zum gleichmaessigen verstrecken von endlosen, unverstreckten faeden aus thermoplastischen, synthetischen, organischen polymeren mit hoher geschwindigkeit - Google Patents

Description

25 diese Weise findet im wesentlichen kein Wärmeverlust

der Fäden statt, bevor sie die StrecWi'te erreichen,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum worauf die Spannung in den Fäden erhöht wird, bis gleichförmigen Verstrecken von endlosen, unver- das Verstrecken stattfindet. Die Streckstifte sind so streckten Fäden aus thermoplastischen, synthetischen, angeordnet, daß sie beim Betrieb die plötzliche Anorganischen Polymeren mit hoher Geschwindigkeit, 30 derung der Laufrichtung der Fäden bewirken, um die bei dem die Fäden zwischen einer Zuführeinrichtung anhaftende Flüssigkeit abzuschleudern. Die Anord- und einer Abzugseinrichtung zum Erhitzen auf die nung ist jedoch so, daß die Temperatur der Fäden Verstreckungstemperatur mit einer heißen Flüssigkeit nicht sehr weit unter die gewünschte Verstreckin Berührung gebracht und anschließend verstreckt temperatur fällt, bis das Verstrecken im wesentlichen werden. 35 beendet ist.

Ein derartiges Verfahren ist in der US-PS 30 91 805 Die Hauptfunktion der Streckstifte besteht darin,

beschrieben. Dort werden die Fäden einem teilweise die Spannung in den Fäden, die schon auf die gein die heiße Flüssigkeit eintauchenden Streckstift so wünschte Verstrecktemperatur mittels des Flüssigkeitszugeführt (Fig. 2), daß die Fäden zuerst die heiße Strahls gebracht worden sind, bis zu der Spannung zu Flüssigkeit und unmittelbar darauf den Streckstift 40 steigern, bei der das Verstrecken erfolgt. Die Streckberühren. Eine genügende Vorerwärmung der Fäden, stifte können darüber hinaus auch noch erwärmt sein, bevor diese den Streckstift berühren, kann dort nicht was jedoch nicht notwendig ist, da das Einstellen der erfolgen, wodurch eine gleichmäßige Verstreckung der Temperatur des Flüssigkeitsstroms und seine Anord-Fäden nicht erzielt werden kann. nung in bezug auf die Streckstifte sicherstellen, daß die

In der US-PS 30 02 804 ist ein Verfahren und eine 45 Fäden mit der gewünschten Verstrecktemperatur über Vorrichtung zum Verstrecken von schmelzgesponnenen die Streckstifte laufen.

synthetischen linearen Polymerfäden beschrieben, wo- Die Funktion des Flüssigkeitsstroms besteht darin,

bei die Fäden nach dem Spinnen und Abkühlen durch die Fäden auf die gewünschte Verstrecktemperatur einen seitlich auftreffenden Luftstrom berührungsfrei zu erwärmen, die entsprechend den zu verstreckenden durch eine heiße Flüssigkeit geleitet und im wesent- 50 synthetischen Polymerfäden eingestellt ist. Die Spanlichen dort gestreckt werden. Nach dem Austritt aus nung der Fäden wird beim Durchlaufen der Flüssigkeit der Flüssigkeit werden die Fäden zwar an einem bzw. niedriger gehalten als diejenige, bei der das Vermehreren Stiften entlanggeführt. Der Stift bzw. die strecken unter den angewendeten Temperaturbedin-Stifte dienen jedoch in erster Linie dazu, die Flüssig- gungen beginnt. So werden die Verarbeitungsbedinkeit von den Fäden zu trennen, so daß die Verstrek- 55 gungen so eingestellt, daß im wesentlichen kein Verkung der Fäden im wesentlichen in der heißen Flüssig- strecken stattfindet, bis die Fäden die Streckstifte erkeit stattfindet. Das gleichzeitige Erwärmen und Ver- reicht haben. Eine derartige Steuerung der Verarbeistrecken der Fäden hat jedoch Unregelmäßigkeiten der tungsbedingungen ergibt sehr gleichmäßig verstreckte Fädenverstreckung zur Folge, was zu einer Streifen- Fäden.

bildung in einem aus solchen Fäden hergestellten 60 Die Mittel zum Leiten des heißen -Flüssigkeits-Textilprodukt führt. stromes und die Streckstifte werden üblicherweise in

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einer Einheit angeordnet. Eine bevorzugte Ausfüh-Verfahren vorzuschlagen, mit dessen Hilfe gleichmäbig rungsform einer Vorrichtung, die eine derartige Einverstreckte Fäden herstellbar sind. heit enthält und in der das; erfindungsgemäße Verfahren

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die unver- 65 durchgeführt werden kann, ist als Beispiel in den streckten Fäden berührungsfrei durch die heiße Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt
Flüssigkeit geführt und unmittelbar darauf verstreckt F i g. 1 diagrammartig einen Schnitt eines Seitenwerden, indem sie über einen bzw. mehrere Streck- aufrisses einer Verstellvorrichtung zusammen mit

Beispielen für die Fadenzuführung, Abziehung und Aufnahme und

F i g. 2 diagrammartig einen ebenen Schnitt einer Verstreckvorrichtung.

Bei der Vorrichtung gemäß F i g. 1 und 2 wird die Flüssigkeit mit der benötigten Temperatur durch einen Einlaß 1 zu einem Behälter 2 zugeführt, der eine Auslaßöffnung 4 zu einem Gefäß 3 aufweist. Die Fäden 5 laufen durch den Behälter 2 und die Auslaßöffnung 4 und gelangen dann zu drei Streckstiften 6. Die Streckstifte sind auf einem Träger 7 befestigt, der an einem Deckel 8 des Gefäßes 3 angebracht ist, wobei die gesamte Einheit abnehmbar ist, um das Aufziehen der Fäden zu erleichtern. Die verwendete Flüssigkeit wird durch einen Auslaß 9 abgezogen.

Die gesponnenen Fäden werden der Verstreckvorrichtung von einer Spule 10 über eine Zuführwalzen/ Leitwalzenkombination 11 zugeführt, gegebenenfalls mittels einer Spannungssteuerungsvorrichtung 12. Die gestreckten Fäden werden von der Verstreckvorrichtung über eine Streckwalzen/Leitwalzenkombination 13 auf eine Spule 14 wieder aufgewickelt.

Bei der beschriebenen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hängt die Menge an von den die Verstreckvorrichtung verlassenden Fäden mitgerissener Flüssigkeit von der Anzahl der Streckstifte, der Führungen in der Vorrichtung und der Schärfe der Richtungsänderung an jedem Streckstift ab. In der praktischen Durchführung des Verfahrens ist es nicht notwendig oder sogar nicht möglich, sicherzustellen, daß die gesamte mitgerissene Flüssigkeit von den verstreckten Fäden in der Verstreckvorrichtung entfernt wird. Es ist oft zweckmäßig, einen wesentlichen Teil der mitgerissenen Flüssigkeit in der Verstreckvorrichtung zu entfernen und dann den Rest beispielsweise durch Erhitzen der Streckwalze zu verdampfen. Das Erhitzen der Streckwalze hat weiterhin zur Folge, daß eine Wärmebehandlung der verstreckten Fäden unter einer gesteuerten Spannung stattfindet, wodurch die physikalischen Eigenschäften, insbesondere das Schrumpfen der Fäden, modifiziert werden.

Fäden aus Polyäthylenterephthalat, und zwar 24 Fäden von 5 Denier je Faden, werden mit einem Verstreckverhältnis von 3,22:1 in einer Vorrichtung gemäß F i g. 1 und 2 unter Verwendung von Wasser bei 80°C als Erhitzungsfiüssigkeit und einer Verstreckgeschwindigkeit von 914 m pro Minute zu einem verstreckten Fadenprodukt von 40 Denier verstreckt,

ίο das sehr gleichmäßig im Hinblick auf die Denier-Unterschiede auf der Länge ist.

Ein besonderer Vorteil der Hochverstreckgeschwindigkeit beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es, daß das Verstrecken mit dem Schmelzspinnen in einer Stufe kombiniert werden kann.

Sämtliche Fäden, die aus einem thermoplastischen, kalt verstreckbaren, synthetischen Polymer bestehen, können durch das erfindungsgemäße Verfahren verstreckt werden, beispielsweise Polyäthylenterephthalat-, Nylon-66- und Polypropylenfäden.

Beispiele 1 bis 3

Ein Fadenbündel aus 24 Poiyäthylenterephthalatfäden mit einem Gesamtster von 160 Denier und einem mittleren Brechungsindex von 8,3 · 10~³ wird mit einem Verstreckverhältnis von 3,22:1 unter Verwendung einer Vorrichtung, ähnlich der der F i g. 1 und 2 dargestellten, verstreckt, die jedoch nur einen einzigen keramischen Streckstift von 4,76 mm Durchmesser als Ausrichtmittel enthält. Die Erwärmungsflüssigkeit ist Wasser, das 1 Gewichtsprozent eines Schmiermittels/antistatischen Mittels dispergiert enthält und bei 90 C gehalten, gleichläufig auf das Garn gerichtet ist und eine eingetauchte Garnlänge von 5 cm ergibt. Der Berührungswinkel des Garnes mit dem Streckstift beträgt 90°. Die mit verschiedenen Geschwindigkeiten gestreckten Fäden unter Verwendung einer kühlen (30°C, Beispiel 1) oder erhitzten (16O⁰C, Beispiele 2 und 3) Streckwalze zeigen keine Farbflecken und haben die folgenden Eigenschaften:

Beispiel Ziehgeschwin- Zugwalzen- Spannung Bruchdehnung Schrumpfen in

digkeit Temperatur siedendem Wasser

m/min ⁰C g/Denier % %

1	793	30	4,2	21,3	21,4
2	793	160	5,1	21,0	4,9
3	1615	160	4,8	15,9	4,6

Ein mit den Fäden nach Beispiel 2 und 3 hergestellter gewebter Textilstoff zeigt keine Streifigkeit.

Es ist beachtenswert, daß, wenn Beispiel 2 unter Verwendung von auf 11,4 cm Länge eingetauchte Fäden und einer Verstreckgeschwindigkeit von 1067 m pro Minute wiederholt wird, eine ungleiche Verstreckung stattfindet, da eine gewisse Verstreckung in dem Flüssigkeitsstrom auf Grund des erhöhten Wasserwiderstandes erfolgt.

Beispiel 4

In diesem Beispiel werden die in Beispiele 1 bis 3 verwendeten Polyesterfäden sehr zufriedenstellend in der gleichen Vorrichtung bei einem Verstreckverhältnis von 3,22:1 verstreckt und ergaben farbfleckfreie Fäden unter Verwendung einer verminderten Flüssigkeitstemperatur von 56°C, einer Verstreckgeschwindigkeit von 609 m pro Minute und einer Streckwalze einer Temperatur von 20°C. Die verstreckten Fäden hatten folgende Eigenschaften:

Festigkeit, g/Denier 4,1

Bruchdehnung 28,1 %

Schrumpln in siedendem Wasser ... 32,1 %

Beispiel 5

Fäden, wie sie in den vorhergehenden Beispielen verwendet wurden, werden mit einem Verstreckungsverhältnis von 3,27 : 1 in der gleichen Vorrichtung verstreckt unter Verwendung einer maximalen Verstreckgeschwindigkeit von 2194 m pro Minute der Aufwickelcinheit. Eine Flüssigkeitstemperatur von 8O⁰C,

eine Eintauchlänge von 3,2 cm und eine heiße (15O⁰C) Streckrolle werden verwendet, und es wird ein Fadenprodukt erhalten, das vollständig frei von Farbflecken ist und folgende Eigenschaften besitzt:

Festigkeit, g/Denier 4,9

Bruchdehnung 19,5 %

Schrumpfen in siedendem Wasser ... 4,7 %

Beispiel 6

Ein Nylon-66-Fadenbündel mit 34 Fäden (mittlere Doppelbrechung 5,2 ■ 10~^s) und einem Gesamttiter von 803 den wird in der Vorrichtung der vorhergehenden Beispiele mit 1524 m pro Minute mit einem Streckverhältnis von 3,27:1 und einer kalten Verstreckwalze verstreckt. Die Fäden verstrecken sich zufriedenstellend in einem Wasserstrom (Temperatur 76⁰C) zu einem Produkt mit ähnlichen Eigenschaften. In Abwesenheit des Wasserstroms zeigen die Fäden keine gleichmäßige Verstreckung, wenn sie zu einem Textilstoff verarbeitet und gefärbt werden.

Beispiel 7

Die Vorrichtung nach F i g. 1 und 2 wird mit einer Anordnung von fünf keramischen Streckstiften von 4,7 mm Durchmesser, wie im Beispiel 4, zum Verstrecken der gleichen Polyesterfäden verwendet mit einer Verstreckgeschwindigkeit von 609 m pro Minute und einem Verstreckverhältnis von 3,22:1. Die

ίο Flüssigkeitstemperatur beträgt 82°C und die der heißen Streckwalze 140⁰C. Die fünf Streckstifte sind zickzackförmig übereinander in einem Abstand von 13 mm voneinander mit einem Zwischenraum von 6,5 mm angeordnet, so daß das Garn im Zickzackweg über die Streckstifte mit Berührungswinkeln von dem ersten und fünften Streckstift von 130 und 45° und auf den drei dazwischenliegenden Streckstiften von 90° geleitet wird.

Das hergestellte Fadenprodukt hat im wesentlichen die gleichen Eigenschaften wie das im Beispiel 4 hergestellte und ist farbfleckenfrei.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

stifte geleitet werden, die dicht an der Flüssigkeit Patentanspruch· angeordnet sind, ohne jedoch diese zu berühren.

Jede Flüssigkeit, die die zu verstreckenden Fäden

Verfahren zum gleichmäßigen Verstrecken von nicht angreift, kann verwendet werden, um diese vor endlosen, unverstreckten Fäden aus thermo- 5 dem Verstrecken auf den Streckstiften zu erhitzen, plastischen, synthetischen, organischen Polymsren und Wasser ist im allgemeinen d.e brauchbarste mit hoher Geschwindigkeit, bei dem die Fäden Flüssigkeit. Die Flüssigkeit kann aus einem Reservoir zwischen einer Zuführeinrichtung und einer Ab- zugegeben werden, das auf der gewünschten Tempezugseinrichtung zum Erhitzen auf die Verstrek- ratur gehalten wird und in das die Flüssigkeit nach kungstemperatur mit einer heißen Flüssigkeit in io dem Durchgang durch die Verstreckvorrichtung zuBerührung gebracht und anschließend verstreckt rückgeleitet wird.

werden, dadurch gekennzeichnet, daß Schmiermittel oder andere Stoffe können auf die

die unverstreckten Fäden berührungsfrei durch die Fäden aufgebracht werden, einfach durch Lösen oder heiße Flüssigkeit geführt und unmittelbar darauf Dispergieren derartiger Mittel in der Erwarmungsverstreckt werden, indem sie über einen bzw. 15 flüssigkeit.

mehrere Streckstifte geleitet werden, die dicht an Die Strö.nungsrichtung der Flüssigkeit verläuft in

der Flüssigkeit angeordnet sind, ohne jedoch diese bekannter Weise zweckmäßig im Gegenstrom zu der zu berühren. Laufrichtung der Fäden.

Die Streckstifte bestehen zweckmäßig aus einem 20 oder mehreren Metall- oder Keramikstäben, vorzugsweise von zylindrischem Querschnitt, obwohl auch

andere Querschnittsformen verwendet werden können,

die nahe, jedoch nicht in direkter Berührung mit dem

Strom der heißen Flüssigkeit angeordnet sind. Auf