DE1660373A1 - Schmelzspinnverfahren zur Herstellung von fadenfoermigen Materialien - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. H. FINCKE DIPL.-ING. H. BOHR 'DIPL.-ING. S. STAEGER Fernruf. 22 49 41

8 MÜNCHEN 5, Möllerstraße 31

23.0ez 1965

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"SohBiölKapi.<rvv©ri*abx'3n aur fieratellung von fadon-

Prioritäten: PA* Baswabar 1964, 19· Mai 1965 «nd Ί3. JDözerabor Ί965 -* Großbritannien

Die Erfindung bezieht sich au.t dae Schmelzspinnen von linearen Polyes-i;eim und kristallinen sterisch regelmäßigen

isur Ivraeugung von selbstla'äuselnden beziehungsweise öolbcitkrirapfenden (self-crimpinn;) 4?äden und Fasern.

Erfindungogeiiiäß ist sin »ScliiaQl?iapinnverfahren aur Herstellung von fadenfiirialgen Materialien durch Auspressen einea linearen 'fiiaiirbilftendon Polyestern beaioyamgswoise eines sterisch regel-Ji'äßAgs» Po.\y-0V-olöf5.«ißi3 :ua gos{:Jt»wo.l zonen Zustand durch aine Spinn-

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düse nit einer öffnung besiehungsweise einer Kehreahl von ttflnungen, wobei die öffnung beziehungsweise jede öffnung eise Querschnittsfläche von 0,2 bis 12 oar hat, und durch Schwächen besiehungsweise Sehnen beziehungsweise Verjüngen (attenuating) dedoe entstandenen Polymeretromee durch Ausübung einer in der Länge des Polymerstromes in einer Richtung von der Bpinndüsenstirnfläche weg wirkenden Kraft beziehungsweise von in der Länge des Polymerstromes in einer Richtung von dor Spinndiisenatirnflücho weg wirkenden Kräften, wobei solche Kräfte mindestens im Bereich des Polyaorstromes zwischen dem Ausgang der Spinndüeonöffnung und der Stelle im Folymerstrom, an welcher die Verminderung der Querschnittsfläche auf Grund des Festwerdens dos Polymers aufhört, wirksam sind, die Strömungsgeschwindigkeit des Polymers durch jede Öffnung 0,1 bis 4 g pro Minute beträgt, dio Lineargeschwindigkeit der Paser an der Stelle im Polymerstrom, an welcher die Verminderung der Querschnittsfläche auf Grund des Festwerdens des Polymers aufhört, 610 bis 2 740 m pro Minute beträgt und quer zu jedem Polymerstrom ein Strom von Absehreckungasiedium mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 45 bis 180 in pro Minute am Polymerstroa gerichtet wird, vorgesehen.

Ein Vorteil des erfindungsgemäBen Verfahrens besteht in der Tatsache, daß durch dieses eine Inhomogenität über den Querschnitt des erzeugten Fadens herbeigeführt wird, was zu erwünschten Eigenschaften, die im gesponnenen. Garn tut age treten oder durch eine Nachbehandlung sich entwickeln beziehungsweise ausbilden oder verstärkt worden können, führt« Insbesondere sind erfindungegemäB erzeugte endlose Garne (spun filamentary yarns) ie Zustand, wie

bein Spinnen aufallen, potentiell aalbstkräuselnd. Bas bedeutet,

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daß diese C-E-I¹He nach der Aufhebung beziehungsweise dem Nachlassen der Kuin Sammeln beziehungsweise Einziehen derselben angewandten Spannung von selbst eine schraubenförmig gekräuselte Form annehmen isSnnon* Bas A*,iBinaß dor SeXbs-Skränaelung hängt vom spesiell verwendeten Polyner und den tatsächlich, angewandten Spinnbedingungon ab und dio Wirkung kann, durch eine v/eitere Behandlung, beispielsweise durch Strecken und/oder Hitaeböhandlung, im gans oder teilweise entspannton Zustand verstärkt v/erden.

Ea wird angenommen, daß die durch das erfindungsßomäßö Verrohren erzeugten neuen Wjjrkuugen eine Folge der Erhöhung der Spannungen in dor öpinnfadonlinie (spinning threadline) als Ergebnis des unge«- hohen Grades der Schwächung der Querschnittsfläche des tecjneK frährend dos Spinnens in Verbindung mit einer hohen Eühlgeschv/itidigkeit des Polyme2?ötromes, was zu einem asymmetrischen SfastaiKU welcher seinerseito oine asymmetrische Verteiltmg von JSigenscha.t't&n im oraeugten fadenförmigen Haterial ergibt, führi?, sind ο

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß durch die Vorwendung der Kombination von Worten für die Fftramstor, durch welche die Erfindung festgelegt ist, die davon herrühi-oiiden wünschenswerten Eigenschaf ten durch die Verwendung von Aiifwickolgeechwindigkeiten, welche bei normaler Kaeeenfertigung leicht erisielbar sind, herbeigeführt werden können ι es wurde festgestellt, daß oolche Geschwindigkeiten auf nicht mehr als 2 ?40 m pro besch;?änlct; sind.

32?.?· r.öoh woit02?ö.\* Vorteil deü or'iin.dungsgemäßen Verfahrenß li

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darin, daß durch die Verwendung der Korabination von Werten für die Parameter, durch welche die Erfindung festgelegt ist, die davon herrührenden wünschenswerten Eigenschaften durch die Verwendung von AbschrockunßsmediujßgoHchv/indigkoiten, welche bei der Massenfertigung gangbar boarlehunssweise brauchbar sind, herbeigeführt werden können; es wurde festgestellt _f daß eine Abschreckungsmediumströmung von über 180 m pro Minute zum Brechen beziehungsweise Beißen der Fadenlinie führen kann.

Das Abschreckungsiaedium kann beispielsweise ein Gas, wie Luft beziehungsweise Stickstoff, oder ein Dampf, wie Wasserdampf, sein; der Dampf kann bei oder über seinem Siedepunkt sein oder als einen Partia!druck ausübend in Mischung mit einem Gas vorliegen. Auch ]?lüsBigkei.tst.vöpfehen können im Kedium zugegen sein.

HXe Erfindung umfaßt die Verwendung von Spinndüsenöffnungen sowohl mit rundem beziehungsweise kreisrundem als auch mit nicht rundem Querschnitt und auch die Anordnung beziehungsweise Gruppierung you ßpinndüsenöffnungcn in solcher Weise, daß die Ströme von geschmolzenem Polymer von den Gruppeneinheiten unmittelbar nach dem Verlassen der Spinndüsenöffnungen einen einzigen Polymerstrom bilden, in welchem falle die Gruppe als einzige öffnung, deren wirksame Querschnittsfläche die Summe der Querschnitte?lachen aller öffnungen in den Spinndüsenöffnungen in der Gruppe ist, behandelt wird.

Die Hitzebehandlung der gesponnenen Fäden kann beispielsweise durch Berührung mit heißem Wasser, mit einem heißen Gas oder mit einer ho.'.ßen Oberfläche durchgeführt werden.

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Bio weitere Orientierung der durch das erf indungegen&fia Verfahren erzeugten Fasern kann durch Strecken nach herkömmlichen Verfahrensweisen bei Temperaturen bei oder oberhalb der Raumtemperatur durchgeführt werden· Das Strecken bei einer Temperatur oberhalb dor Raumtemperatur erleichtert das Strecken, indem as die Vervendung höherer Streckgesohwindigkeiten gestattet, und aus diesem Grunde ist es bevorzugt;, wenn eine Streckstufe nach dem erfindungsgemäßen Spinnvorfahren folgencoll· Xn Zöllen, in welchen das Strecken oberhalb Raumtemperatur durchgeführt wird, soll das Spinnen vorzugsweise in einer solohon Weise durchgeführt werden, daß die höchste Asymmetrie des gesponnenen Garnes erhalten wird*

Erfindungsgemäß erzeugte gekräuselte endlose Garne können uniaittelbar zur Herstellung von gefachten beziehungsweise mehrstrahligen Garnen oder gewebten beziehungsweise gewirkten Stoffen beaiehungswoiso 'Inichen oder Faservliesen odor für andere ütextilswecke vorwendet worden odor sie können vor der Überführung in Garn und Stoffe, Suche beaiohungsT/öiße tfewebe durch herkömmliche ütaxtilverfahren zu Stapelfasern geschnitten werden· Xm letzteren Fall ist es oft bevorzugt, das selbstkräuselnde Garn unter Spannung su halten, während es au Stapelfaser geschnitten wird, worauf nach der Entspannung die Kräuselungsbildung eintritt. Die geschnittene !faser kann dann zur Stabilisierung der Kräuselung mit möglicherweise etwas Verstärkung derselben hitzebehandelt werden· Desgleichen kann die Auebildung be-EiehungOT/eise Entwicklung der Kräuselung verechoben beziehungsweise surückge3tellt werden, bis aus dem aelbatkräuaelnden Garn «in Btoff, Tuch beziehungsweise Gewebe hergestellt worden ist, indem bis nach der Herstellung des Stoffes, Tuches besiehungsweiee Gewebes jegliche

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vorschoben besiehungsweioo zurückgestellt und/oder no Spannung im Garn aufrechterhalten wird, wobei doj* im Stoff, 'JPuch boKieirjcagewoioo Gewsbo oraielte Kräusolungsgrad von der 3to ff-., Kiwis« "ttGaieluu'-.gsv/eiss Gevrebeherstellung abhimgt.

J).ie E3?;Cindrv.'.g wS.rd an iland ü.33? folgenden nicht als Beschränkung aufzufassendem Bo.ißpilolo näher ox'läutort· In dioson Beispielen wird dor drhal'bone Kräuselnngcgrad beälefrongsweiee das erhaltene KrUueelungsaucmaß «ii^wodor vievioll oder durch Moesung dor prozentualen tr^XcAe ucl· durch d*jn Ausdruck

-cno V/i·.·:?»·;; r;.r,t, er^iii-fetolt, in v/olchoxa Aiasdruci: L^ dio Lunge des

dtJ?·. vorhandenen JBCräiisolungen ist und tt* dlo Iär*f5ß dooaol* :>;^!l;;.v>i..5, vvoan er (durch Anwendung «inor Belactung von euvrc O_V1 g px-:·» 3)önif>?.' v/älu'ond 2 ßeicundon) sur Aufhebung dor Kräuoelung goxⁱado iiun^o.UύκΆ>ö. s^atrecJai; ijöaichungRvwioe gedehnt ist, bedeutet. Dqi» SchmslisflußiMos wird geaSß A.8.il?.M. Standard Method D.1238 - 57 (Ί9ί58) untor A?iY/eiKliu>i5 einer Belastung von 10 ig bealehuagöweice 2 kg auf den Ötejapel hnBäehungevreiso Kolljon, wie es in den Beispielen angesehen iat, ermittelt. Die Wideratandofähigkelt gogenüber der Spannung den Garnes (!Sünsion rnsictanoo of the yarn) ist ale der beobachtete px'osentuale Ve?.*lu3t cn Doniei*, weiui dao Garn einer Belastung von 0,3 S P3?o Beniox· unterworfen w.ird» wobei das Garn alt einen konstan-■i;«2i Eslastnr*£v':r.-}?acl Iierf.«.ehm3is«v;o:i3ff oii'.ei? konstanten Belaetungßßoi·;; (<:o?.-.SiL;aii11; x-a»;;? o;: loadini·;) goatrockt be»iehungewolßo

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Die Verfahrensweise zur Messung dee spezifischen Volumens dos Garnes wird unter Verwendung oines gerillten beziehungsweise mit oinor Hi\\- vornohenm (grooved) Rades oder einer grillten beziehungsweise mit einer'Hut; versehenen Spule mit einem Außendurchmesser von 9,5 «"a, einen KorntiurchmoBser von 2,4- cm und eine© Abstand von 1,244· mm zwischen den Flanschen, Bindern beziehungsweise Spurkränzen, wodurch sich ein Aufwickelraum mit einem Volumen von 7 »89 csr ergibt, durchgeführt. Das Rad wird in eine Vorrichtung, welche das zwangsläufige Antreiben desselben mit einer konstanten Spindelge-BchvYindigkeit besiehungsweis© Spindoldrehsahl (eplndle speed) von 600 Umdrehungen p3?o Minute ermöglicht» eingebracht und die Vorrichtung wird nc eingestallt, daß die Anfangsspannung des dem Rad angeführten Garneo 0,0953 g pro Denier bötragt. Während der Betätig-uag orhöht sich die Spannung etwas, wobei das Ausmaß der Spaxmimgaerhöhung vom Denier des dor Prüfung unterworfenen Garnes abhängt. Y/onn die Rille boziehtingswöiso Nut voll 1st, bringt ein Hlkrobegrensungsschalter das Rad zum Stehen und das dio Rille beziehungsweise Hut ausfüllende Garn wird dann entfernt und gewogen« "¹SiIIe einfache Berechnung ergibt das spezifische Volumen des der BtKi- Λ fung unterworfenen Garnes.

Beispiel 1

Ef? wurde PoIy-Cethylenterephthalat) durch eine Spinndüse mit 24-Öffnungen jeweils mit einem Durchmesser von 2,5^ mm (5,1 nur fläche) bsi einer Ausproßtemperatur von 285⁰C ausgepreßt· Bio Auspreßgenchwindigkeit betrug 0,82 e/Minute/öffnung. Es wurde an die Spinnfadenlinic ein Abschrecken mit Luft aus einer zylindrischen Ab-

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schrecköinhait ait einer j&änge von 15,2 cm und einem Durchmesser von 5,8 cm, welche innerhalb doe Hinges von Fäden so angeordnet wurde, daß die Luft die Faden 3»8 ca unterhalb der Spinndüse mit einer Geschwindigkeit von 60 m pro Minute traft angewandt. Dac Garn mirde nit elitär Gaschwiii&iglcQit von. 1 &Ψ5 a Ρ³?** Minute auf eine Spule gewickelt und ea wurde festgestellt,, daß ea eine durchsehsittli~ ehe Doppelbrechung ron 0,0$6 und. eine grundmolare Viskositätßzahl von 0,62, gemessen im o-Ohlorphenol bei 25⁰C₁ hatte« Bas Verhältnis der Querschnittsf liehe des Polymerstromes, so wie er die Spinn» düsenöffnung verließ, sur tyierschnlttsflache des Polyners an der Stelle, an welcher die Verminderung der Querschnittsfläche aufhörte, war 14 OGO : 1. Bas erhaltene Erodultt wurde im entspannten Zustand auf eine Temperatur von 1^O⁰C erhitzt und wenige Minuten lang auf dieoor gehalten, worauf eich eine eng schraubenförmige beziehungsweise engspiralige Kräuselung ausbildete. Die physikalischen Eigenschaften des Garnes waren wie folgt: Reißlänge - 1,°A β pro Denier und DehnfähJ-gkeit » 150%« Die prozentuale Kräuselung betrug 55 und es waren durchschnittlich 14 Kräuselungen pro cm gekräuselten Faden vorhanden.

Beispiel 2

Bs wurde Poly-(äthylonterephthalat) durch eine Spinndüse mit 24 öffnungen Jeweils mit einem Durchmesser von 2,54 ma (5,1 an² Fläche) Bit einer Geschwindigkeit von 0,82 g/Minute/öffnung ausgepreßt. Dl· AuspreBtemperatur betrug 285⁰C. Es wurde ein Abschrecken alt Luft senkrecht zu den Fäden von einer Stelle 3,8 cm unterhalb der Spinn« düse mit Hilfe einer zylindrischen Abschreckeinheit mit einer Länge

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von 15*2 cm und einem Durchmesser von 2,8 cm, welche eich innerhalb des Ringes von Fäden befand, angewandt. Die Abechreckluftgeechwindlg" käit betrug 60 η pro Minute. Das Garn wurde mit einer Geschwindigkeit von 1 980 m pro Minute auf eine Spule aufgewickelt. Das Verhältnis der Querschnittsflache des Polymerstromes, so wie er die Spinndüaenöffnung verließ, zur Querschnitteflache des Polymerstromes an der Stelle, an welcher die Verminderung der Querschnittsflache aufhörte, v/ar 16 000 : 1. Das entstandene Garn hatte eine grundmolare Viskositätszahl von 0,62, gemessen in o-Chlorphenol bei 25⁰C. Das Garn wurde über einen Stift bei Baumtemperatur mit einem Streckverhältnis von 1,5 : 1 gestreckt. Die physikalischen Eigenschaften dee gestreckten Garnes waren wie folgt: Reißlänge « 2,7 g pro Denier, Dehnbarkeit - 27% und Anfangsmodul « 42 g pro Denier. Das Garn wurde dann unter Verwendung eines Entapannungsverhältnisees von 2,0 j 1 entspannt, indem es durch ein Rohr bei 125⁰C mit 7,5 m pro Minute geleitet wurde. Dan Produkt hatte 12 Kräuselungen pro cm und pro Faden und eine prozentuale Kräuselung von 31·

Beispiel 3

Es wurde Poly-(ethylenterephthalat) mit einer grundmolaren Viakoaltätszahl von 0,67t gemessen in o-Chlorphenol bei 25⁰C, durch eine Spinndüse mit 36 kreisrunden öffnungen mit einem Durchmesser von 2,54- mm (5,1 mm² Fläche) ausgepreßt. Der Durchsatz betrug 0,84 g/Minute/Öffnung, die Auspreßtemperatur war 298°C und das Garn wurde mit ο liier Geschwindigkeit vpn 1 065 m pro Minute aufgewickelt. Es wurde an die Fadenlinie ein Abschrecken mit Luft von einer Stelle 2,9 cm luiterhalb der Spinndüse mit Hilfe einer zylindrischen porösen

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Abschreckeinheit mit* einer Länge von 12,7 ca und einem Durchmesser von 3,2 cm, welche sich innerhalb des Ringes von Fäden befand, angewandt» wobei die Luft aus der Abechreckeinheit heraus an den Fäden vorbei mit einer Geschwindigkeit von 122 m pro Minute geblasen wurde. Bas Garn wurde in einem Dampfstrahl unter Verwendung eines Streckverhälbnisses von 1,8 : 1 gestreckt, wobei die Garne beim Strecken gefacht wurden, wodurch sieh Kabel- beziehungsweise Taudeaier von 2 500 ergaben. Das entstandene Kabel hatte die folgenden Eigenschaften: Reißlänge « 2,0 g pro Denier, Dehnung - 25%, Kräuselungen pro cm der einzelnen Fäden - 3 und prozentuale Kräuselung der einzelnen Fäden ·* 45. Nach dem Schneiden zu Stapelfaser und Fixieren bei 140°C in trockener Hitze unter keiner Spannung vergrößerte sich die prozentuale Kräuselung der einzelnen Fäden auf 62 und die Kräuselungen pro cm der einzelnen Fäden erhöhten sich auf 4. Dieses Material ergab bei einer Stapellange von 10 cm nach dem Verarbeiten im Kammgarneystem (processed on the worsted system) ein Handwirkgarn beziehungsweise Handstrickgarn von guter Masse (bulk) und guter Bückprallelastizität·

Beispiele 4 bis 6

Weitere Versuche wurden genau wie im Beispiel 3 beschrieben, jedoch unter Verwendung verschiedener SpinndüsenöffnungegrSßen, wobei alle öffnungen einen kreisförmigen Querschnitt hatten, durchgeführt. Die Beziehung zwischen dem OffnungedurchBesser und dem Kräuselungsindex des in der Hitze fixierten Mtterialee war wie folgt:

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J teiapielDurchmesser ulqv Öffnung (in mn)gl&ehe der öffnung (in mS %

* . 0,76 P,46

1»27 1,3

β 1,78 2,5

Baispiel 7

Es wurde Poly-(äthylentereplithalat) mit einer grundmolaren Viskosität3zahl von 0,43, gemessen in o-Chlorphenol bei 25°C» durch, eine Spinndüse mit 22· Öffnungen von Y-förmigem Querschnitt, wobei die Arme gleichwinklig waren und jeder Ära die Dimensionen von 1,78 mm χ 0,51 rom (Fläche «2,8 mm²) hatte, ausgepreßt. Die Auaprfcßtemperatur betrug 260°C. Die Absohreck- und Aufwickelbedingungen waren wie im Beispiel 5 beschrieben. Die gesponnenen Fäden hatten ein Btreckenverüältniß beziehungsweise einen Formfaktor (aspect ratio) von 2,0. Das Streckenverhältnis beziehungsweise der Formfaktor ist als das Verhältnis des Radius des Kreises, welcher den Querschnitt der Faser umschreibt beziehungsweise begrenzt, sum Radius des innerhalb des Querschnittes der Faser eingeschriebenen beziehungsweise ₍ eingezeichneten Kreises festgelegt. Das Garn wurde in einem Dampfstrahl mit einem Streckverhältnis von 2,5 : 1 gestreckt und beim Strecken gefacht, wodurch sich ein gestrecktes Gesaatdenier von 2 ergab· Das entstandene Kabel beziehungsweise Sau hatte die folgenden Eigenschaften: Reißlänge - 2,2 g pro Denier, Dehnung · 15% rad prozentuale Kräuselung -50. Hach den Fixieren in der Hits« unter denselben Bedingungen, welche im Beispiel 3 beschrieben sind, war die prozentuale Kräuselung auf 50 erhöht.

Wenn das gesponnene Garn asu Stapelfaser von 10 cm geschnitten,

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durch dieselbe Verfahrensweise in der Hitze fixiert und im Kamngarnsy.3tem verarbeitet wurde (processed on the woreted system), so daß sich ein Handwirfegarn beziehungsweise Handstrickgara ergab» hatte das entstandene Garn eine gute Masse (buUc) und Rückprallelasfcizität;.

Beispiel S

Es wurde PoIy-C äthyleaterephläralatr) mit einer gruridmolaren Viskositätszahl von 0,<S?_f gemessen in o-Chlorphenol bei 25°C* durch eine Spinndüse mit Z^ icreisrunden: öffnungen mit einem -Durchmesser von 2,5* mm (5,1 im² Flache) m£fc einem Durchsatz von 0,71 g/liinute/ /Öffnung ausgepreßt. Das Garn wurde mit einer Geschwindigkeit von 1 850 m pro rß.rmte atf gewickelt· Be wurde ein Abschrecken mit Luft wie in Beispiel £ beachri«ben unter Verwendung einer LuftgeBch^indiekeiu von 90 κ pro Hinuuo quer r.u dem 3?a3era angewandt· Das gesponnene (rnxii hotuG o5.ne durchsi;hnittliche Doppelbrechung von O_sG4-5 Sinlioj.ten v.xid «eigte «ine hohe Boppelbrechuassasymeti-io. 3)as (kxvn v/urdo über oiiien lioißsn Suift bei ainex* Gicnporatur voa 8'i-°0 untor Verwendung einoo »Streokverhältnisees von I₁Ji? : 1 gestreckt. Das gsotreckto öarn hatte die folgenden J&genschatten: Reißlänge · 2,2 g pro Denier, Dehnung ■ 1€#_t Schrumpfung - 35%, Kräuselungen pro cm « 8 und prozentuale Kräuselung - 60,

Das gestreckte Garn wurde untor Verwendung eines Entspannungsverhältnisses von 1,65 ' 1 entspannt, indem es durch ein Rohr in einem Luftgegonstrom bei 210⁰C geleitet und auf eine konische Kreuzspule mit einer Geschwindigkeit von 1?2 ra pro Minute aufgewickelt Das entspannte Garn hatte Ö5 Denier und ein spezifisches

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Volumen von 2,9 cv? pro g. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber der Spannung des Garnes, ausgedrückt als prozentualer Verlust an Denier, betrug 10,5«

Beispiel 8 wurde mit dem einzigen Unterschied wiederholt, daß das Strecken "bei 75⁰C durchgeführt wurde. Das gestreckte Produkt hatte eine Schrumpfung von 60%· Dieses wird im folgenden als Produkt Λ "bezeichnet.

Beispiel 8 wurde mit dem einzigen Unterschied wiederholt., daß das Streckern bei 110⁰O durchgeführt wurde« Das gestreckte Produkt >.\at1;e oinu Schrumpfung von 9%» Dieses wird im folgenden als Produkt B bezeichnet«

Ρκ-uctukt A und Produkt B wurden ausaiamengsfacht und unter den im Boispiel 8 angoßobeneu Eodingungen entspannt. Das Produkt hatte Denier und ein spezifisches Volumen von ^,0 cn^ pro g. Die Wideratandofähi{5keit gegenüber der Spannung dos Garnes, ausgedrückt als prozentualer Vorlust an Denior betrug 14.

Beispiele 10 bis 15

Ea wurde i00taktisches Polypropylen (SohmelzfluBindex - 20 kg]) durch oine Spinndüee mit einer einzigen Öffnung (Durch- - 1»78 jam, entsprechend einer Fläche von 2,5 Wir) bei

262°C nnber Vervfendujig einer (>aerntrö«ung von Luft von einer Gaze

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' SAS) ORIGINAL

	.14- 1660373 beziehungsweise Nqtzabschreckeinheit (gauze quench unit) mit einer Größe von ?,& cm se 15,2 cn mit 23 beziehungsweise 98 m pro Minute als Abschreckungsmedium und unter Verwendung von verschiedenen Werten der Strömungsgeschwindigkeit de3 geschmolzenen Polymers durch dio Spinndüaenöffnung und der Aufwickelgeschwindigkeit schmelzgosponriGn; dio Ergebnisse aind in dor folgenden Tabelle ssueammongestollt, wobei die Selbstkräusolimgsneigung des bei jeder Spinnbedingung erzeugten gesponnonon Fadens visuell durch Beobachtung der Kräuselungsfrequenz und Kräuselungsamplitude ermittelt wurde.	Abstand des Abschreckungs- beginnes von der Spinndü- siunnblvnf.lä- rho (in cn)	Geschwin digkeit der Ab- schrek- ktmgs— luft (in n/ /iAlnute)	Aufwickel geschwin digkeit (in ra/Mi- nutö)	Kräuselung im Zustand, wie der Fa den nach dem Spinnen an fällt [[As- -spun crimpj	Denier im Zustand, wie der Fadon nach dem Spinnen an fällt' „ I
Bei spiel	Strömung3- geschwin- dea ge- schraolze~ nen Poly« mers (iu g/Minute)	7,6 7,6 7,6	98 90 9a 93	915 l 830 2 ^»40 1 830	ziemlich gut sehr gut gut	8 3 8
10 13	0,81 0,81 0,81 1,63	2,5	23	915	keine	8
A	0,81

• Beispiel A ist ein Vergleich3beispiel, welches die Wirkung (keine Kräuselung im Zustand, wie der Faden nach dem Spinnen anfällt) des Abweichen» von den erfindungegemäßen ßpinnbedingungon

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Beispiel

Es wurde ein wie im Beispiel 10 gesponnener Faden ohne Ernöglichung der Entspannung nach dem Spinnen dem Strecken unterworfen, indem or um einen erhitzten Straffsiehstift beziehungsweise Stift zum ruckartigen Straffsiehen (snubbing spin) bei 6O⁰O gestreckt und an ihn ein Streckverhältnis von 5,0 : 1 angewandt wurde.

Wenn der gestreckte Faden entspannen gelassen wurde, bildete sich 52% Kräuselung aus und nach der Hitzebehandlung des entspannten Fadens bei 140⁰C während 10 Minuten erhöhte sich die Kräuselung auf

15 bis 16

wurden einzelne Fäden beziehungsweise Einzelfäden von iso-Polypropylen (Schmelzflußinäcx « 25 [2 kgj) durch eine Spinndüse nit einer einzigen Öffnung, wie sie in den obigen Beispielen 10 bis 13 verwendet wurde, mit einer Strömungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Polymers von 0,8 g pro Minute und einer Aufwickele ( geschwindigkeit von 1 830 m pro Minute (Beispiel 15) beziehungsweise 915 m pro Minute (Beispiel 16) gesponnen. Es wurde eine Abschreckeinheit aus gesinterter Bronze mit einer Länge von 10,2 cm und einem Durchmesser von 2,5 cm zur Lieferung der Abschreckluft mit 152 m pro Minute verwendet, wobei mit dem Abschrecken 1,5 cm (Beispiel I5) beaiehungsweise 3,6 cm (Beispiel 16) von der Spinndüsenstirnflache besonnen '.VUi-¹O-O. Die Kräuselung im Zustand, wie die Fäden nach dem mifallen, wurdo bei Proben der beiden gesponnenen Garne visuell

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ermittelt und andere Proben von jeden wurden unter Venrendung eines auf 6O⁰O erhitzten Straffiiehstiftes (snubbing .pin) und eines Streck-' Verhältnisses von 2,5 : 1 gestreckt, vorauf die Kräuselung nach dem' Entspannen und die Kräuselung nach der Hitzebehandlung im entspannten Zustand wahrend 10 Minuten bei 115⁰C gemessen wurden« wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden:

Beispiel	15	Kräuselung im Zustand,	Kräuselung nach	Kräuselung nach
-	16	wie der Faden nach dem	dem Strecken,,	dem Erhitzen .
	Spinnen anfällt	in %	in %
gut	58	75
. ziemlich gut		27

Beispiele 17 bis 19

En wurden mehrfädige isotaktische Polypropylengarne aus einem· Polymer mit einem Schmelzflußindex von 25 (2 kg) unter Verwendung von TPr Öffnungen aufweisenden Spinndüsen mit verschiedenen öffnungsdurchmeseem bei einer Strömungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Polymers von 0,57 g/Minute/Öffnung und einer Aufwickelgeschwindigkeit von 610 m pro Minute schmelzgesponnen, wobei die anderen Spinnbedingungen wie in der folgenden Tabelle angegeben waren. Alle der gesponnenen Garne wurden ohne Ermöglichung der Selbstkräuselung gestreckt und dann im entspannten Zustand bei 115⁰C 10 Minuten lang hitzebehandelt, bevor die erzeugte Kräuselung als prozentuale Kräuselung und als Kräuselungen pro cm ermittelt wurde.

- 17 -

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COPY

	üffnungs-	Spinndü-	Abstand	Geschwin	Streck«	Streofe«	Kräu	se·
	fläche	senteia-	der Ab	digkeit	tenpe-	ver	se	LtD.
	(in mm2)	peratur	schrec	der Ab-	ratiir	hält	lung	Sei
		(in 0C)	kung von	sciirek-	(in 0O)	nis	±&%	pr?
			der	kungs-
	•		Spinndü-	luft (in
			senstinsr	m/Minute)
			fläche
			(in cm)					-
	5,1	225	2,2	60	80	5,11	7
	5,1	225	2,2	60	50	5,11	*8	2
	1,5	205	2,2	60	60	5,11 .	50	0
	5,1	225		O	60	5,65	0
öffnungs-
durohmes-
ser (in
mm)
2,5*
2,5*
1,27
2,5*

Beispiel 3 iet ein Vergleichsbeispiei, welches die Unwirksamkeit von außerhalb dei? erfindimgageinäß festgelegten ßpinnbedingimson liegenden Spfirmbodinsunsen hinsichtlich der Kräuselung aoigt. .

Patentansprüche

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1·) Schmelzspinnverfahren zur Herstellung von fadenförmigen Materialien durch Auspressen eines linearen faserbildenden Polyesters beziehungsweise eines sterlsch regelmäßigen Poly-£<-ole;Cine3 im geschmolzenen Zustand durch eine Spinndüse mit einer öffnung beziehungsweise einer Mehrzahl von öffnungen und durch Schwächen beziehungsweise Sehnen beziebtogsweise Verjüngen jedes entstandenen Polymerstromes durch -Ausübung einer in der Länge des Polymerstromes in einer Richtung von der Spinndüsenstirnflache weg wirkenden Kraft beziehungsweise von in der Länge des Polymerstromes in einer Richtung von der Spinndüsenstirnfläche weg wirkenden Kräften, dadurch gekennzeichnet, daß man die genannten Kräfte mindestens im Bereich des Polymorstromes zwischen dem Ausgang der Spinndüsenöffnung und der Stelle im Polymerstrom, en welcher die Verminderung der Querschnittsfläche auf Grund des Festwerdens des Polymers aufhört, wirken läßt, die Querschnittsfläche der öffnung beziehungsweise jeder öffnung der Spinndüse zu 0,2 bis 12 mm² wählt, die Strömungsgeschwindigkeit des Polymers durch jede Öffnung auf 0,1 bis 4 g pro Minute einstellt, die !lineargeschwindigkeit der Faser an der Stelle im Polymer strom, an welcher die Verminderung der Querschnitts*lache auf Grund des Festwerdens des Polymere aufhört;, auf 610 bis . 2 740 m pro Minute einstellt und quer zu jedem Polymörstrom einen Strom von Abschreckungsmedium alt einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 45 bis 180 m pro Minute an Polymerstrom leitet.

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   2«) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Abschreckungsmedium Luft, Stickstoff beziehungsweise . einen Dampf verwendet« ■ - ■

   3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Abschreckungsmedium ein solches, in welchem flüssige üJröpfchen vorliegen,, verwendet.

   4·.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß man die Spannung in den gesponnenen Fäden zur Erzeugung von

   M gekräuselten Fäden aufhebt. ^w

   5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die gesponnenen Fäden während beziehungsweise nach dem Entspannen hitzebehandelt.

   δ») Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, · ' daß man die gesponnenen Fäden vor des? Ausbildung der Kräuselung durch Aufheben der Spannung bei oder oberhalb der Raum« temperatur streckt. M

   7c) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyester Poly-(äthylenterephthalat) verwendete

   8o) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß Eau als Poly~{;(~olefin isotaktisehes Polypropylen verwendet.

   9.) Fadenförmige Materialien beziehungsweise Stapelfasern, dadurcl SelTeniiEjeichnov:, daß nie durch das Vcrfaliren nach Anspruch 1 bis 8 erzeugt worden sind.

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