DE1660484A1 - Verfahren zum gleichfoermigen Orientieren von synthetischen Faeden in Form von Kabeln oder Tauen mit grossem Titer - Google Patents

Description

FATENTANWXLTE DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 1660484 DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

telefon= 55547« 8000 MÖNCHEN 15,2C_D C^ctember 1966

TELEGRAMMErKARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

Ti» 12 736/56 13/Kc

Monaanto Q.omvan-.·'
3tο Louis,. Missouri (V,3toi_o)

Verfahren zum gleichförmigen Orientieren von synthetiscuen Fäden in Form von Kabeln Tauen-mit erobern Titer'.

Die Erfindung be2vieht sich auf ein Verfahren zur Ausführung der Orientierung von synthetischen Fäden in besonders gleichförmiger ;Veise. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Orientieren von synthetischen Fäden bei Verarbeitung in Form von Kabeln oder Tauen mit schwerem oder großem Titer aus im dichten Abstand voneinander vorlie~ genden Fäden„

In der US-PatentBchrift 2 465 3Ί9 ist die Herstellung von besonders brauchbaren Fasern oder Faden aus Polyäthylen— terexjhtnalat benchriebeiij wobei man ein Polymerisat Herstellt, das Polymerisat zur Bildung von im wesentlichen unorientierten Fäden schmeIzspinnt*· und die Fäden auf eine bleibende Zunahme

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in e'er -Lpr.^e streckt, um s^r.e, orientiert;'; ?"cer. od^r· race zu "sr-3'-?t-"r.o i.'s ist all:-^-e-.;eir_ cc--;.-^:it, iLa.? .'iS Street κ von aus 3;^rrt'^etif")Caen, or κ an ice Lp η icl;'L.eri-at"n -:^r Lüdet ti. Γ*", de η 3U -rin r mskrcmolek:: l-ron Gr..: ntierui-r; ir. LL'r-'.'-vric^tun.;; ler J?ad5n-.c^se flirrt, "i~- di~s durcii c.i- ^alrt.-jri.oti.'jcL.e Eör.t""fn-

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In der Text-ilij."J.Uo~r.i^a /L""¹ "^:i den vo^ ',';..'e-.9L.en ge— träuchliclien Streckarb.its^^.r-^en cd-r..: -v-;x-faLren di-ε C-orn oder Kabel über., zyiiD^n oder in S-r'-iarun^; rit erhitzten Cbes flachen, ζ„B₀ 'Stifte, Platten und -rliitzte jaszoncn ^ef'^rtj diese Arbeitsweisen erv;iesen· sich allgemein zum Gtre.cken von Textilgarnen und selbst von endlosen Padengarnen mit teetmiscaen Titerv/erten zufriedenstellende Jedoch er-.-insen sich die^e verschiedenen Verfahrensweisen e.ls nicht völlig zugriedenstellend für das Streckorientiereii von Kabeln oder Tauen von wesentlich größerem oder schwererem Titer, die beispielsweise insbesondere mit der Stapelfaserherstellung verbunden sindo Abgesehen von Überlegungen hinsichtlich der technisch und wirtschaftlich vorteilhaften Produktion, wrwies es sich bei der Produktion von Stapelprodukten insbesondere als Äwefekmäßig und erwünschenswert, mehrere Produk— tionsstunden aus einer Anzahl von Spinnmaechinen zu Kabeln mit einem Tite"¹ im Bereich von bis zu 2_{5x 10 zu vereinen und gleichzeitig diese kabelbildenden Fäden zu strecken»

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■Beim Versuch.,, die bisiaer bekenn en Streckver·!'anrcn -'.uf daa GtrecKoii vor. derartigen i^beln. oder 2auen ν cn starkem Titer ■ anzuwenden, \vurde föot f^.rfcellt „ i'i^ das EobeiEiati.rl-1 nich in cleicafvriiii^e^ _: -.ei.-e ^ef+recicb JM₅ α_οϊι« belieuire odor %illk^::rlicxie Lrn^en der -verecal de;.er. Fäden seilen :.\-.v:L· die otrackatuf^ irdt nerin-~:jr .cd^r ■-?..» keiner Orientieru.^-;:_o Dies "beruht darauf, da·? eia. -ri^iCiif''r^i^es und ausseiet-^". ic" Lrultne:! dir einzelnen, ein Eabel vca dieser u-rU3e* tildenlen

Jaden durch die gewöhnlichen KabelerliitZun^sarbeiuS-.veic.er- nica ersialt werden kann, wobei verschiedene -ä-nordr-ungen- uud Jlusbildun-TSf ox-Ken von erhitzten Cberf lachen -jllü.-' Zonen zur Anwendung- gelangen, -unildie daher in überwielendem Ausiaa.l auf d-?r 7/:irmeübertragung von Faden 211 Tader. beruheno De^-^eüiäß vvird unvermeidlich, ein un-jleicnf örciiges strecken iiif cl.-e \^rcn Te.-psi'aturänderiuu^en-r/cer. das Fadenbündel erhalten ο Außerdem ist aufgrund der häufigen, arnsthaiten Bcnv;anäun~ gen in ^ichti'gen'-ph^sikalischen'Sisenecb.afteii ein aus cverarliiiien unp-leicüf örmig orientierten Kaheln reseani-otenes Stapelfeseriaatei?ial besonders nachteilig und Mangelhaft, v;enn derartige Fasern für den Qebrauch bei der Herste "„lung von gefärbten Textilwaren vorgesehen sind, da sich teilweise orientierte oder ito. wesentlichen unox*ientierte Fasern oder Faserabschnitte auf wesentlich tiefere Farbtöne-färben als dievollötäncli'rer orientierten Teile und in den Text ilwar^n als Flecken von \3unKlerer Färbe erccheinen« SeXtil^nren, lie

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aus Stapelfasern mit keinem hohen Ordnungsgrad von Gleichförmigkeit in der Orientierung gebildet sind, weisen eine derartige Verteilung «oder Häufigkeit von .Färbefehlern auf, dag sie für viele sonst zugängliche Absatzgebiete unannehmbar sind.

Zur Erzielung der erforderlichen Gleichförmigkeit beim ■ Strecken von Kabeln oder Tauen von schwerem Titer erwies es sich daher in den meisten Fällen als notwendig, das Kabel in Form von verhältnismäßig dünnen, breiten, blatt- oder bahnenartigen Bündeln zu strecken, im Versuch, eine sonst unzulässige .Änderung zwischen den Fäden beim Aussetzen an den Einfluß von üblichen Erhitzungsmitteln auf ein Minimum zurückzuführen und die gleichförmige Berührung der einzelnen Fäden mit der Heiz- oder Wärmequelle zu fördern. Beim Versuch, die bei der Verarbeitung oder Behandlung von Kabeln oder Tauen von schweren oder starken Titerwerten erhältliche Produktionsleistung zu verwirklichen, wurde eine Anzahl von NaL·streckverfahren vorgeschlagen, die die Verwendung von Wasserdampf und wäßrigen oder anderen Badern aus inerten Medien umfassen, wobei diese Arbeitsweisen mit unterschiedlichen Erfolgsgraden hinsichtlich der"Erzielung* von gleichförmig gestreckten Kabeln oder Tauen technisch angewendet worden waren. Jedoch besitzen selbst die geeignetem und erwünschteren von diesen "Naß-Streck"-Verfahren bestimmte festgestellte Nachteile, wie z.B. die

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Notwendigkeit eines "beträchtlichen Ausmaßes an kostspieligen Hilfseinrichtungen (nämlich Behältern, Pumpen, Erhitzern, Filtern od.dgl«, große"teure Öfen, die zum Trocknen der naß-

Kehel .

behandelten c» notwendig sind und eine allgemein, einen großen Raum beanspruchende Maschine, um die verschiedenen Bäder und Walzensätze, die erforderlich sein können, aufzunehmen. Außerdem müssen auch die erfolgreichsten ITaßstreckarbeitsweisen mit der erforderlichen Rücksicht für die Kabelbündelkonfiguration ausgeführt werden; d.h. Kabel- oder Taumateralien von großem Titer (in der Größenordnung von 1 χ den und darüber) müssen in Form von verhältnismäßig breiten Bändern behandelt werden, damit die Kabeldichte ( gemessen in den je cm Bündelbreite) nicht jene Größe überschreitet, oberhalb welcher ein ungleichförmiges Erhitzen der einzelnen. Fäden unvermeidlich stattfindet, die zu einem ungleichförmigen Orientieren führt. Wenn beispielsweise die Behandlung eines Kabels.einer Größe in der Größenordnung von 2 χ Io den erwünscht ist, wurde festgestellt, daß das ungleichförmige Strecken unzulässige Ausmaße erreicht, wenn die Kabeldichte Ισο ooo den je cm übersteigt und daß das Kabelbündel in Form eines Bandes von wenigstens 5o,8 cm (2o inches) Breite gehalten werden muß. Offensichtlich könnten erhebliche Einsparungen bezüglich der Einrichtung· des Raumes und der Produktion verwirklicht werden, wenn entweder ein schmäleres Bündel oder ein Kabel mit einem stärkeren Titer zweckmäßig behandelt werden'könnte.

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Andererseits sind die verhältnismäßig billigeren und weniger Geräte oder Einrichtungen umfassenden, vorstehend beschriebenen, "Trockenstreck^uArbeitsvreisen entschieden mangelhaft hinsichtlich ihrer.Fähigkeit zur Erzeugung von gleichförmig orientierten Kabelmaterial von hohem Titer. Bestenfalls müssen Kabel oder Taue selbst von mittlerem oder mäßig starkem Titer gemäß den bekannten Trockenstreck-Ver- ' fahren in Form von übermäßig breiten Bandgestalten gehandhabt werden, damit die Dichte des Fadenbündels nicht jene Höhe übersteigt, die zu einem ungleichförmigen Erhitzen und demgemäß zu einem ungleichförmigen Strecken führt. Obgleich die Kabeldichte, welche den gebräuchlichen Trockenstreck-Arbeitsweisen Zugeführt werden kann, keiner genauen Definition unterliegt, würde gefunden, daß fadenartige Bündel mit einer Dichte im ungestreckten Zustand von 10 000 bis 15 000 den je 2,54 cm (je 1 inch) in zufriedenstellender Weise gestreckt werden können, während Fadenbündel mit einer Dichte von oberhalb etwa 35 000 den je 2,54 cm (je 1 inch) im ungestreckten Zustand nicht in gleichförmiger Weise gestreckt werden, wenn sie nach den gleichen Arbeitsweisen behandelt werden. Obgleich andererseits zufriedenstellende Ergebnisse bisweilen bei Anwendung der besser ausgearbeiteten NaßStreckarbeitsweisen, wie vorstehend angegeben, erhalten werden können, sind diese Behandlungsweisen durch hohe Einrichtungskosten und

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Verfahrenskomplikationen gekennzeichnet, wobei gleichzeitig Beschränkungen hinsichtlich des Bündeltiters je Einheit Breite und je Bundel<iuerschnittsausbildung vorhanden sind.

Im Hinblick auf die vorstehend geschilderten Irobleme und Überlegungen ist daher Aufgabe der Erfindung, die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zum Strecken von ^ im wesentlichen unorientiertem Kabelmaterial mit großem Titer, wobei die den gebräuchlichen Naßspinnarbeitsweisen anhaftenden Komplikationen nicht herangezogen werden müssen und keine Einbuße der Iroduktq^alität vorhanden ist. Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens, das zu einem gestreckten Kabel führt, das einen hohen Grad an Zwischenfadengleichförmigkeit in der Orientierung und demgemäß ein schwaches Auftreten von Änderungen in den Faser- oder Fadeneigenschaften, insbesondere hinsichtlich Änderungen in der Farbstoffaufnahmefähigkeit, aufweist. m

Gemäß der Erfindung werden die vorstehend geschilderten Zwecke bei der praktischen Ausführung eines Verfahrens erreicht, wobei ein Kabel von im wesentlich unorientierten synthetischen Fäden mit starkem Titer und hoher Dichte unter dem Einfluß eines dielektrischen Feldes streckorientiert wird. Insbesondere werden außerordentlich vorteilhafte Ergebnisse erhalten, indem man derartige Fäden in Form eines Kabels mit einer Dichte von oberhalb etwa 35 000 den je 2,54 cm (je linen) im ungestreckten Zustand, gemessen

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über die Breite des Kabelbündels, durch eine vorerwärmende und anfechtende Behandlungsstufe führt, beispielsweise einer Erwärmung auf eine Temperatur von 50 bis TOO C bei einem Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 3 $» unterwirft, anschließend das so angefeuchtete und vorerhitzte Kabel durch ein dielektrisches Feld führt, während es dem erwünschten Streckausmaß unterworfen ist, wobei das dielektrische Feld durch eine Frequenz von 1 bis 1200 Megahertz je Sekunde und eine Spannung von etwa 2000 bis 25000 Volt gekennzeichnet ist. Das Kabel wird in einer Weise behandelt, um eine maximale Gleichförmigkeit der Spannung auf jedem der einzelnen Fäden zu gewährleisten. Für eine größere Wirksamkeit oder Leistung und gleichförmigkeit im Aufheizungsausmaß ist das dielektrische Feld in der Weise errichtet, um eine ansteigende Feldintensität bei abnehmender Garnfeuchtigkeit während des Erhitzens zu ergeben. Wenn nämlich das Garn bei der Durchführung durch das dielektrische Feld erhitzt wird, erfährt es eine kontinuierliche Abnahme seiner Feuchtigkeit und demgemäß eine Abnahme in seinen dielektrischen Verlusteigenschaften, wodurch, wenn ein im wesentlichen gleichbleibendes Ausmaß an Wärmeentwicklung aufrechterhalten werden soll, eine zunehmende Feldintensität erforderlich wird. Ea wurde ferner gefunden, daß, wenn eine unerwünschte oder nachteilige Lichtbogenbildung über die das dielektrische

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Feld vorgebenden Elektroden vermieden werden soll bei der Behandlung von Garn mit erheblichen Mengen an Feuchtigkeit, die Elektroden ausreichend erhitzt sein sollen_a. um die Kondensation von dem aus dem erhitztön Garn austretenden Wasserdampf wenigstens in jenen stromaufwärts gelegenen Bereichen von höheren Garnfeuchtigkeitskonzentrationen zu vermeiden. Dies kann nach irgend einem von verschiedenen Wegen erreicht werden, beispielsweise durch Ausspulen des das dielektrische Feld umgebenden Raumes mit erhitzter frockener Luft oder einem anderen Gas und/oder durch das Anbringen von zusätzlichen oder HilfsStrahlungserhitzern in der die dielektrische Elektrodenanordnung einschlieüenden Kammer.

Bekanntlich umfaßt das dielektrische Erhitzen, das auch als elektromagnetisches Erhitzen bezeichnet wird, die Anwendung von elektrischer Eaargie von hoher Frequenz und hoher Spannung auf nichtmetallische Materialien,, Der normalerweise bei dielektrischen Erhitzungsvorgängen zur Anwendung gelangende Frequenzbereich kann von 1 bis 1200 Megahertz variieren; die an die Elektroden angelegten Spannungen sind normalerweise ίφ Bereich von 2000 bis 25000 Volt. Diese Werte sind für die derzeitige praktische Ausführung kennzeichnend und es soll damit nicht zum Ausdruck gebracht werden, daß höhere Frequenzen und Spannungen nicht ebenso gut zur Anwendung gelangen können«

Ein Hochfrequenzerhitzen ist nur in solchen Materialien möglich, die wenigstens mäßig molekular polar sind_e Polare Moleküle, besitzen ein Paar von elektrischen Ladungen von entgegengesetzter Polarität, sogenannte Dipole. Ein in ein konstantes elektrostatisches Feld eingebrachtes Dipolmolekül versucht s ich selbst mit dem Spannungsabfall φ des Feldes auszurichten. Diese Bewegung wird durch die Wechselwirkung des elektrischen Feldes und der Ladungsschwerpunkte oder Mittelpunkte des Moleküls erreicht, wodurch ein Ausrientungsdrehmoment, das sogenannte Dipolmoment, erzeugt wird. Molekülej denen diese 2ü.arität fehlt, werden durch ein hochfrequentes elektrostatisches Feld nicht beeinflußt. Bestimmte Moleküle werden, obgleich sie Dipole besitzen, ebenfalls durch das elektrische Feld wenig beeinflußt, da die Dipolmomente im **re sent liehen gleich und entgegengesetzt sind.Das dielektrische Erhitzen wird unter Anwendung von Ultrahochfrequenzen erreicht, die die Moleküle in einen stark erregten Zustand überführen, wobei infolge der molekularen Reibung eine innen erzeugte Värme erhalten wird. Die viskoseren.Materialien bieten einer derartigen molekularen Erregung oder Belegung einen höheren Widerstand und erfordern demgemäß eine größere Energieaufnähme, um die Temperatur auf eine gegebene Höhe zu steigern.

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Das zu erhitzende Material wird zv/ischen 2 Sätzen von Elektroden angeordnet, wovon der eine bei einem hohen Potential mit Bezug auf den anderen gehalten ist. Die so errichtete Hochpotentialkraft treibt das Hochfrequenzfeld durch das Material. Dieses Feld erzeugt beim Durchgang durch das Material einen hohen Grad an molekularer Bewegung über den Querschnitt hinweg, was zu einem gleichförmigen Temperaturanstieg in dem Material ohne Rücksicht auf dessen Wärmeleitfähigkeit führt, vorausgesetzt, daß die Masse eine gleiche Dichte und gleichen Feuchtigkeitsgehalt aufweist. Die Tatsache, daß die meisten nichtmetallischen Materialien schlechte Wärmeleiter sind, führt zu einem ungleichförmigen Erhitzen bsi Anwendung von gebräuchlichen Erhitzungsarbeitsweisen, wie Erhitzen durch Konvektion, Wärmeleitung oder Strahlung. Beim Erhitzen von Materialien einer bestimmten Dicke mit Hilfe eines derartigen Wärmeübertragungsmeehanismus, wird not\*endigerweise die Außenfläche "wesentlich rascher als die Innenbereiche erhitzt. Es ist somit ersichtlich, daß ein bei dielektrischem Erhitzen verwirklichter Hauptvorteil die Gleichförmigkeit in der Temperatur, die über die äußeren Stellen oder Extremitäten der Masse erhalten werden soll, darstellt, und es ist hauptsächlich auf diese Eigenschaft zurückzuführen, daß bei Anwendung in der hier beschriebenen Weise ein im wesentlichen Trockenstreckverfahren an Kabelmateria-

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lien von hoher Dichte und schwerem Titer "bei solchen Werten von Orientierungsgleichförmigkeit, wie sie bisher, nicht erzielt wurden, ausgeführt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend, anhand der Zeichnung näher erläutert, in welcher eine typische Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung beispielsweise gezeigt ist. :

Pig. 1 zeigt eine Gesamtansicht einer möglichen Anordnung für die Ausführung der Streckarbeitsgänge bei Kabeln von schwerem Titer gemäß der Erfindung, worin ein geeignetes Kabelbündel gebildet wird, durch eine Vorkonditionierkammer zur Erteilung der erwünschten Ausmaße von Temperatur- und Feuchtigkeitsgehalt geführt wird und das Kabel dann durch eine Zuführungs- und Streckwalzenanordnung geleitet wird, zwischen denen ein dielektrischer Erhitzungs* ofen eingefügt ist, worauf das Kabel in Spulenform od.dgl. mittels einer geeigneten Aufnahmeeinrichtung gesammelt wird. . -

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Elektrodenanordnung, die besonders brauchbare dielektrische Feldeigenschaften für die praktische Ausführung der Erfindung liefert,

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht in Richtung der Linie 3-3 von Fig. 2, welche die waagerechten und senkrechten Abstände der einzelnen fingerartigen Elektroden

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von der oberen eine hohe Spannung aufweisenden und der unteren eine niedrige Spannung aufweisenden Elektrodenanordnung darstellt.

Beim Spinnen von synthetischen Fasern oder Fäden, wie es'zur Zeit praktisch ausgeführt wird, ist es unmöglich, aus einer Spinnmaschine Kabelmaterialien von ausreichendem Titer für die Ermöglichung einer wirksamen Stapelfaserstreckung zu. spinnen. Demgemäß ist es notwendig, zahlreiche Enden von aufgesteckten Trommeln, Dosen oder Spulen zusammenzufachen, um den erwünschten Gesamttiter von wenigstens 35 000 zu erhalten, wobei dies eine Zahl darstellt, die von Überlegungen hinsichtlich der wirtschaftlichen Durchführbarkeit und nicht notwendigerweise der Arbeitsstufen bestimmt wird. So werden einzelne endlose Fadenbündel von einer Mehrzahl von Quellen gesammelt und durch eine zweckmäßige, eine gleichbleibende Spannung erteilende, Einrichtung (nicht gezeigt) geführt, um jeden der einzelnen Fäden auf ein gleichförmiges Ausmaß zu spannen, wie dies mit den derzeitigen Einrichtungen praktisch möglich ist. Eine unzulässige Änderung bei der einzelnen oder jeweiligen Fadenspannung führt bekanntlich zu . einem unannehmbaren Grad der Änderung in der Orientierung von einzelnen Fäden, gleichgültig, welche Vorteile bei einem besonderen Streckverfahren erhalten werden.

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Nach dem Durchgang durch die spannungsregelnde Einrichtung werden die einzelnen Fadenbündel zu verhältnismäßig flachem Kabel 10 mit schwerem oder großem Filter mittels einer Führungsstange 12 oder dgl. zusammengeführt. Das so gebildete Kabel kann dann durch eine Vorkonditionierkammer 14 geführt werden, in welcher die erwünschten Bedingungen von Kabeltemperatur und Feuchtigkeitsgehalt eingestellt und gleichförmig in Längsrichtung des zu behandeln-

™ den Kabels beibehalten werden.

Als Anfeuchtungsmittel wird normalerweise aus wirtschaftlichen Überlegungen Wasser verwendet; es können jedoch viele andere polare Flüssigkeitsmedien, z.B. Glykole, Alkohole von niedrigem Molekulargewicht und polare Appreturoder Ausrüstungsmittel, zur Anwendung gelangen. Die ^ugabe eines polaren Anfeuchtungsmittels bewirkt eine Steigerung des sonst niedrigen Dielektrizitätsverlustfaktors, der für Polyesterkabel charakteristisch ist. Der Verlust-

fe faktor ist ein Maß für die Fähigkeit eines gegebenen Materials unter gegebenen Bedingungen, die dielektrische Energie zu absorbieren, die dabei in innerlich erzeugte Wärmeenergie umgewandelt wird, wodurch ein Anstieg in der Temperatur erhalten wird. Obgleich das Streckverfahren gemäß der Erfindung ohne Steigerung des dielektrischen Verlustfaktors mit Hilfe von polaren Feuchtigkeitskonditioniermitteln ausgeführt werden kann, wurde gefunden, daß die dabei der Streckgeschwindigkeit und dem Streckaüamaß auferlegten Beschränkungen normalerweise maßgebend überwiegen, wenn die Produktions«

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kosten einen signifilaiten Faktor darstellen* In ähnlicher Weise kann das Verfahren gemäß der Erfindung ohne die Vorteile ausgeführt werden, die durch das Vorheritzen des ■Kabels erhalten werden, jedoch mit ähnlichen Folgeerscheinungen.

Wie in fig. 1 schematisch dargestellt ist, kann das Vorerhitzen und Anfeuchten in einem einzigen Vorgang durch die Zuführung einer erhitzten polaren Flüssigkeit unter Druck durch einen Einlaß 16, die innerhalb der Vorkonditionierkammer Ή zerstäubt oder verdampft werden kann, um gleichförmig auf die einzelnen Fäden eines geeigneten sich nach auiaen erweiternden Kabelbündels abgeschieden zu werden, ausgeführt werden. Eine Abzugsleitung 18 ist mit den unteren Bereichen der Kammer 14 verbunden, um jegliches Anfeuehtungsmittjel., das kondensiert wurde, abzuführen und im Kreislauf zurückzuführen.

Für einen gegebenen Stand von dielektrischen Feldbedingungen werden die Verweilzeit des Kabels innerhalb der Kammer 14 und die Menge und die Temperatur des diesem zugeführten Anfeuchtungsmittels hauptsächlich durch die dielektrischen Eigenschaften der Faser- oder Fadenzusamrnensetzung bestimmt und so eingestellt, um dem Kabel beim Verlassen der Kammer durch den Ausgang 20 eine Temperatur und einen Feuchtigkeitsgehalt zu erteilen, welche optimale Behandlungsgeschwindigkeiten und Betriebsleistungsfähigkeit ergeben.

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Der Feuchtigkeitsgehalt und die Kabeltemp'eratur "beim Ein-"bri"fe"t in einen Ofen 24 lcann über einen groüen Bereich in Abhängigkeit von solchen Faktoren, wie dielektrische ]?el&eigenscliaften, die dielektrischen Eigenschaften der Faserzusammensetzung, Behandlungsgeschwindigkeit, Streckausmaß, Größe des Kabelbündels und der Menge der erwünschten Restfeuchtigkeit, falls vorhanden, variiert werden, wie dies durch bestimmte Nachbehandlungen, beispielsweise Waschen, Kräuseln und Ausrüsten, vorgeschrieben werden kann. Es wurde festgestellt, daß jeder Versuch, bei übermäßigen Feuchtigkeitsmengen zu arbeiten, d.h. bei solchen, oberhalb welcher keine merkliche Zunahme im Wärmeaufnahmeausmaß oder in der Aufheizgeschwindigkeit verwirklicht wird, zu einem unangemessenen Ausmaß von lediglich zur Verdampfung derartiger überschüssiger Feuchtigkeitsmengen sowie zum Niederschlagen des Lichtbogens, zwischen den Elektroden absorbierter dielektrischer Energie führt, wodurch ernsthafte Kabelfefiler erhalten werden. Der Häuptzweck der Feuchtigkeitskühditionierung besteht in der Steigerung der Bielektrizitätskonstante des Kabels, um dadurch eine rasche Aufheizung auf Strecktemperatur zu ergeben, und soll daher nicht jene Höhe überschreiten, oberhalb welcher die absor- ■ bierte Energie durch Verdampfung jegliche Zunahme in der Geschwindigkeit des Aufheizens zunichte macht»

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Beispielsweise wurde bei Kabeln aus Polyethylenterephthalat gefunden, daß ein Feuchtigkeitsgehalt von etwa 6-12 Gew.-$, "bezogen auf das Kabel, zu optimalen Ergebnissen führt, wobei Feuchtigkeitsmengen über diesem Bereich eine unverhältnismäßige Menge an dielektrischer Energie absorbieren und eine oder alle zwei verhältnismäßig lange Elektrodenanordnungen und hohe Feldspannungen erfordern, wenn es erwünscht ist, das Kabel aus dem Streckvorgang in verhältnismäßig trockenem Zustand, d.h. unterhalb 0,5 9» Feuchtigkeit, abzuziehen. Andererseits führt ein Feuchtigkeitsgehalt beim Eintreten von unterhalb 6 $ zu einer Abnahme der Aufheizgeschwindigkeiten bis zu dem*Punkt, daß bei Mengenwerten von unterhalb 3 <fo die Streckgeschwindigkeit und die Streckverhältnisse, die für die Beibehaltung einer gleichförmigen Streckorientierung erforderlich sind, zu niedrig sind, um die normalerweise erwünschten Durohsatzgeschwindigkeiten und Orientierungsausmaße zu erhalten. Ein Versuch zur Erhöhung des Durchsatzes auf gebräuchliche Geschwindigkeiten beim Arbeiten mit derartig niedrigen Feuchtigkeitsmengen führt zu sporadischen oder einzelnen Verschiebungen des Streckpunktes gegen die Streckwalze; Während eine■Zunahme auf Streckausmaße, die zur Erteilung sogar von gebräuchlichen Ausmaßen an Orientierung notwendig sind,zu einer Wanderung des Streckpunktes gegen die Zuführungswalze führt, wobei die Wanderung in jeder Rich-

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tung durch eine sporadische Schwankung gekennzeichnet ist, wodurch willkürliche Orientierungswerte in Längsrichtung des Kabels erhalten werden. Es wurde daher festgestellt, daß, wenn übliche Streckgeschwindigkeiten und -Verhältnisse angenommen werden sollen, ein Polyäthylenterephthalatkabel in die dielektrisch erhitzte Streckzone bei einer Temperatur von oberhalb etwa 50° C und mit 3 ί° Feuchtigkeit, wobei eine Höhe von oberhalb 6 fo bevorzugt wird, eingeführt werden muß. Ein Feuchtigkeitsgehalt von oberhalb 12 $ soll nicht zugelassen werden,, wenn es,erwünscht ist, das Kabel in verhältnismäßig trockenem Zustand abzuziehen; der Eintrittsfeüchtigkeitsgehalt kann jedoch bis zu 30 ?S variieren, wenn es erwünscht ist, das Kabel weiteren Behändlungsstufen im angefeuchteten Zustand zuzuführen. Bei Konzentrationen oberhalb 30 $ werden jedoch derartige Mengen unerwünscht und nachteilig infolge der durch Verdampfung und damit verbundenen Lidibogenbildung absorbierten Energien.

Das auf diese Weise vorkonditionierte Kabel wird mittels einer Zuführungswalzenanordnung 22 aus der Kammer 14-abgezogen, wobei diese- Walzenanordnung ein Paar von schräg angeordneten Walzen, *ie vorzugsweise bei oder in Nähe der

des Kabels
Temperatur gehalten werden, umfassen kann» Das Kabel geht durch den dielektrischen Ofen, um in Eingriff mit der Streckwalzenanordnung 26 zu gelangen, deren. Umfangsgeschwindigkeit bei einem gleichbleibenden Unterschied oberhalb

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derjenigen der Zuführungswalζenanordnung 22 gehalten wird, um dadurch den erwünschten Grad an Dehnung und demzufolge an Orientierung dem Kaber zu erteilen, wenn dieses innerhalb des Ofens 24 auf Strecktemperatur erhitzt istο Beim Verlassen der Streckwalzenanordnung kann das Kabel durdh eine geeignete Führung 28 und dann zur weiteren Behandlung oder^Verarbeitung oder durch eine Querführung 50 zu einer Aufnahmewalze 32 geführt werden.

Mit Bezug auf die nähere Beschreibung des dielektrischen Ofens 24 ist die Elektrodenreihe in einem Gehäuse 34 eingeschlossen, dessen Innenoberfläche mit einem geeigneten metallischen Schutzüberzug 38 ausgestattet ist, um benachbarte Einrichtungsteile vor elektrischen Störungen aufgrund der angewendeten Hadiohochfrequenzen zu schützen.

Eine Leitung 40 ist mit dem stromaufwärts gelegenen Bereich des Ofeninneren verbunden, um einen kontinuierlichen Strom von erhitztem,- relativ trockenem Gas, beispielsweise aus einem Heizgebläse 42, zuzuführen, wobei der Strom aus de:n stromabwärts gelegenen Bereich des Ofeninneren durch eine Auslaßöffnung 44 abgegeben wird. Auf diese Weise wird der die Elektrodenanordnung umgebende Raum konstant mit einem trockenen erhitzten Gas durchgespült, um die Kondensation von dem sich verflüchtigenden polaren Anfeuchtungsraittel beim Erhitzen des Kabels zu verzögern. Auf diese Weise kann ein sehr feuchtes Kabel ohne' die Erzeugung derartiger Feuchtigkeitskonzentrationen in Höhe der Elektroden

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behandelt werden, die zu einer Kondensation daran und demgemäß zu einer Bogenbildung zwischen den Elektroden und zu einem Brennen oder Schmelzen des Kabels/führen. Ein derartiger Ausfeg- oder Spülvorgang besitzt auch den Vorteil der Beibehaltung einer gleichförmigen Temperatur durch das Ofeninnere. Erwünschtenfalls kann die Erhitzungswirkung des Spülgases mittels zusätzlichen oder Hilfsstrah-

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lungserhitzern (nicht gezeigt) unterstützt werden-, die in Längsrichtung des Ofeninneren angebracht sein können» Wie gezeigt, kann die Elektrodenanordnung innerhalb des Ofens mit Hilfe von".geeigneten isolierten Befestigungsstiften 46 angebracht sein, die zur elektrischen Isolierung der Elektroden von dem Gehäuse 34 dienen. Leiter von hoher Kapazität 48 verbinden die oberen und unteren Elektrodenanordnungen mit einem gebräuchlichen dielektrischen Generator (nicht gezeigt). Da die Einzelheiten des dielektrischen Generators keinen Teil der Erfindung darstellen und allgemein bekannt sind, wird darüber keine ausführliche Erläuterung gegeben. Es können viele Generatoren von üblicher Ausbildung bei der praktischen Ausführung der Erfindung und in vorteilhafter Weise zur Anwendung gelangen, sofern sie geeignet sind, eine J?eldfrequenz von 1 bis 300 Megahertz bei etwa 2000 bis 25000 Volt zu ergeben.

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Zur ausführlicheren Erläuterung der Ausbildung der Elektrodenanordnung für sich wird auf die Figuren 2 und 3 Bezug genommen, gemäß welchen die Anordnung eine obere Hochspannungselektrodenanordnung 50 und eine untere Elektrodenanordnung 52 von niedriger Spannung umfaßt, die zusammen die gesamte Elektrodenreihe, die allgemein mit 54 bezeichnet ist, umfassen* Die oberen und unteren Elektrodenanordnungen, die von gleichem Aufbau sind und gleiche Elektrodenabstände aufweisen, umfassen eine Sammelschiene 56, die an jedem.Ende innerhalb des Ofens durch die vorstehend beschriebenen isolierten Stifte 46 getragen werden. "Von jeder Sammelschiene erstreckt sich eine Mehrzahl von Elektrodenfingern von gleicher Länge und in abnehmendem Abstand bei Betrachtung von links nach rechts in den Figuren 2 und 3 (wobei auch das Kabel sich von links nach rechts bewegt). Die Elektrodenlänge und demzufolge die Kapazität kann gemäß der Streckgeschwindigkeit und der in dem fertig gestreckten Kabel erwünschten prozentualen Feuchtigkeitsmenge variiert werden. Der Abstand zwischen der oberen Elektrodenanordnung 50 von hoher Spannung und der unteren, geerdeten Elektrodenanordnung 52, der durch die mit G in Fig. 3 bezeichneten Lücke angegeben ist, ist von der Dicke des zu behandelnden Kabele abhängig, wobei zweckmäßig dieser senkrechte Elektrodenabstand oder die senkrechte Elektrodenlücke solche Abmessungen aufweist, daß das Kabel in Berührung sowohl mit den oberen als auch

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den unteren Fingern 58, 58' hindurchgeht. Wenn vorgesehen ist, daß Kabel mit variierender Dicke behandelt werden, erweist es sich als zweckmäßig, die eine oder beide Elektrodenanordnungen so anzubringen, daß die senkrechte Lücke G eingestellt werden kann, wodurch irgend eine Luftlücke zwischen den jeweiligen Fingern und der Kabeloberfläche auf ein Minimum gehalten wird. Übermäßige Luftspalte oder -lücken zwischen der Kabeloberfläche und den Elektrodenfingern erniedrigen die Dielektrizitätskonstante zwischen den Fingern und erfordern bei einem gegebenen Ausmaß an Aufheizung die Zuführung einer höheren Energiemenge und4)ewirken demgemäß einen Verlust in der Betriebsleistung.

Wie am besten aus Figo 2 ersichtlich ist, nimmt der Abstand ve» zwischen jedem Elektrodenfinger 58, 58* von beide¹ Anordnungen von einem Maximum bei dem Kabeleinführungsende (linkes Ende bei Betrachtung von Fig· 2) ab„ Dieser Elektrodenfingerabstand, der in Pig, 5 mit C bezeichnet ist, nigmt systematisch ab, bis er am Ende der Kabelfortführung oder am Kabelaustrittsende g ziemlich klein wird« Es wurde gefunden, daß eine derartige Anordnung ein dielektrisches f Feld von erhöhter Intensität beim Fortschreiten stromabwärts in Richtung des Kabelweges liefert, was ein Hauptmerkmal bei dielektrischen Streckarbeitegängen darstellt, wobei polare Anfeuchtungsmittel zur Beschleunigung der Aufheizgeschwindigkeit zur Anwendung gelangen» i)_oh_o ein in das

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stromaufwärts gelegene Ende der Elektrodenanordnung eintretendes, sehr feuchtes KaTDeI besitzt einen höheren Dielektrizitätsverlustfaktor als das verhältnismäßig trockenere Kabel, das durch das stromabwärts gelegende Ende der Anordnung durchgeht; daher kann ein gleichförmiges Aufheizausmaß durch die dielektrisch erhitzte Zone hindurch durch Steigerung der Feldintensität, wenn die Feuchtigkeitskonzentration des Kabels während des Aufheizens abnimmt, aufrechterhalten werden, wobei eine derartige Steigerung der Feldintensität am zweckmäßigsten durch die Verringerung de» Elektrodenfingerabstandes, wie vorstehend eben beschrieben, erreicht wird.

■^in weiterer Vorteil, der bei dieser Elektrodenabstand sanordnung gefunden wird, beruht auf der Tatsache, daß in den Bereichen von höherer Feuchtigkeit die Neigung (propensities) zur Bogenbildung bei einem Maximum istj d.h. die Schwelle, oberhalb welcher die Elektrodenliehtbogenbildung auftreten kann, ist im stromaufwärts gelegenen Ende der Elektrodenanordnung niedriger als im stromabwärts gelegenen Ende· Daher kann gegen das stromabwärts gelegende Ende eine höhere Feldintensität aufgenommen werden, in welchem niedrigere Feuchtigkeitskonzentrationen vorhanden sind* Diese Überlegung schließt sich sehr glatt an diejenige an, die sich aus der Beobachtung ergibt, daß die Feldintensität angMftht· von abnehmendem Feuchtigkeitsgehalt erhöht

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werden muß , wenn eine im wesentlichen konstante Aufheiigeschwindigkeit oder ein im wesentlichen gleichbleibendes Aufheizausmaß beibehalten werden wolle

Die äußeren Enden der Elektrodenfinger 58, 58* der oberen und unteren Elektrodenreihen oder -anordnungen sind φ so angeordnet, daß sie sich in einem Ausmaß von wenigstens der Breite des zu behandelnden Kabels überlappen, wie dies in Fig_# 2 gezeigt ist_o Jedoch soll diese Überlappung möglichst klein gehalten werden, um eine maximale Spannungsdichte im Bereich zu ergeben, der von jedem Paar von oberen und unteren Fingern versorgt wird, Wenn die Masse und demgemäß die Breite des Kabels zunimmt, wird notwendigerweise die Überlappung vergrößert, um eine Angleichung auf diese Breite zu erhalten, und wenn die Aufheizgeschwindxgkeit beibehalten werden soll, so muß die Spannung demgemäß erhöht werden, um eine gegebene Feldintensität aufrecht-zuerhalten. Es ist daher ersichtlich, daß, wenn die Behandlung von Kabeln von variierendem Titer in Betracht gezogen ist, entwe/ider eine oder Beide von den oberen und unteren Elektrodenanordnungen so angebracht sein sollen, um innerhalb der Ebene gemäß Figo 2 regelbar zu sein, un dadurch die Überlapp^ung der

auf jenes Minimum
Elektrodenfinger ee/einzustellen oder zu regeln, das für die Breite des zu behandelnden Kabels geeignet, ist»

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Offensichtlich wird die Länge der Elektrodenanordnung u„a₀ von dem zu behandelnden Material, der Streckgeschwindigkeit und dem Streckausmaß, der Gehalt an' polarer flüssigkeit und dem Elektrodenabstand sowohl in waagerechter als auch in senkrechter Richtung bestimmt«,

Es wurde gefunden, daß das Strecken von Kabeln oder Tauen von starkem Titer während des dielektrisch erzeugten Erhitzens insbesondere im Fal}. von Polyäthylenterephthalat aufgrund der Tatsache vorteilhaft ist, daß innerhalb dessen optimalen Strecktemperaturbereichs von 90 bis 100 C dessen dielektrischer Verlustfaktor sich einem Maximum nähert, wodruch, wenn das Kabel auf Strecktemperatur erhitzt ist, die Leistung der Wärmeumwandlung für eine gegebene Zuführung von dielektrischer Energie zunimmt.

Die Erfindung wird nachstehend· anhand von Beispielen näher erläuterte

Beispiel 1

In diesem Beispiel wird die praktische Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung in Abwesenheit irgendeiner Vorkonditionierung des Kabels, d_eh« wobei das Kabel bei Raumbedingungen von 65^ relativer Feuchtigkeit bei einer Temperatur von 22⁰O gestreckt wurde, beschrieben» Unter diesen verhältnismäßig trockenen Bedingungen wurde eine ElektrodenanBD#nung mit gleichförmigem Abstand angewendet»

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Spulen von fri^sch gesponnenem, endlosem Polyesterfadengarn aus mehreren Spinnansätzen wurden auf ein Spulenaufsteckgatter aufgesteckt, von wo die Spulengaraenden zu einem vereinten Kaberbündel mit einem Gesamttiter von 70 000 den zusammengefacht wurden. Nach dem Fachen wurde das Kabel zu einer konstanten Spannungseinrichtung fortgeführt, um zu erleichtern, daß die Fäden des Kabelbündels unter eine fast gleichförmige Spannung, wie dies praktisch möglich ist, gebrach* werden.

Aus dieser Spannungseinrichtung wurde das KabelSündel zu eine» Paar von Zuführungswalzen fortbewegt, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 3,34 m/Minute (11 fpm.) betrieben wurden«. Die Zuführungswälzen waren so angeordnet, daß eine Walze mit Bezug auf die andere verkaniet war, um darauf ausreichende Wicklungen des Kabels zu ermöglichen und einen Schlupf während des Streckens zu verhindern« In diesem Beispiel wrwiesen sich 8 Wicklungen als ausreichend.

Von den Zuführungswalzen wurde das Kabel dem dielektrischen Ofen zugeführt, durch die dielektrische Zelle geleitet und heraus zu einem Paar von Streckwalzen weiterbe— wegt, von denen eine Walze mit Bezug auf die andere verkantet war, worauf 8 Wicklungen des Kabels gebildet wu den. Sb Streckwalzen wurden mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 16g35 m/Minute (54,5 fp*u) betrieben. Der zwischen den Züführungswalzen und den Streckwalzen bestehende Geschwindigkeit sunt erschied lieferte ein Streckverhältnis von 4,95s1 β

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Von den StreiSkwalzen wurde das gestreckte Kabel einer gebräuchlichen Aufnahme einrichtung zügeführt, auf A^elcher das gestreckte Kabel in Wickelform auf einer Spule für die nachfolgende Verarbeitung zu Stapelgarn gesammelt wird.

Die zur Anwendung gelangende dielektrische Zelle bestand aus einem Paar von vielfingrigen Elektroden, die auf einer Hochspannungs- und auf einer geerdeten Sammelschiene befestigt waren» Die Elektroden der Zelle waren in einer versetzten, parallelen, überlappenden Anordnung in ausreichendem Abstand angeordnet, um den Durchgang des Kabelbündels mit einem Titer von 7ο ooo den mit einer tangentialen Berührung zwischen dem Kabel und den Elektroden zu ermöglichen. Auf jeder Sammelschiene sind 37 Fingerelektroden in einem Mittelpunktsabstand von etwa 1,27 £m (l/2 inch.) befestigt. Diese Elektroden besaßen einen Durchmesser von etwa ο,635 cm (l/4 inch).

Unter Anwendung dieser Zelle wurde das Kabelbündel einer gleichförmig intensiven dielektrischen Feldstärke von etwa 85oo Volt je 2,54 cm (per 1 inch) bei einer angelegten Spannung von 3ooo Volt und einer Frequenz von 27 Mega-Hertz unterworfen (die Feldintensität wird berechnet, indem man den Spannungsabfall über die Elektroden durch den zwischen benachbarten Elektroden hoher Spannung und geerdeten Elektroden bestehenden Abstand di Vidiert). Im vorliegenden Fall betrug dieser Abstand etwa 0,889 cm (o,35 inches).

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Innerhalb des Bereichs der Zelle wurde das Kabelbündel gleichförmig durch seine Masse hindurch auf eine Strecktemperatur von So G erhitzt,

Nach dem Strecken wurde das Kabel zu Stäpelprohen geschnitten und untersucht, um seine physikalischen Eigenschaften und den Grad der Anfärbungsgleichförmigkeit zu bestimmen. Diese Versuche zeigten, daß das gestreckte Stapelmaterial einen Fadentiter von 1,91 den, eine Festigkeit von 6,55 g/den, eine Dehnung von 32,1 $, einen Modul von Ho g/den und eine durchschnittliche Fehlerzahl von dunklerer Färbung je loo Fäden (grains) des Stapelgarns von 45 besaß. ·

Die Fehlerzahl mit dunklerer Färbung wird in diesem Beispiel gemäß einer Arbeitsweise bestimmt, bei welcher eine Probe aus gestrecktem Stapelmaterial durch Kräuseln von etwa loo g gestrecktem Kabel zur Erteilung von Io Kräuselungen je 2,54 cm (per inch) hergestellt wird* Das gekräuselte Kabel wird dann abgebunden (skiened) und in einen Heißluftofen eingebracht und während 9 Minuten bei 145°C erhitzt. Das hitzeverfestigte Kabel wird dann in Stapellängen von etwa 2,54 - 3,81 (l - 1,5 inches) geschnitten und gefärbt,, (wobei in den vorliegenden Beispielen als Farbstoff Gelliton fast blue AF verwendet wurde). Das gefärbte Stapelmaterial wurde dann von Hand kardiert

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um Verfilzungen zu entfernen und das Stapelbündel zu öffnen,, Willkürliche proben werden dann aus dem Bündel entnommen, auf eine Genauigkeit von ο,οοΐ g gewogen und ausgebreitet, um die dunkel gefärbten Fasern zu zählen. Diese Zahl je gegebenes Gewicht der Probe wird dann in eine durchschnittliche Zahl je loo Fäden übergeführt, wobei 6,48 g etwa loo Fäden (grains) entsprechen.

Beispiel 2

Dieses Beispiel erläutert das Verfahren gemäß der Erfindung unter Anwendung eines polaren Anföuchtungsmittels bei Raumtemperatur, wobei ein graduierter Elektrodenabstand zur Anwendung gelangte.

Ein endloses Kabelbündel aus Polyesterfäden mit einem Gesamttiter von 63 ooo wurde wie vorstehend in Beispiel 1 beschrieben zusammengefacht. Aus der konstanten Spannungseinrichtung wurde das Kabel durch eine Vorkonditionierkammer geführt, in welcher Wasser bei einer Temperatur von lo° C als Dunst über das Kabel gesprüht wurde. Das Kabel verließ die Vorkonditionierkammer nach einem Verweilen darin während 2,5 Sekunden mit einer Feuchtigkeitskonzentration von 7,5#» bezogen auf das Gewicht des trockenen Kabels«

Das angefeuchtete Kabel wurde dann durch die Zuführungswalzen der gleichen Ausbildungsform, wie in Beispiel 1

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beschrieben, vorwärtsbewegt, die mit einer ümfangsgesehwin-; ■-,. digkeit von etwa 22,3 m je Minute (74,4 fpm.) betrieben wurden» Aus den Zuführungswalzen wurde das Kabel in den dielektrischen Ofen und die darin eingeschlossene dielektrische Zelle fortbewegt, in welcher das Kabel auf eine gleichförmige Temperatur von Soi C mittels der zugeführten dielektrischen Energie gebracht wurde, um das gleichförmige Strecken zu erleichtern. Während das Kabel unter dem Einfluß des dielektrischen Feldes war, wurde es gleichzeitig einer durch ein Paar von Streckwalzen, wie in Beispiel 1, ausgeübten Streckung unterworfen, wobei die Streckwalzen mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 96 m je Minute (32o fpm.) betrieben wurden. Der Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Zuführungs- und Streckwalzen ergab ein Streckverhältnis von 4j3 : 1. Aus den Streckwalzen wurde das gestreckte Kabel einer gebräuchlichen Aufnahmewicklungseinrichtung zugeführt und auf einer Spule für das nachfolgende Schneiden zu Stapelgarn aufgewickelt. Die zur Anwendung gelangende dielektrische Zelle besaß eine Länge von etwa Io7 cm (42 inches), wo bei die Elektrodenfinger in einem parallelen und überlappen den Abstandsverhältnis angeordnet waren, um den Kabeldurch gang zu schaffen. Die Finger waren etwa 2,54 cm (1 inch) überlappt, um diese Kabelgröße aufzunehmen. Die Pingerelektroden besaßen einen Durchmesser von etwa 1,27 cm (1/2 inch)

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und waren- in Längsrichtung der Zelle durch einen stetig abnehmenden Mittelpunktsabstand so voneinander getrennt, daß der weiteste Elektrodenabstand am Kabeleintrittsende zu der Zelle und der engste Elektrodenabstand am Kabelaustrittsende von der Zelle vorhanden waren. Wie vorstehend ausgeführt, ergibt diese Elektrodenanordnung eine zunehmende Feldstärke, die auf das Kabel bei seinem Fortschreiten durch die. Zelle angelegt werden soll»

Eine Spannung von 3ooo Volt bei einer Frequenz von 27 Mega-Hertz wurde auf die Zellenelektroden angelegte Diese Spannung lieferte eine Feldintensität, die von etwa 185o Volt Je 2,54 cm am Kabeleintritt zu der Zelle bis zu 375o Volt je 2,54 cm am Kabelaustrittsende von der Zelle variiert wird.

Nach dem Strecken wurde das Kabel auf Stapellängei geschnitten und geprüft, wobei festgestellt wurde, daß der gestreckte Titer 1,52 den je Faden war und die Probe eine Festigkeit von 5,51 g je den, eine Dehnung von 49,8 °ß>, einen Modul von 45 g je den und eine durchschnittliche Fehlerzahl mit dunklerer Färbung je loo Fäden des Stapels (loo grains) von 9 besaß. Der Feuchtigkeitsgehalt des gestreckten Kabels war niedriger als o,5 i°* Es wurde gefunden, daß die spezifische Doppelbrechung dieser Proben o,188 betrug, wodurch ein hoher Orientierungsgrad angezeigt wurde.

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Beispiel 3

In diesem Beispiel wurde das Kabel durch Anfeuchten bei einer erhöhten Temperatur vorkönditioniert. Endlose Polyesterfadengarne wurden, wie in Beispiel 1, zusammengefacht, um ein Kabel mit einem Gesamttiter von 9o ooo den zu erzielen.. Das Kabel wurde von der Kabelbündel formenden Führung einer konstanten Spannungseinrichtung zugeführt und von dort zu einer Vorkonditionierkammer weitergeleitet, in welcher das Kabel einem Sprühstrahl von Wasserdunst mit einer Temperatur von 5o°C unterworfen wurde. Das aus der Vorkonditionierkammer nach einer Verweilzeit von 1,7 Sekunden austretende Kabel besaß eine Feuchtigkeitskonzentration von 9$, bezogen auf das Gewicht des trockenen Kabels.

Das vorkonditionierte Kabel, wurde anschließend mittels Zuführungswalzen durch den dielektrischen Ofen den Streckwalzen zugeführt und von dort zu einer gebräuchlichen Aufnahmewicklungseinrichtung für die Wickelbildung auf einer Spule für die spätere Weiterverarbeitung zu Stapelgarn. Diese Einrichtung war insgesamt mit derjenigen von Beispiel 2 identisch. Die Zuführungswalzen wurden mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 22,92 m je Minute (76,4 fpm.) und die Streckwalzen mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 96 m je Minute (32o fpm.) betrieben, um ein Streckverhältnis von 4,2 : 1 zu ergeben« Die dielektrische Zelle wurde bei der

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gleichen Spannung und Frequenz wie diejenige in Beispiel 2 "betrieben. Der dielektrische Ofen wurde bei einer Umgebungstemperatur von 9o° C betriebene Der Feuchtigkeitsgehalt des gestreckten Kabels wurde gemessen und betrug o,3 Gew.^.

Nach dem Strecken wurde das Kabel zu Stapelgarn geschnitten und auf seine physikalischen Eigenschaften geprüft. Es wurde gefunden, daß es einen Titer von 1,55 den je Faden, eine Festigkeit von 5,7 g/den, eine Dehnung von 44,o$, w einen Modul von 46 g/den und eine durchschnittliche Anzahl von Dunkelfarbstellen je loo Faden des Stapels von 2o besaß. Die spezifische Doppelbrechung dieser Proben wurde gemessen und betrug o,19o«,

Beispiel 4

Spulen aus frischgesponnenem endlosen Polyhexamethylenadipamid-Fadengarn (Nylon 66) aus mehreren Spinnansätzen wurden auf ein Spulenaufsteckgatter aufgesteckt und zu einem ^i einzigen Kabelbündel mit einem Gesamttiter von 4o ooo zusammengefacht. Nach dem Fachen des Kabels wurde dieses einer konstanten Spannungseinrichtung zugeführt,·um eine möglichst gleichbleibende Spannung jedem Faden des Kabels zu erteilen.

Aus der Spannungseinrichtung wurde das Kabelbündel durch ein Paar von Zuführungswalzen, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 9,3 m/Minute (31 fpm.) betrieben wurden, weiterbewegt. Die Zuführungswalzen waren, wie in Beispiel 1

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beschrieben, angeordnet.

Aus den Zuführungswalzen wurde das Kabel zu dem dielektrischen Ofen durch die darin vorhandene dielektrische Zelle und daraus zu einem Paar von Streckwalzen weitergeleitet, die mit einer Geschwindigkeit von etwa 37,5 m je Minute (125 fpm·) betrieben wurden. Der zwischen den Zuführungswalzen und den Streckwalzen bestehende Geschwindigkeitsunterschied lieferte ein Streckverhältnis von 4,ο : 1„ Aus den Streckwalzen wurde das gestreckte Kabel in Form eines Wickels auf einer Spule mittels einer gebräuchlichen Aufnahmeeinrichtung für die nachfolgende Verarbeitung für Stapelgarn aufgenommen.

Die dielektrische Zelle, die angelegte Spannung, Frequenz und .Feldintensität waren die gleichen, wie sie in. Beispiel 1 beschrieben wurden.

Die physikalische Untersuchung des gestritten Kabels ergab eine Festigkeit von 5,12 g/den, eine Dehnung von 26,9$» einen Modul von 35 g/den, eine Dichte von 1,145 g/cm und eine Doppelbrechung von o,523 (gegenüber o,o6o für normalerweise gestrecktes Polyamidgarn (Nylon 66))· Dies zeigt, daß das Kabel nicht vollständig orientiert war»

Beispiel 5.

Eine Spule aus 84o/l4o Polyhexamethylenadipamid-Fadengarn (Nylon 66) (Heifencordgarn - tire yarn) wurde In gleicher Weist wie das Kabel von Beispiel 4 mit der Abänderung behandelt,

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daß in das dielektrische Feld zur örtlichen Festlegung des Streckpunktes ein Streckstift eingebracht war. TJm den Streckstift wurde eine Wicklung des Garnes gebildet. Die Zuführungswalzen wurden mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 5,88 m je Minute (19,61-fpm.) und die Streckwalzen mit einer Umfangsgeschwindigkeit von et\va 37,5 m je Minute (125 fpm.) be-1r-.rieben, um ein Streckausmaß von 6,37 : 1 zu ergeben.

Die Prüfung der -physikalischen Eigenschaften ergab eine Festigkeit von 9,33 g/den, eine Dehnung von Io,9 $> einen Modul von 67,ο g/den, eine Dichte von 1,152 g/cm und eine Doppelbrechung von o,64o.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen,,daß gemäß der Erfindung ein neuartiges und besonders vorteilhaftes Verfahren zum Strecken unter im wesentlichen trockenen Bedingungen von Polyäthylenterephthalatkabeln mit hoher Dichte und großem Titer in wirksamer und besonders gleichförmiger Weise geschaffen wird, wobei dieses Verfahren von den Schwierigkeiten Und Kosten frei ist, die für die üblichen Naßstreckarbeitsweisen typisch sind. Außerdem führt das Verfahren gemäß der Erfindung zu Kabeln oder Tauen von hoher Qualität mit einem hohen Grad an gleichförmiger Orientierung.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   I₀ Verfahren zum gleichförmigen Orientieren von synthetischen Fäden in Form von Kabeln oder Tauen mit großem Titer, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Kabel aus im wesentlichen unorientierten Fäden einem vorgewählten Streckausmaß unter gleichförmiger Spannung unterwirft, das Kabel gleichzeitig dielektrisch erhitzt, wobei die Temperatur der einzelnen Fäden rasch und gleichförmig auf eine vorgewählte Höhe durch den Kabelquerschnitt hindurch gesteigert wird und eine gleichförmige Streckorientierung herbeigeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kabel bei einer gleichförmigen Temperatur streckt
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder.2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Kabel einen Feuchtigkeitsgehalt von 3 bis 3o ft, bezogen auf das Gewicht der Fäden, vor der Durchführung des Kabels durch ein dielektrisches Feld erteilt.

   4« Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kabel vor dem Aufheizen auf eine vorbestimmte Strecktemperatur unter dem Einfluß eines dielektrischen Feldes erhitzt und anfeuchtet.

   5 ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den von dem dielektrischen Feld ein-

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   genommenen Raum kontinuierlich mit einem im wesentlichen trockenen Gas zur Rückführung der Neigung der Elektroden zur Bogenbildung durchspült.

   6ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Erhitzen des Kabels ein dielektrisches Feld mit einer Frequenz von 1 bis 12oo Mega-Hertz und einem Spannungsgradienten von etwa 2 ooo bis 25 ooo Volt anwendet. · ■

   7ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Erhitzen des Kabels ein dielektrisches Feld mit einer zunehmenden Feldintensität in Richtung der Kabelbewegung verwendet, wobei'ein im wesentlichen gleichmäßiges Ausmaß an Wärmeentwicklung innerhalb der Fäden aufrechterhalten wird.

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