DE1760661B2 - CONTINUOUS SPINNING-DRAFTING PROCESS FOR THE PRODUCTION OF FEDS FROM POLYESTERS AND POLYAMIDES - Google Patents
CONTINUOUS SPINNING-DRAFTING PROCESS FOR THE PRODUCTION OF FEDS FROM POLYESTERS AND POLYAMIDESInfo
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Description
2525th
Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Spinn-Streck-Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Polyester! oder Polyamiden, bei welchem die Fäden unter einem Verstreckverhältnis zwischen 3 und 6 verstreck· werden.The invention relates to a continuous spinning-drawing process for the production of threads from polyester! or polyamides, in which the threads stretched at a stretching ratio between 3 and 6.
Ein derartiges Verfahren ist durch die britische Patentschrift 10 34 401 bekannt, wobei jedoch eine Zwischen behandlung mit Dampf von 30 bis 2000C und eine ergänzende thermische Behandlung eingeschoben werden müssen. Bei diesem Verfahren ist es jedoch nicht möglich, den Grad des Verstreckens des Fadens genau zu steuern oder Fäden mit einem erhöhten Grad der Orientierung herzustellen.Such a method is known from British patent 10 34 401, but an intermediate treatment with steam at 30 to 200 0 C and a supplementary thermal treatment must be inserted. With this method, however, it is not possible to precisely control the degree of drawing of the thread or to produce threads with an increased degree of orientation.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von orientierten Fäden, das in kontinuierlicher Arbeitsweise unter Ausnutzung von optimalen Temperatur- und Geschwindigkeitsbedingungen der Fäden die Bildung eines homogenen und gleichmäßig verstreckten Endprodukts in steuerbarer Weise gewährleistet.The object of the present invention is to create a method for producing oriented Threads that work continuously, taking advantage of optimal temperature and speed conditions of the threads ensures the formation of a homogeneous and evenly drawn end product in a controllable manner.
Diese Aufgabe wird bei einem kontinuierlichen Spinn-Streck-Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Polyestern oder Polyamiden, bei welchem die Fäden unter einem Verstreckverhältnis zwischen 3 und 6 verstreckt werden, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man zunächst die in Luft von Umgebungstemperatur versponnenen Fäden bis auf eine Temperatur 7Ί, die zwischen der Temperatur der beginnenden Orientierung und einer Temperatur von mindestens 5° C über der Umwandlungstemperatur des Phasenübergangs zweiter Ordnung des Polymeren liegt, abkühlen läßt, hierauf die Fäden mit einer über der Extrusionsgeschwindij'keit liegenden Geschwindigkeit weiterzieht, dann in Luft von Umgebungstemperatur auf eine Temperatur T2, die zwischen der Temperatur 7Ί und der Umgebungstemperatur liegt, weiter abkühlen läßt und anschließend verstreckt.In a continuous spin-draw process for the production of threads from polyesters or polyamides, in which the threads are drawn at a draw ratio between 3 and 6, this object is achieved according to the invention in that the threads, which have been spun in air at ambient temperature, are first up to a temperature 7Ί, which is between the temperature of the incipient orientation and a temperature of at least 5 ° C above the transition temperature of the second order phase transition of the polymer, allows to cool, then pulls the threads further at a speed above the extrusion speed, then in air from ambient temperature to a temperature T 2 , which is between the temperature 7Ί and the ambient temperature, allowed to cool further and then stretched.
Die Temperatur der beginnenden Orientierung wird auf die folgende Art und Weise gemessen:The temperature of the incipient orientation is measured in the following way:
Man lirspinnt einen Faden, den man nach der Verfestigung auf bekannte Weise aufspult Mittels eines Temperaturfühlers mißt man an dem sich bewegenden Faden die Temperatur dieses Fadens an mehreren Stellen zwischen der Düse und dem Aufspulpunkt, worauf die Knrve dieser Temperatur als Funktion des Abstandes von der Düse aufgetragen wird. Danach schneidet man auf der Höhe der Düse den Faden ab und entnimmt ein Längsstück, ausgehend von diesem Punkt, das gleich der Distanz. Düse—Aufspulpunkt ist Nachdem man sich vergewissert hat, da3 die Änderung des Querschnitts des Fadens über dieses Längsstück identisch jener ist, die im Laufe der Fadenbildung zwischen der Düse und der Aufspulung vorhanden ist mißt man Punkt für Punkt, ausgehend von dem der Düse entsprechenden Ende, die Doppelbrechung und stellt den Abstand fest, von dem aus eine meßbare Doppelbrechung auftritt Danach trägt man den Zahlenwert dieses Abstandes auf der Kurve Temperatur/Abstand von der Düse auf und bestimmt so die Temperatur der beginnenden Orientierung T0.A thread is spun which, after solidification, is wound up in a known manner.Using a temperature sensor, the temperature of this thread is measured on the moving thread at several points between the nozzle and the winding point, whereupon the curve of this temperature as a function of the distance from the nozzle is applied. Then cut the thread at the level of the nozzle and take a lengthwise piece, starting from this point, that is equal to the distance. Nozzle — winding point is After you have made sure that the change in the cross-section of the thread over this length is identical to that which occurs between the nozzle and the winding in the course of the thread formation, you measure point by point, starting from the end corresponding to the nozzle , the birefringence and determines the distance from which a measurable birefringence occurs. Then the numerical value of this distance is plotted on the curve temperature / distance from the nozzle and thus the temperature of the beginning orientation T 0 is determined .
Die Umwandlungstemperatur Tc des Phasenübergangs zweiter Ordnung kann entweder durch Dehnungsmessung, Differentialthermoanalyse oder Differentialenthalpieanalyse gemessen werden.The transition temperature Tc of the second order phase transition can be measured by either strain measurement, differential thermal analysis or differential enthalpy analysis.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar bei: Polyamiden und Copolyamiden, die man beispielsweise durch Kondensation von Dicarbonsäuren und Diaminen, wie Polyhexamethylenadipamid, oder Aminosäuren, wie Polyundecanamid, oder durch Polymerisation von Lactamen, wie Polycapronamid, erhält; ferner Polyestern, wie Polyäthylenterephthalat und Copolyestern, die wenigstens 75% an Älhylenterephthalateinheiten in der Kette aufweisen.The process according to the invention can be used for: polyamides and copolyamides, which are for example by condensation of dicarboxylic acids and diamines, such as polyhexamethylene adipamide, or amino acids, such as polyundecanamide, or by polymerization of lactams such as polycapronamide; further Polyesters such as polyethylene terephthalate and copolyesters containing at least 75% ethylene terephthalate units have in the chain.
Bei der Herstellung von Fäden aus Polyhexamethylenadipamid wird bevorzugt so gearbeitet, daß die extrudierten Fäden bis auf eine Temperatur zwischen 55 und 1000C abgekühlt und mit einer über der Extrusionsgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit Vi mittels Walzen weitergezogen werden, die auf eine Temperatur zwischen 55 und 100° C erwärmt sind. Diese Fäden werden dann auf eine Temperatur Ti zwischen 55° C und der Umgebungstemperatur gebracht und mit einer über Vi liegenden Geschwindigkeit V2 mittels Walzen weitergezogen.In the production of filaments of polyhexamethylene adipamide is preferably carried out so that the extruded threads are cooled to a temperature between 55 and 100 0 C and further drawn at a temperature above the extrusion speed speed Vi by means of rollers to a temperature between 55 and 100 ° C. These threads are then brought to a temperature Ti between 55 ° C. and the ambient temperature and drawn further by means of rollers at a speed V 2 greater than Vi.
Bei der Herstellung von Fäden aus Polyäthylenterephthalat wird bevorzugt so gearbeitet, daß die exirudierten Fäden bis auf eine Temperatur zwischen 75 und 1300C abgekühlt und mit einer über der Extrusionsgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit Vi mittels Walzen weitergezogen werden, die auf eine Temperatur zwischen 75 und 1300C erwärmt sind. Diese Fäden werden dann auf eine Temperatur Ti zwischen 75°C und der Umgebungstemperatur gebracht und mit einer über Vi liegenden Geschwindigkeit V2 mittels Walzen weitergezogen, die auf eine Temperatur über 700C erwärmt sind.In the production of filaments of polyethylene terephthalate is preferably carried out so that the exirudierten filaments are cooled to a temperature of 75-130 0 C and further drawn at a temperature above the extrusion speed speed Vi by means of rollers to a temperature of 75-130 0 C. These filaments are then brought to a temperature Ti is between 75 ° C and the ambient temperature and further drawn at a temperature above Vi speed V 2 by means of rolls which are heated to a temperature above 70 0 C.
Die im folgenden verwendete Apparatur bestand aus einer Spinndüse, die auf übliche Weise mit einer Polymerschmelze gefüllt war, einem Paar Lieferwagen in der Nähe der Spinndüse, einem Paar Streckwalzen in der Nähe der Lieferwalzen und konventionellen Aufwickelvorrichtungen. Die Lieferwalzen und Streckwalzen waren heizbar.The apparatus used in the following consisted of a spinneret, which in the usual way with a Polymer melt was filled, a pair of vans near the spinneret, a pair of draw rollers in close to the delivery rollers and conventional winders. The delivery rollers and stretch rollers were heatable.
Im folgenden werden die nachstehend aufgeführten Abkürzungen verwendet:The abbreviations listed below are used below:
VE = lineare Extrusionsgeschwindigkeit, VE = linear extrusion speed,
Vi = periphere Geschwindigkeit der Lieferwalzen,Vi = peripheral speed of the delivery rollers,
V2 = periphere Geschwindigkeit der Streckwalzen,V 2 = peripheral speed of the drawing rollers,
'inOies-'inOies-
7", = Temperatur der Lieferwalzen (in^üesem Beispiel im wesentlichen gteieh der Temperatur der bei diesen Walzen von der Spinndüse herankommenden Faden),7 ", = temperature of the delivery rollers (in this example essentially equal to the temperature of that approaching from the spinneret in these rolls Thread),
T2 = Temperatur der Streckwalzen (im wesentlichen gleich der Temperatur der bei diesen Walzen von den Lieferwalzen herankommenden Fäden), T 2 = temperature of the drawing rollers (essentially the same as the temperature of the threads coming from the delivery rollers in these rollers),
Di = Abstand von Spinndüse und Lieferwalzen,Di = distance from spinneret and delivery rollers,
Di = Abstand von Lieferwalzen und Streckwalzen. Di = distance between delivery rollers and stretch rollers.
IOIO
a) Als Polymeres wurde ein handelsübliches Polyethylenterephthalat mit der grundmolaren Viskosität 0,67, der Umwandlungstemperatur des Phasenübergangs zweiter Ordnung von 700C und der Temperatur der beginnenden Orientierung von 1300C, bei einer j Temperatur von etwa 285° C durch eine Spinndüse mit 30 Offnungen vom Durchmesser 034 mm in eine unbewegte Atmosphäre bei Raumtemperatur extrudiert Die so hergestellten Fäden wurden nach Abkühlung auf die Temperatur Tj um die Lieferwalzen geführt und anschließend nochmals durch eine unbewegte Atmosphäre bei Raumtemperatur zu den Streckwalzen geleitet, wo sie bei ihrer Ankunft die Temperatur T2 aufwiesen. Die erhaltenen Fäden wurden aufgespult Die Verfahrensbedingungen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:a) As polymer a commercially available polyethylene terephthalate having the intrinsic viscosity of 0.67, the transition temperature of the second-order phase transition of 70 0 C and the temperature of the beginning of the orientation of 130 0 C, at a j temperature of about 285 ° C through a spinneret with 30 orifices of diameter 034 mm in a still atmosphere extruded at room temperature the filaments thus prepared were carried out after cooling to the temperature Tj to the delivery rolls, and then passed again through a still atmosphere at room temperature to the drawing rollers, where they are at their arrival, the temperature T 2 exhibited . The threads obtained were wound up. The process conditions are listed in the following table:
Ve = 15 m/Min.
Vi = 750 m/Min.
Vi = 3000 m/Min. Ve = 15 m / min.
Vi = 750 m / min.
Vi = 3000 m / min.
V2/V1 = 4V2 / V1 = 4
Γι =Γι =
TlTl ==
DiTuesday --
DiTuesday ==
1000C
400C
90 cm
80 cm100 0 C
40 0 C
90 cm
80 cm
Produkt war ein Polyäthylenterephthalatgarn von 167 dtex von 30 Einzelfäden mit einer Reißlänge von 33 g/tex und einer Dehnung (trocken) von 32,8%. Das Garn war gut geeignet für anschließende textile Weiterverarbeitung und Verwendung.The product was a polyethylene terephthalate yarn of 167 dtex made up of 30 individual threads and a breaking length of 33 g / tex and an elongation (dry) of 32.8%. The yarn was well suited for subsequent textile Further processing and use.
b) Als Polymeres wurde ein handelsübliches Polyhexamethylenadipamid mit der relativen Viskosität von etwa 36, der Umwandlungstemperatur des Phasenübergangs zweiter Ordnung von 500C und der Temperatur der beginnenden Orientierung von 3000C verwendet Es wurde bei etwa 292°C durch eine Spinndüse mit 23 Öffnungen vom Durchmesser 034 mm in eine unbewegte Atmosphäre bei Raumtemperatur extrudiert Die Filamente wurden nach ihrer Kühlung auf die Temperatur Ti um die Lieferwalzen geleitet und anschließend wieder durch eine unbewegte Atmosphäre bei Raumtemperatur zu den Streckwalzen geführt, wo sie bei ihrer Ankunft die Temperatur T2 aufwiesen. Die erhaltenen Fäden wurden aufgespult Die Verfahrensbedingungen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt: b) As polymer a commercially available polyhexamethylene adipamide having a relative viscosity of about 36, the conversion temperature of the second-order phase transition of 50 0 C and the temperature of the beginning of the orientation of 300 0 C used was at about 292 ° C through a spinneret having 23 holes 034 mm in diameter extruded into an unmoved atmosphere at room temperature. After cooling to temperature Ti, the filaments were passed around the delivery rollers and then passed through an unmoved atmosphere at room temperature to the drawing rollers, where they were at temperature T2 on arrival. The threads obtained were wound up. The process conditions are summarized in the following table:
Ve = 15 m/Min. Ve = 15 m / min.
Vi = 850 m/Min. Vi = 850 m / min.
Vi = 3000 m/Min. Vi = 3000 m / min.
Vi/Vi = 3,5 Vi / Vi = 3.5
Ti = 550C
Tz = 35CC
Di = 110 cm
Di - 30 cmTi = 55 ° C
Tz = 35 C C
Di = 110 cm
Di - 30 cm
Die Laufzeit der Fäden von der Spinndüse zu den Lieferwalzen betrug 0.2—03 Sekunden.The running time of the threads from the spinneret to the delivery rollers was 0.2-03 seconds.
Der kombinierte Spinn- und Streckvorgang konnte kontinuierlich durchgeführt werden. Das erhaltene Die Laufzeit der Filamente von der Spinndüse zu den Lieferwalzen betrug etwa 0,2 Sekunden.The combined spinning and drawing process could be carried out continuously. The received The running time of the filaments from the spinneret to the delivery rollers was about 0.2 seconds.
Das kombinierte Spinn- und Streckverfahren konnte kontinuierlich durchgeführt werden. Das Produkt war ein Polyhexamethylendiadipinsäureamidgarn von 78 dtex mit 23 Filamenten und mit einer Reißlänge von 41,6 g/tex und einer Dehnung von 33,8%. Dieses GarnThe combined spinning and drawing process could be carried out continuously. The product was a polyhexamethylene diadipamide yarn of 78 dtex with 23 filaments and a breaking length of 41.6 g / tex and an elongation of 33.8%. This yarn
war gut geeignet zur nachfolgenden textlien Verarbeitung und Verwendung.was well suited for subsequent textile processing and use.
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