DE1785222A1 - Melt spinning process and device for its implementation - Google Patents
Melt spinning process and device for its implementationInfo
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Description
Durchführungexecution
Die,Erfindung betrifft das Schmelzspinnen von künstlichen Polymeren j insbesondere ein Verfahren zum Spinnen von Polymeren höherer Schmelzviscosität ohne Abbau des Polymeren und unter verminderter Orientierung des Polymeren in dem gesponnenen Fadengufc, und eignet sich besonders zur Bildung von fäden mit einem Endiitei* im verstreckten Zustand von unter 50 den.The invention relates to the melt spinning of man-made polymers j in particular a process for spinning polymers of higher melt viscosity without degradation of the polymer and under reduced orientation of the polymer in the spun thread fabric, and is particularly suitable for forming threads with a Endiitei * in the stretched state of less than 50 den.
Beim Schmelzspinnen von Fäden wird daa künstliche Idnearpolymere zur Bildung der fäden, die man zu einem Bündel zusammenführt, ,geschmolzen, durch das Filter eines Spinnaufbaus und dann durch Spinnkapillaren gotrieben und abgeschreckt. Daa Fadenbündel wird weitsrcm Behandlungen zur Ausbildung der gewünschten physikaliochon Eigenochafton unterworfen, und das Faden- oder Garnprodukt wird schliesölich zum Versand abgepackt. Die meisten schmelz-When filaments are melt-spun, they become artificial idnear polymers to form the threads that are gathered into a bundle, , melted, through the filter of a spinning construction, and then through Spinning capillaries driven and quenched. Daa bundle of thread becomes further treatments to develop the desired physiochon Subject to Eigenochafton, and the thread or yarn product is finally packed for dispatch. Most of the melting
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spinnbaren Polymeren sind wänaeempfinälich und unterliegen bei ^ erhöhten tPemperaturen rasch einem Abbau. Der zum Hindurchtreibei dee geschmolzenen Polymeren durch die Spinndüse benötigte Druck ist -umso höher, je niedriger die Spinntemperatur ist· Bei zu niedriger Spinntemperatur tritt eine ungleichmässige Strömung und ein Schmelzenbruch ein. Man schliesst dementsprechend stets einen Kompromiss zwischen siner im Interesse eines guten Spinnens hohen und im Interesse eines minimalen Polymerabbaus niedrigen Spinat emperatur.Spinnable polymers are thermosensitive and are subject to ^ increased t temperatures rapidly lead to degradation. The one to drift through the molten polymer required pressure through the spinneret is-the higher, the lower the spinning temperature is · At to If the spinning temperature is low, an uneven flow occurs and a melt fracture. Accordingly, a compromise is always made between siner in the interest of good spinning high spinach temperature and low spinach temperature in the interests of minimal polymer degradation.
Eine andere Annäherung an das Problem der Verminderung der Spinn· drücke bildet die Vergrösserung der Kapillare. Wird die gleiche Fadenstärke (Denier) gewünscht, erfordert dieser Weg eine ver-B-fcärfcte, idealverweise vor dem Erstarren erfolgende Verfeinerung^ oder S^ee&tmg desEr-äie Spinndüse verlassenden, geschmol-r, 2enen Materials. Dies© Streckung kann jedoch bedauerlicherweise mir selten-bei den Ideal genügend angenäherten Bedingungen durchgeftOart \^errlen, vm eine Spinnorientierung, welche die Faaengut-Endeigens-chaftan-nachteilig beeinflusst, zu vermeiden, ferner ! wird oeiia S-pinnen eines groben Fadens der Innenteil auf Grund der Isoliereigenschaften des Ausseiiteils nicht richtig abgeschreckt. Hierdurch ergeben sich ühgleichmässigkeiten quer zur wie auch längs der Faser. Häufig muss eine Heissgastemperung direkt unterhalb der Spinndüse angewandt werden, um diesen nachteiligen Effekten entgegenzuwirken und ein gleichmässigeres Padengut au erhalten, was aber bezüglich der Investitions- wieAnother approach to the problem of reducing the spinning pressures is to enlarge the capillary. If the same thread size (denier) is desired, this method requires a more precise refinement, ideally before solidification, of the molten material leaving the spinneret. This © but stretching can regrettably rare-at errlen me the ideal conditions sufficiently approximated durchgeftOart \ ^ vm which to avoid the Faaengut-Endeigens-chaftan-adversely affects one spin orientation, also! oeiia spinning a coarse thread of the inner part is not properly quenched due to the insulating properties of the outer part. This results in uniformities across as well as along the fiber. Often, hot gas tempering must be applied directly below the spinneret in order to counteract these disadvantageous effects and obtain a more uniform product, but this is in terms of investment as well
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DP-675 auch der'Arbeitskosten kostspielig ist, .DP-675 is also costly in terms of labor.
Bei einer noch anderen, versuchten Annäherung an das vorliegende Problem-.wird das geschmolzene Polymere auf einer verhältnismässig niedrigen Temperatur gehalten, bis bei seiner Hindürehführung durch eine behsiz'ce Spinndüse, die auf einer weit über derjenigen der Schmelze, liegenden Temperatur gehalten wird, sein< Erhitzung erfolgt. Biese Arbeitsweise hat sich jedoch als nicht praktikabel erwiesen, da das Polymere im Eontakt mit der Kopfflache der Spinndüse stagniert, zu heiss wird und einem Abbau unterliegt.Yet another attempted approach to the present Problem -. The melted polymer becomes on a relatively kept low temperature until it is passed through a behsiz'ce spinneret which is on a far over that of the melt, is kept at a temperature < Heating takes place. However, this way of working has proven to be not Proven to be practicable because the polymer is in contact with the head surface the spinneret stagnates, becomes too hot and breaks down subject.
Bie Bemühungen im immer noch bessere Padenmaterialien set sen sich"kontinuierlich fort* Man weiss nun, dass verbesserte physikalische Eigenschaften« s. B. eine höhere Zugfestigkeitf durch ■Polymere höherer■ Sehmelsviacosität entweder unter Einsatz hochmoj.8kulsrer PÖIymereroder von Polymeren mit steif er. Ketten— struktur erhältlich- sincL Bies führt jedoch zur weiteren Komplikation des KömpI1GiBiBSes swischen hohen Spinntemperaturen und hohen Spir.näxticlcGix rind dear iCspillargrösse. In verschiedenen Fällen hat 8ic& ilie Herstellixng ^ron Fadeniaaterialien kommerzieller Güte aus liochvlscosen. Polymeren.-als unmöglich erwiesen. Bas Verfahren gemäss eier "-Erfindung ermöglicht nunmehr dss Spinnen solcher Polymeren«, BeS- ruidereii- Polymeren ergibt es eine Verminderung der SpinnorlentÄcir.^5;ig und si'Böglicht die Ausbildung besserer Bigen- h&-j, ßert-vrorstreclttem-.Fadenprodukten·Bie efforts still better Padenmaterialien set "continuously sen continuing * We know now that improved physical properties' s. As a higher tensile strength f higher by ■ Polymers ■ Sehmelsviacosität either hochmoj.8kulsrer using PÖIymereroder polymers with stiff it. However, chain structure available- SINCL Bies leads GiBiBSes swischen high spinning temperatures and high Spir.näxticlcGix beef dear iCspillargrösse to further complication of KömpI first in several cases has 8ic & ily Herstellixng ^ ron Fadeniaaterialien commercial grade from liochvlscosen. proven Polymeren.-impossible. The process according to the "invention" now enables the spinning of such polymers, "Beruidereii" polymers, it results in a reduction in the spinning material and allows the formation of better big , stretched, thread products ·
109882/U99 ,109882 / U99,
" 3 ~." 3 ~. BAD ORIGINAL ! BAD ORIGINAL !
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung in Bezug auf die obengenannten Verfahren und Spinnanordnungen des Typs dar, bei dem geschmolzenes, künstliches Linearpolymeres einem Filterhalter mit einem zur nachfolgenden Ausstossung zu Fäden genügenden Druck zugeführt, durch das Filtermedium in dem Filter passiert und durch Spinnkapillaren in einer Spinnplatte ausgestossen wird. Gemäss der Erfindung iet die Spinnplatte von dem Filterhalter durch ein Isoliermedium getrennt und werden die Spinnkapillaren von Hohleinsätzen in der Spinnplatte gebildet, die Durchlässe durch das Isoliermedium von dem Filterhalter her bilden. Bei dem Spinnverfahren wirdThe present invention provides an improvement in relation to the aforesaid methods and spinning assemblies of the type in which molten artificial linear polymer is placed in a filter holder with one thread sufficient for the subsequent ejection Pressure is supplied through the filter media in the filter happens and ejected through spinning capillaries in a spinning plate will. According to the invention, the spinning plate of the Filter holder separated by an insulating medium and are the Spinning capillaries formed by hollow inserts in the spinning plate, the passages through the insulating medium from the filter holder form. The spinning process is
a) das geschmolzene Polymere durch den Filterhalter bei Anfangstemperaturen {Blocktemperaturen) in einem Temperaturbereich unter äem Wert hindurchgeführt, bei welchem ein wesentlicher Abbau des Polymeren eintritt,a) the molten polymer through the filter holder at initial temperatures (block temperatures) in a temperature range passed below a value at which a substantial Degradation of the polymer occurs,
b) das Polymere in eine Anzahl von Durchlässen geführt, deren jeder zu einer anderen Spinnkapillare in der Spinnplatte führt und eine Eingangsteinperätur in diesem Anfangstemperaturbereich hat, , ,b) the polymer passed into a number of passages, their each leads to a different spinning capillary in the spinning plate and an input stone device in this initial temperature range Has, , ,
c) die Spinnplatte zur Erhöhung der Temperatur längs der Durchlässe von dem 'Jemperaiiurwert am Eingang auf eine mindestens 60° C höhere Temperatur an der Spinnkapillare erhitzt undc) the spinning plate to increase the temperature along the passages from the temperature value at the entrance to at least one 60 ° C higher temperature at the spinning capillary and heated
d) das Polymere aus der Spinnkapillare nach einer Laufzeit durch den beheiztsn Durchlass von maximal 4 Sek. ausgestossen.d) the polymer from the spinning capillary through after a running time ejected the heated passage for a maximum of 4 seconds.
Die Erfindung ist nachfolgend näher an Hand der Zeichnungen be~The invention is described in more detail below with reference to the drawings
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~ * " BAD ORIGINAL~ * "BAD ORIGINAL
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sehrieben, in denen zeigt j * -very love, in which shows j * -
Pi|. 1 einen bevorzugten Spinnaufbau im Schnitt in einer durch di^lfittelaehse der Anordnung gelegten Ebene, <Pi |. 1 shows a preferred spinning structure in section in a through the middle axis of the plane laid down, <
figi-2 eitte#WgrSsserte Ansicht eines Seila von Pig» 1, Hg*3 in s'cheiiatischer Darstellung Profile der temperatur in dem Polymer^^i^ierschiedenen Stellen in dem rohrfönaigen Durchlass meines Hohleinsatzes, .-"..;"' Pigif 4^a schematisch das AuswölTJungs- und Temperaturprofil beifigi-2 Large view of a Seila by Pig »1, Hg * 3 in s'cheiiatischer representation Profiles of the temperature in the polymer ^^ i ^ i different places in the tubular passage of my hollow insert, .-"..;"'Pigif 4 ^ a schematically shows the bulge and temperature profile at
nntien SpinnTerfahren undnntien spinning and
Jöblieiiiatisöli das Auswölbungs~ und 3?emperaturprofil bei dem "verbesserten Spinnverfahren gsmäss der Erfindung. J öblieiiiatisöli the bulge ~ and temperature profile in the "improved spinning process according to the invention.
¥i|rfeiiig. 1 gezeigt, bilden die Abdeckplatte 10, der filter-HöÖer 12 und^ der, Spinnauf bau 14 die Hauptelemente der Spinnanordnung. Me Platte 10 ist mittels Schrauben 16 und der Spinn-Ä 14'in äimlieher Weise mit Schrauben 18 an den Pilterhal-¥ i | rfeiiig. 1, form the cover plate 10, the filter ear 12 and ^ the, Spinnauf construction 14 the main elements of the spinning arrangement. Me plate 10 is by means of screws 16 and the spinning Ä 14 'in the same way with screws 18 to the pilter holder
t 12 angösetzb. Die gesamte Anordnung wird in der Spinnmaschine mlttsls Sclirauben 20 befestigt. Von der Einlassöffnung 22 an dor Kopffläche eier Abdeckplatte 10 führt eine Anzahl von t 12 anösetzb. The entire arrangement is fastened in the spinning machine mlttsls Sclirauben 20. From the inlet opening 22 on the top surface of a cover plate 10, a number of
24 zur unteren Fläche der Platte, und von dem 26 in dem J1IIterfaalfcer 12, der Sand und bav/. oder Siebe24 to the lower surface of the plate, and from the 26 in the J 1 IIterfaalfcer 12, the sand and bav /. or sieves
aufnimmt, fiihren/yerteilerkanale 28 au der abstromseitigeii Fläche des lilterhaltera 12, Der svrischen dem Filterhalter 12 und dem Spinnaufbaa 1'4 angeöränete Dichtungsring 30 hat sine genügende Dicke, um einen Verteilerraum 32 zu bilden.The sealing ring 30 attached to the filter holder 12 and the spinning assembly 14 is of sufficient thickness to form a distribution space 32.
3P-6T53P-6T5
Wie nMier in ]?ig, 2 gezeigt, weist der Ton SchrauT)p%.44.As shown in nMier in]? Ig, 2, the clay has SchrauT) p% .44.
gehaltene Spinnäufbau. H eine obere Platte 34, 36 und ein© untere Platte (Spinnpla-fcte) 38 auf, genannter ein spiralförmig gewickeltes, elektrisches lieizelemoTii; 40 eingebettet ist. Ber Al)stands]iai einen Luftreiim sv/iscnen öer oberen Platte 34'"ü»ä ä 36s der als·.Wärmesperre zwischen diesen beiden Platten pi held spin structure. H an upper plate 34, 36 and a lower plate (Spinnpla-fcte) 38, called a spirally wound, electrical lieizelemoTii; 40 is embedded. Ber Al) stands] iai a Luftreiim sv / iscnen Oer upper plate 34 '"ü» ä ä 36s as the .Wärmesperre · between these two plates pi
In der Kopfplatte· 34 ist für jeden zu spinnenden Fad,en sin /osir* BodenfläeJie, ö.er unteren Platte 38 führetiöer HoHleinsats 46■ In the top plate 34, for each thread to be spun, there is a bottom surface or lower plate 38 of a leading hollow insert 46
gesetst3 dessen YerMltnisiaässig langer/ roiirförmig©i?· 48 die KopffläcM der Platte 34 mit der Endkapillar©* §0 det·. · .. ■ ^ ■ -· ■■-:■:■: ' ■ ■ ·. ■· :,vt ,..■;, .- - set 3 whose yerMltnisiaass long / circular © i? 48 the head surface of the plate 34 with the end capillary © * §0 det. · .. ■ ^ ■ - · ■■ -: ■: ■: '■ ■ ·. ■ ·: v t .. ■ ;, .- -
lsi Betrieb wird; gesdnablsenes Poljrmeres von einer> (^iijht e:Uig.ef seiclinetea) Bosiörpmiipe der linlEssöffmmg ?2 (Figv.i;); unter , ; Driiök angeführt nn& νοπ deti'-Terteilerkanälen" 24 g oberen (Deil äes:"Eolilreuma'26 und nach IPr.itexung und äwTOh die Passage durcii ten Sand, Siebe"uaw. τρη den kanal an 28. dom' Tertöilöirauln 32^ smgeteiitv tBia'sii "diesem werden sololiö ^öriperatiirbedlngungen aufrechteriialten, ciaas die ü<33!r gssclmiolsetien Polymeren im Yerteilerraum 32 imlsi operation will; Gesdnablsenes Poljrmeres from a> (^ iijht e: Uig.ef seiclinetea) Bosiörpmiipe der linlEssöffmmg? 2 (Figv.i;); under ,; Driiök led nn & νοπ deti'-tert splitter channels "24 g of the upper (Deil äes". Eolilreuma'26 and after IPr.itexung and äwTOh the passage durcii th sand sieves "ADR τρη the channel at 28 dom 'Tertöilöirauln 32 ^ smgeteiitv TBIA In this case, sololioic temperature control conditions are maintained, ciaas the 33 ! r gssclmiolsetien polymers in the partition space 32
glsicli der^ßiiigen das ängran^eirden Metalls- iat. Hü r feaperainir Wird"aus■■■■gasclimolse.ne Folyßfere dann in dieGlsicli the ^ ßiiigen the angular metal iate. Hü r feaperainir will "from ■■■■ gasclimolse.ne Folyßfere then into the
Men öQr Einsätze für dae^Ufimien äurch Uife: ir.LsTeii^y gedrückt-, aus äen^ii es in Fadenform austritt» Durc ton" "denf öiäktrißchen Heisjeleme"nt 40 zugeführteMen öQr missions for the Ufimien aue Uife: ir.LsTeii ^ y pressed-, from äen ^ ii it emerges in the form of threads »Durc ton "" denf öiäktrißchen Heisjeleme "nt 40 supplied
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die iempsratur der unteren Platte 38, Heizplatte 36 und unteren Teile- des"Einsatzes auf mindestens 60° 0 über derjenigen der angeführten Polymerschmelze gehalten. Auf Grund der Isolierwirkmigen des Luftraums zwischen den Platten erreicht nur ein sehr geringer Seil dieser Wärme die obere Platte 34, die im ■wesentlichen auf der gleichen Temperatur wie das geschmolzene Polymere bleibt. Auf Grund der sich ergebenden Temperaturdifferenz, der sch.lech.ten Wärmeübertragungseigenschaften des Polymeren und der extrem kurzen Zeit (maximal 4 Sek.), welche das Polymere mit "den eine hohe Temperatur aufweisenden Teilen der Einsätze 46 in Berührung bleibt, erhält das Polymere beim Durchströmen jGdos Einsatzes 46 einen steilen Temperaturgradienten« the temperature of the lower plate 38, heating plate 36 and lower Part of the "stake to at least 60 ° 0 above that of the listed polymer melt held. Due to the insulating properties of the air space between the plates, only a very small amount of this heat reaches the top plate 34, which is at essentially the same temperature as the molten one Polymers remains. Due to the resulting temperature difference, the poor heat transfer properties of the polymer and the extremely short time (maximum 4 seconds) that the Polymers with "the high temperature parts of the Inserts 46 remains in contact, the polymer receives a steep temperature gradient when flowing through jGdos insert 46 «
Die Fig. 3 erläutert Temperäturprofile des Polymeren beim Durchströmen eines Teils eines Einsatzes 46, wobei eine nach oben gerichtete Polymerströmuiig dargestellt ist, so dass die Temperature chs£- -in. d-er Figur τοη unten nach oben zunehmende Werte wiedergibt» Zn Anfang ist das Temperaturprofil quer zum Polymeren im Einsat ε <-S? wie T_ (entsprechend dem Punkt a in Pig· 2) zeigt, im wesentlichen konstant, während am Punkt b die Kurve T^ das Einsetzen eines Temperaturgradienten zeigt. Onmittelbar vor dem Eintritt cles Polymeren in die Kapillare 50, d, h· aa Punkt c, liegt, wie tie Kurve'.T erläutert, ein steiler Temperaturgradient vor. Bei höherer Temperatur der Wände des Einlassloche hat die AussenschicLt des Polymeren eine niedrigere scheinbare Tiscosität. Dex- sum "-Hineintreiben des Polymeren aus dem Einlassloch 483 illustrates temperature profiles of the polymer as it flows through part of an insert 46, an upwardly directed polymer flow being shown so that the temperature chs £ - -in. The figure τοη shows increasing values from bottom to top » Zn beginning is the temperature profile across the polymer in use ε <-S ? as T_ (corresponding to point a in Pig * 2) shows, essentially constant, while curve T ^ shows the onset of a temperature gradient at point b. Immediately before the polymer enters the capillary 50, d, aa point c, there is, as the curve T explains, a steep temperature gradient. At a higher temperature of the walls of the inlet hole, the outer layer of the polymer has a lower apparent viscosity. Dexsum "- forcing the polymer in from the inlet hole 48
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in die Kapillare 50 und Hindurchtreiben durch diese benötigte Druck wird dementsprechend wesentlich herabgesetzt, obgleich die Temperatur der Hauptmasse des die Kapillare 50 durchströmenden Polymeren nicht soweit erhöht wird, um sich wesentlich auf das Polymere auszuwirken.pressure required into capillary 50 and propelling therethrough is accordingly substantially reduced, although the temperature of the main mass of the capillary 50 flowing through Polymer is not increased enough to have a material effect on the polymer.
Die Fig. 4a zeigt die Auswölbung ("Karotte") unterhalb einer Spinnkapillare genügender Grosse» um ein hochviscosee Polymeres bei einem angemessenen Druckabfall zu verspinnen· Die Linie 60 zeigt das Temperaturprofil quer zum Polymeren unmittelbar unter der Kapillare, wobei zu bemerken ist, dass die Temperatur des Mittelteils etwas über derjenigen des Aussenteils liegt· Die Linie 62 zeigt das Temperaturprofil in einem geringen Abstand von der Kapillare. Da das Äussere des Polymeren durch ein Abscfrreckmedium abgekühlt wird, weist der Mittelteil nun eine beträchtlich höhere Temperatur als das Aussere auf. Es hat sich gezeigt und ist allgemein bekannt, dass dieses Temperaturprofil zu TJngleichmässigkeiten in einem Faden führt.Fig. 4a shows the bulge ("carrot") below a Spinning capillary of sufficient size around a highly viscous polymer to spin with a reasonable pressure drop Line 60 shows the temperature profile across the polymer immediately below the capillary, noting that the temperature of the The middle part is slightly above that of the outer part · The line 62 shows the temperature profile at a small distance from the capillary. Because the exterior of the polymer is made by a quenching medium is cooled, the middle part now has a considerable amount higher temperature than the outside. It has shown and is well known that this temperature profile leads to irregularities in a thread.
Die Fig. 4-b zeigt eine relativ kleinere Kapillare, die zum Spinnen des gleichen Polymeren eingesetzt werden kann, wenn ein beheizter Kapillarspinnaufbau gemäss der Erfindung Verwendung findet. Die Figur erläutert die sie auf Grund der geringeren Scherwirkung und geringem Druckanförderung für das Hindurchtreiben des Polymeren durch die Kapillare ergebende verminderte Auswölbung. Ferner ist aur Erzielung des gleichen Fadentiters bei die-Fig. 4-b shows a relatively smaller capillary used for spinning of the same polymer can be used if a heated capillary spin assembly according to the invention is used. The figure explains them because of the lower shear and low pressure stimulation for the propulsion of the polymer through the capillary resulting in reduced bulging. Furthermore, in order to achieve the same thread denier in these
'.,::■. 10M82/U99 BADORK31NAL '., :: ■. 10M82 / U99 BADORK 31 NAL
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sen Bedingungen nur eine geringere Spinnstreekung notwendig. Die Linie 64 zeigt das Temperaturprofil unmittelhalb unterhalb des Kapillarausgangs, wobei zu bemerken ist, dass die Aussenteile dieses Fadens heisser als die Innenteile sind. Die Linie 66 erläutert das Profil eine kurze Strecke darunter, nachdem eine gewisse Abkühlung eingetreten ist, wobei diesmal zu beobachte» ist, dass der Temperaturgradient quer sram Faden sehr gering ist. Hieraus ergibt sich ein gleiehmässigeres Produkt.Under these conditions, only a lower spinning stretch is necessary. the Line 64 shows the temperature profile immediately below the Capillary outlet, it should be noted that the outer parts of this thread are hotter than the inner parts. The line 66 illustrates the profile a short distance below, after a certain Cooling has occurred, and this time it can be observed that the temperature gradient across the sram thread is very small. This results in a more consistent product.
Die den steilen Temperaturgradienten erzeugende» beheizte Kapillare setzt die Scherspannung an der Kapillarwandung ohne übermässigen, thermischen Abbau des Polymeren herab, Feraeai kann man ladenmaterialien geringer Doppelbrechung bei kleineren Spinn-Btreek-YerMltnissen spinnen, da sich kleinere Kapillaren ohne übermässige-a Druckabfall einsetzen lassen.The »heated capillary generating the steep temperature gradient sets the shear stress on the capillary wall without excessive, thermal degradation of the polymer, Feraeai can load materials with low birefringence in the case of smaller spinning regions because smaller capillaries can be inserted without an excessive pressure drop.
Bei anderen AusfGhrungsformen kann Jeder Einsatz mehrere lange Eingangslöcher und Kapillaren erhalten, was besonders vorteilhaft ist, wenn die Kapillaren in einer geraden Beihe angeordnet werden. Es kann ferner von Hutzen sein, in dem Luftraum zwischen der oberen und unteren Platte Wärmeschirme oder -sperrenIn other embodiments, each insert can have several long entry holes and capillaries, which is particularly advantageous if the capillaries are arranged in a straight row. It can also be from hats, in the air space between the upper and lower plates, heat shields or barriers
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Torteile gßmrlss üer Erfindung), ohne dass diese auf sie beschränkt ist. In ilen beiden ersten Beispielen wird das Spinnen von hoch-The following examples serve to further explain the gate parts according to the invention, without this being restricted to them. In the first two examples, the spinning of high-
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molekularen Polymeren, die mit herkömmlichen Spinndüsen nicht spinnbar sind, nach dem Verfahren gemäss der Erfindung und in den beiden folgenden Beispielen die Verminderung der Spinnfadenorientierung und Verbesserung der Eigenschaften des verstreckten ladengutes erläutert, die nach dem Verfahren gemäss der Erfindung erhalten wird» wobei auch das gute Spinnen ohne Hotwendigkeit einer Heisagas-Temperung erkennbar wird.molecular polymers that cannot be made with conventional spinnerets are spinnable, according to the method according to the invention and in the two following examples, the reduction of the spun thread orientation and improvement of the properties of the stretched load explained, which according to the method according to the invention is obtained »whereby also good spinning without the hassle a hot gas tempering becomes recognizable.
In den folgenden Beispielen sind zur Erläuterung Polyester gewählt, aber die Erfindung lässt sich mit Vorteil auch bei anderen Polymeren hoher Schmelzviscosität anwenden, wie hochmolekularem Poly-(hexamethylenadipamid) t Poly-(hexamethylenisophthalamid), Poly-(2-methylhexamethylenterephthalamid), dem Polyamid aus p-Xylylendiamin und Azelainsäure und dem Polyamid aus Bis-(4-aminocyclohexyl)-methan und Azelein-, Sebaein-, Dodecanäi- Quer Hexadecandisäure, Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylidenchlorid und Polyvinylchlorid.In the following examples, polyester poly (2-methylhexamethylenterephthalamid), the polyamide for explaining chosen, but the invention can advantageously also in other polymers of high melt viscosity to apply, such as high molecular weight poly (hexamethylene adipamide) t poly (hexamethylene isophthalamide), from p-Xylylenediamine and azelaic acid and the polyamide from bis (4-aminocyclohexyl) methane and azelein, sebaein, dodecanäi- cross hexadecanedioic acid, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene chloride and polyvinyl chloride.
pQlyäthylen-2,5-naphttialinaicarhoxylat wurde nach der USA-Patentschrift 3 123 587 hergestellt j mit dem Ziel, zwecks Irreichung überlegener Zugfestigkeitseigenschaften laden mit einen (in Ubereinklang mil; einem guten Verhalten bei der Verarbeitung) möglichst hohen Molekulargewicht zu erzielen, wurde eine Reihe kleiner Ansätze auf ein hohes Molekulargewicht polykondensiert. DiePolyethylene-2,5-naphthtialinaicarhoxylate was prepared according to US Pat. No. 3,123,587 with the aim of achieving this superior tensile strength properties load with one (in uverallung mil; good behavior during processing) to achieve the highest possible molecular weight, became a number smaller Approaches polycondensed to a high molecular weight. the
109882/J 499 BAD0RIOINAU 109882 / J 499 BAD0RIOINAU
4444
EP-675EP-675
inhärente Viseosität (Inherent Viscosity) der verschiedenen PoIy ineransätz© für geden Schraelzspinnversuch nennt die Tabelle I; die inhärente ¥isco3ität ( %^Λ ist alsTable I gives the inherent viscosity of the various poly ineransatz © for the Schraelz spinning test; the inherent ¥ isco3ity ( % ^ Λ is as
definiert, worin C die Konzentration des Polymeren in dem Lösungsmittel, Trifluoressigsäure/Methylenehlorid (Volumenverhaltnis 25 : 75), in g/100 ml (nominell 0,32 g/100 ml), θ.die Tropfzeit der Polymerlösuug durch das BÄfillarviscoaimeter in Sek. "bei 25° G und θ die Tropfzeit des Lösungsmittels durch das Kapillarviacosimeter in Sek. "bei 25° C "bedeutet. .defines where C is the concentration of the polymer in the solvent, trifluoroacetic acid / methylene chloride (volume ratio 25: 75), in g / 100 ml (nominally 0.32 g / 100 ml), θ.the dripping time of the polymer solution through the BÄfillarviscoaimeter in sec. "at 25 ° G and θ the time the solvent drips through the capillary viacosimeter in seconds" means "at 25 ° C".
lür die Polymerviscositä'b, die eine Schmelzverarheitung nach herkömmlichen Sehmelzspinnteehniken erlaubt, "besteht Isisher eine obere Grense des Molekulargewichts von etxia %^^L £0,85. Bei höheren Molekulargewichten ergibt sich ein Schmelzenbruch, der ein kontinuierliches Spinnen verhindert. In den Beispielen der Tabelle I, öie mit herkömmlichen Spinndüsen durchgeführt werden, ist eine hohe Spinnblocktemperatur von 320 bis 325° C angewandt worden, was de'a Schmelz-enbruch in einem gswissen Grad behob, aber nicht ausreichte, um das Problem zu beseitigen. Höhere Blocktem-"peraturen führten zum Abbau der PolymerscSmelze. Beim Einsatz des beheizten B^apill^rspiana-ifbaus gem'ass der Erfindung haben sich auch bei wesentlich höherem Molekulargewicht keine SchmelzenbruciiFor the polymer viscosity, which allows melt processing according to conventional Sehmelzspinnteehniken, "Isisher has an upper limit of the molecular weight of about % ^^ L £ 0.85. At higher molecular weights a melt fracture results which prevents continuous spinning. In the examples of Table I, which are carried out with conventional spinnerets, a high spin block temperature of 320 to 325 ° C has been used, which remedied the melt breakage to a certain degree, but was not sufficient to eliminate the problem. "Temperatures led to the breakdown of the polymer melt. When using the heated B ^ apill ^ rspiana construction according to the invention, even with a significantly higher molecular weight, there are no melt breaks
1 09882/ U9-91 09882 / U9-9
■"■■■"* 11 "~ BADORlGlNAi■ "■■■" * 11 "~ BADORlGlNAi
DP-675DP-675
Probleme ergeben. Sie Ausdehnbarkeit des gesponnenen !Fadengutes bei hohem Molekulargewicht und die.sich ergebenden, physikalischen Eigenschaften waren bei dem beheizten Kapillarspinnaufbau gut. Bin direkter Vergleich mit herkömmlichem Fadengut ist nicht möglich gewesen, da der Schmelzenbruch ein Verarbeiten des Fadengutes bei diesen höheren Molekulargewichtswerten unmöglich machte. Bei den niedrigeren Molekulargewichtswerten der herkömmlichen Proben von Tabelle I war die Ausdehnbarkeit recht gering, und die physikalischen Eigenschaften waren unterlegen.Problems arise. You expandability of the spun! at high molecular weight and the resulting physical properties were in the heated capillary spin assembly Well. A direct comparison with conventional thread material is not possible because the melt fracture caused processing of the thread material made impossible at these higher molecular weight values. At the lower molecular weight values of the conventional Samples of Table I, the extensibility was quite low and the physical properties were inferior.
109882/149 9109882/149 9
- BAD ORIGINAL- BAD ORIGINAL
spielat
game
auffcauSpinnätiaen-
auffcau
sonen-
Eemper-
vorrichtungDeterrent
solar
Tempering
contraption
tempe
ratur,
o0 block
tempe
rature,
o 0
lar-
tempe
ratur,
93Kapil
lar-
tempe
rature,
93
FlockeInherent
flake
3?adengutViscoeity
3? Adengut
"brechung^Boppel
"refraction ^
hältnisStreckver
ratio
»X»
as
vnö
"X"
as
vn
{390 G)hot wall
{390 G)
(ungef325
(approx
(•ungef320
(• approx
•)0.78
•)
KapillareIbeisste
capillary
Terzög.-
• !»eitorgan15.2-.CiQ-
Third move-
•! »Eitorgan
Kapillareheated
capillary
LeitorganVerpög »-
Governing body
DP-675DP-675
Festigkeit, Beimung, Modul, g/den $ g/denStrength, addition, modulus, g / den $ g / den
109882/1499109882/1499
4545
DP-675 ■'-'".DP-675 ■ '-' ".
Bei e τ> 1 el 2With e τ> 1 el 2
Poly-('bicycloliexyl-4,4l-ctimethyle]i-4f4'-MbCnBOEt), erhalten nach der britischen Patentschrift 979 401 und einer Molekulargewichtssteigerung durch Polymerisation in der feststoffphase unterworfen, wurde erhitzt und durch eine herkömmliche Spinndüse sowie einen beheizten Kapillarepinnaufbau gemäss der Erfindung versponnen. Die wichtigen Parameter nennt die Tabelle II. Dabei wurde mit kleinen, beheizten Kapillaren (Versuch 2b) ein streckfähiges» glattes Padengut erhalten, während beim Einsatz von herkönaalichen Kapillaren einer genügenden Grosse, um €en Schmelzenbruch zu vermeiden (Versuch 2a), das Padengut im wesentlichen nichtstreckfähig und kein Padengut aus feintitrigen Päden guter Zugfestigkeitseigenschaften erhältlich ware Poly ('bicycloliexyl-4,4 l -ctimethyle] i-4f4'-MbCnBOEt), obtained according to British patent specification 979 401 and subjected to an increase in molecular weight by polymerization in the solid phase, was heated and through a conventional spinneret and a heated capillary pin structure according to spun the invention. Table II lists the important parameters. Small, heated capillaries (experiment 2b) gave a stretchable, smooth pad material, while when using conventional capillaries of sufficient size to avoid melt breakage (experiment 2a), the pad material in the essentially non-stretchable and no pad material was obtainable from fine-denier yarns with good tensile strength properties e
Bei einer Wiederholung des Versuchs mit dem beheizten Kapillar« spinnaufbau gemäss der Erfindung unter Verminderung der Kapillartemperatur auf den Bereich von 360 bis 375° C war ein leichter Schmelzenbruch zu beobachten.When repeating the experiment with the heated capillary « Spin construction according to the invention with reducing the capillary temperature to the range from 360 to 375 ° C was easy Observe melt fracture.
109882/U99109882 / U99
■-. η - ■■ -. η - ■
■DP-675-■ DP-675-
Versuchattempt
Spinnaufbau
Kapillarabmessuiigen Durchmesser, ium. Spin construction
Kapillarabmessuiigen diameter, ium.
Lauge, smLye, sm
Bloektemperatur, 0C Kapillartemperatur, °G Inhärente ViskositätBloect temperature, 0 C capillary temperature, ° G inherent viscosity
flocke
Fadengutflake
Thread material
Eigenschaften des er~ sponnenen FadengutesProperties of the spun thread material
3? a b el 1 e II3? a b el 1 e II
2-42-4
Streckverhältnis Festigkeit, g/den Dehnung, $ . Modul, g/den DauerbiegefestigkeitStretch ratio strength, g / den elongation, $. Modulus, g / den bending fatigue strength
2-B2 B
rauhoberflächig gleichmässiger Titerrough surface, even titer
bei leichtem mit leichter Ober-with light with light upper
Schmelzenbruch, flächenrauhigkeit,Melt fracture, surface roughness,
102 den, 32 WMm 118 den, 30 Mden102 den, 32 WMm 118 den, 30 mden
1,15 2,301.15 2.30
1,8 3-61.8 3-6
11,1 13,211.1 13.2
4-1 494-1 49
224 815224 815
x) mit 5 i
xx) maximal erzielbares Streckverhältiiis unter Verw-endungx) with 5 i
xx) maximum achievable stretching ratio using
eines heissen Schuhs von 175° C und Streckwalgen von 175° Ca hot shoe at 175 ° C and stretching at 175 ° C
Die Dauerbiegef©Btiglceit ist ale die Saiil der Biegezyklen bis sum Versagen des Medians von Einzelradenproben bei der Prüfung auf einem Gerät der Bauart "Masland Flex ίseter" bei 21° G und 62 1/2 # relativer Feuchte definiert, wobei der Faden bei einer last von ungefähr 0,35 g/den llber einen Wclframfaden von t,05 mn gebogen wird, der mit 150 Ms 1?4 Zyklen/ΆΙη. einen Bogen von *The fatigue bending condition is defined as the range of bending cycles up to the failure of the median of individual wheel samples when tested on a device of the type "Masland Flex ίseter" at 21 ° G and 62 1/2 # relative humidity, with the thread at a load of about 0.35 g / denier is bent over a thread of t, 05 mn , which is carried out with 150 Ms 1? 4 cycles / ΆΙη. an arc of *
180 durchs chwixigt.180 through chwixigt.
1 09882/U991 09882 / U99
if*if *
DP-675DP-675
B e is η j e 1 3 B e is η j e 1 3
Zur Bildung schliesslieh eines Btapelproduktes wurde eine her- k'omallohe Palyäthylenterephthalatschmelze durch eine herkömmliche Spinndüse und einen beheizten Spinndüsenaufbau gemäss der Erfindung versponnen. Im Falle der herkömmlichen Spinndüse (Versuch 3~A) wurden die- Fäden in inertes Gas von 360° C in einer SJemperzone von 15 cm Mnge gesponnen, an die sich ein VerzSgerungs-Leitorgsn von 41 ca Mnge, ein of f ener Baua von 15 ca und dann eine Radialäbschreckeinheit anschloss. Das gesponnene 7adengut wurde hei einem Durchsat« von 17 kg/Ötd. mit 940 m/Min, aufgewickelt· "Das verstreckte Padengut mehrerer Spulen wurde dann vereinigt und auf einer Stapelstreckvorrichtung auf ein Streckverhältnis von 4,0 gestreckt, wobei sich die Eigenschaften nach lamelle III ergaben« ,In order to finally form a stacked product, anomalous polyethylene terephthalate melt was spun through a conventional spinneret and a heated spinneret assembly according to the invention. In the case of the conventional spinneret (Experiment 3 ~ A), the threads were spun in an inert gas at 360 ° C in a tempering zone of 15 cm in length, to which a delay guide of 41 approx ca and then a radial quenching unit connected. The spun yarn was washed at a throughput of 17 kg / oe. at 940 m / min, wound up "The stretched pad material from several bobbins was then combined and stretched to a stretching ratio of 4.0 on a stack stretching device, with the properties according to lamelle III",
Im Palis dea -beheizten Eapillarspinnaufbaus (Versuche 3-B und 3-0) wurde ein kleines Volumen inertes Gas (26 bis 57 l/tau) zur Mantelmig der Spinnplatte eingesetzt, dem Gasstrom aber keine Wärme augeführt. Das Fadengut wurde durch ein VerBögerungs-üeit- oTgB.n von 4» cm Iiänge und einen offenen Baum von 15 cm zur Hadialabsuhreckeinheit hin gesponnen und bei einem Bur cha atz von 13 kg/Std.ioit 940 m/Min· aufgewickelt. Dabei wurden iswei Versuche, 3~B und 3-ö, mit Polymeren verschiedenen Molekulargewichts durchgeführt. Die Produkte wurden Vie bei Versuch 3-A gestreckt. Die Eigenschaften nennt die Tabelle III· «In the Palis dea -heated eapillary spinning structure (experiments 3-B and 3-0) a small volume of inert gas (26 to 57 l / dew) was used to coat the spinning plate, but no heat was added to the gas flow. The thread material was spun through a delay length of 4 cm length and an open tree 15 cm to the hadial watch unit and wound up at 940 m / min at a burch rate of 13 kg / hour. Two experiments, 3 ~ B and 3-6, were carried out with polymers of different molecular weights. The products were stretched vie in Run 3-A. The properties are given in Table III.
109802/1499109802/1499
■'■■ - 16 -■ '■■ - 16 -
BP-675BP-675
Bin Vergleich der Proben zeigt, dass das Fadengut aus dem beheizten Kapillarspinnaufbau gemäss der Erfindung in Durehmesser und Orientierung viel gleichraässiger ist und sieh auf ein hohes Streckverhältnis und überlegene physikalische Eigenschaften strecken läset, ohne dass sich Anzeichen für Ungleichmäesigfeeit (z, B» ladenbrttche) ergeben. Dieses Ergebnis wird rait dem beheizten Spinndüeeuaufbau ohne HeiosgaBtempermg erhalten·A comparison of the samples shows that the thread material from the heated capillary spinning structure according to the invention is much more uniform in diameter and orientation and can be stretched to a high stretching ratio and superior physical properties without showing any signs of unevenness (e.g., breadths) . This result is obtained with the heated spinneret construction without hot gas tempering.
f a be 1,1 e IIIf a be 1.1 e III
109882/1499109882/1499
- 17 -- 17 -
DP-675 ■DP-675 ■
Be is ρ i e 1 4 .Be is ρ i e 1 4.
Unter Verwendung des gleichen beheizten Kapillarepinnauf baue wie In .Beispiel 3 und mit einem temper« und Absehreeksystem der gleichen Art für den Kontrollversuch und eines kleinen Volumens unbeheizten, inerten Gases beim Arbeiten gem&ss der Erfindung wurde technisches EolySthylenterephthalat-Iadengut erzeugt.Using the same heated capillary pin structure as in Example 3 and with a temper and retractable system of the same type for the control experiment and a small volume of unheated, inert gas when working according to the invention, technical ethylene terephthalate charge was produced.
Es wurden drei Versuchspaare durchgeführt, wobei die relative Viscosität des Polymeren und das Streckverhältnis verändert wurden. Die Einzelheiten des Spinnens und die Fadengut-Eigenschaften n&nni; die Tabelle IV, Die Slabellenwerte zeigen deutlich, dass mit dem beheizten Kapillarspinnauf bau ein gesponnenes 3?a» dengut mit verbesserten Eigenschaften ohne Heissgastempern erhalten wird und eine kleinere Kapillare Verwendung finden kannThree pairs of experiments were carried out, the relative The viscosity of the polymer and the stretching ratio are changed became. The details of spinning and the filament properties n? Table IV, the table values clearly show that with the heated capillary spinning structure, a spun 3-thread product with improved properties without hot gas annealing is obtained and a smaller capillary can be used
109882/U99109882 / U99
- 18 - .- 18 -.
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Versuch.Attempt.
4-A4-A
Spinndüsenaufbau herkömmlichConventional spinneret design
Kapillarenzahl Kapillarenafemessungen Durchmesser, mta 0,51 länge, mm 0,76Number of capillaries Capillary measurements Diameter, mta 0.51, length, mm 0.76
. Blocktemperatur, ο c. Block temperature, ο c
Kj Lllartemperatur,ungef.Kj normal temperature, approx.
He ί Bsgas-Tempertem-. £ peratur,0 C ι Relative Viscosi-He ί Bsgas-Tempertem-. £ temperature, 0 C ι Relative Viscosi-
ft-usgengspoly-ft-usgengspoly-
4-B4-B
beheizte Kapillareheated capillary
192192
0,28 0,48 2950.28 0.48 295
430430
nicht erhitztnot heated
5858
4-0
herkömmlich 4-0
conventional
4-D4-D
beheizte-Kapillare heated capillary
192192
0,28 0»48 2850.28 0 »48 285
4-B herkömmlich 4-B conventional
0,51 0,76 3080.51 0.76 308
ungef*310 430approx * 310 430
nicht erhitztnot heated
r.) ungefähre Werte ■zx) Bestimmung nach 24sttindiger, freier Ent-Kapillare 192 r.) approximate values ■ zx) determination after 24 hours, free Ent-capillary 192
0,28 0,48 2950.28 0.48 295
nicht erhitatnot received
6969
g/a en353/Strength,
g / a en 353 /
S chwaniungskoef-
fizient des Durch-
me s s er s, io (xevenness,
Swaniungskoef-
efficiency of through-
me ss he s, io
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