DE1904234A1

DE1904234A1 - Continuous spinning and drawing process for the production of polyamide 6 threads

Info

Publication number: DE1904234A1
Application number: DE19691904234
Authority: DE
Inventors: Dr Bela Von Falkai; Dr Harry Kubitzek; Dr Alfred Reichle
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1969-01-29
Filing date: 1969-01-29
Publication date: 1970-08-06
Also published as: NL169203C; NL7001065A; GB1275873A; CH505917A; JPS536248B1; BE745158A; CA918877A; FR2029648A1; NL169203B

Description

FARBENFABRIKEN BAYER AGFARBENFABRIKEN BAYER AG

28. Jan. 1969Jan. 28, 1969

Pateat-Abtsilusf Reu/AsPateat-Abtsilusf Reu / As

. Kontinuierliches Spinn- und Streckverfahren zur Herstellung von Pölyamid-6-Fäden . Continuous spinning and drawing process for the production of polyamide 6 threads

Gegenstand der Erfindung ist ein kontinuierliches Spinn- und Streckverfahren für die Herstellung von Polyamid-6-Fäden, bei dem die gesponnenen Mono- oder Multifilamente nach dem Abkühlen mit einer tempe.raturbes tändigen Präparation versehen und nach dem Abziehen sofort verstreckt werden. Bei der konventionellen Herstellung verstreckter orientierter pOlyamid-6-Fäden werden diese zunächst auf eine Spinnspule aufgewickelt und nach einer gewissen Verweilzeit unter Feuehtigkeitseinfluß, wobei sie in der hexagonalen γ-Modifikation vorkristallisieren, durch Verstrecken orientiert. Der Strecltprozeß induziert den Fäden gleichzeitig die QC-rnonokline Kristallmodifikation, die als ,die thermodynamisch stabilste angesehen wird, und einen Anstieg des kristallinen Anteils von 5 - 10 $ auf 25 ->0 &. The invention relates to a continuous spinning and drawing process for the production of polyamide-6 threads, in which the spun mono- or multifilaments are provided with a temperature-resistant finish after cooling and are drawn immediately after being drawn off. In the conventional production of drawn, oriented polyamide-6 threads, these are first wound onto a spinning bobbin and, after a certain dwell time, under the influence of fire, where they precrystallize in the hexagonal γ-modification, oriented by drawing. The stretching process simultaneously induces the QC-monoclinic crystal modification, which is considered to be the most thermodynamically stable, and an increase in the crystalline portion from 5 - 10 $ to 25 -> 0 %.

Die Wirtschaftlichkeit der Polyamidfaden-Herstellung würde durch einen kontinuierlichen Spinn-Streckprozeß verbessert werden, wobei dieses kontinuierliche Verfahren sich jedoch durch Einfachheit auszeichnen und ohne Verlust an Spinnkapazität bei gleichen Fadenbruchzahlen Fäden von mindestens gleicher Gute liefern müßte, wie das konventionelle Zwei-Stufen-Verfahren.·The economy of the polyamide thread production would by a continuous spinning-drawing process can be improved, but this continuous process is characterized by simplicity distinguish and without loss of spinning capacity with the same number of yarn breaks would have to deliver yarns of at least the same quality, like the conventional two-step process.

Es wurde nun ein ,kontinuierliches Spinn- und Streckverfahren für die Herstellung von verstreckten Polyamiä-6-Fäden gefunden, dasIt has now become a continuous spinning and drawing process for found the production of drawn Polyamä-6-filament that

■ - 009832/1786■ - 009832/1786

Ie A 12 005 . - 1 - Ie A 12 005 . - 1 -

dadurch gekennzeichnet ist, daß man die aus der Schmeize gesponnenen Filamente.unmittelbar nach dem Abkühlen mit einer temperaturbeständigen Präparation versieht, dann abziehtund anschiiessend mit einer oder zwei 170 - 22O⁰C heißen Galetten auf das 2,5 - 5,5 fache verstreckt,_: wonach die verstreckten.Fäden sofort aufgewickelt oder abgelegt werden. < · \,.---"■-is characterized in that it provides the spun from the melt Filamente.unmittelbar after cooling, with a temperature-resistant preparation, then abziehtund finally presented with one or two 170 - 22O ⁰ C hot galettes to 2.5 - 5.5 times _stretched: after which the stretched threads are immediately wound up or deposited. <· \, .--- "■ -

Dieses einfache Verfahren liefert im Gegensatz sowohl zu den bisher bekanntgewordenen Verfahren als auch im Gegensatz zu den bislang angenommenen Theorien über Verweilzeit, Fadenbruchzahl oder Konditionierung vor dem Strecken ohne Verlust an Spinnkapazität; und ohne besondere Vorkehrungen zur Induzierung einer Vbrkristallisation sowie ohne zusätzliche Verweilzeit, im kontinuierlichen Vorgang Polyamid-6-Fäden, deren Eigenschaften durchweg; besser .' sind als die der diskontinuierlich hergestellten Fäden. Gegenüber konventionell, d. h. diskontinuierlich" hergestellten FiIa-. menten, zeigen die erfindungsgemäß hergestellten, löno-^ bzn,Viiltifilamente folgende Eigenschaftsverbesserungens -.".;..This simple procedure delivers in contrast to both the previous ones known processes as well as in contrast to the previously accepted theories about dwell time, number of yarn breaks or Conditioning before drawing without loss of spinning capacity; and without any special precautions to induce crystallization as well as without additional dwell time, in continuous Process polyamide 6 threads, all of their properties; better .' are than those of the discontinuously produced threads. Compared to conventional, i.e. H. discontinuously "produced FiIa-. ments, show the löno- ^ bzn, Viiltifilamente produced according to the invention following property improvements -. ".; ..

1. erhöhte Bruchfestigkeit bei gleicher Bruchdehnung1. increased breaking strength with the same elongation at break

2. erhöhte Anfärbbärkeit.(mit sauren Farbstoffen)2. increased stainability. (With acidic dyes)

3. Transparenz (Wasserklarheit) der nicht pigmentierten ■ und Lusterglänz der nicht oder nur schwach pigmentierten Ansätze. - 3. Transparency (water clarity) of the non-pigmented ■ and Lusterglänz of the unpigmented or only weakly pigmented approaches. -

4. erniedrigter Kochschrumpf ·4. reduced cooking shrinkage

5. stabilste, beim Kochen in Wasser nicht mehr nach-5th most stable, no longer after boiling in water

- "- - -■"■".■-■■.--■."■ kristallisierende et-monokline-Kristallmodifikation- "- - - ■" ■ ". ■ - ■■ .-- ■." ■ crystallizing et monoclinic crystal modification

6. erhöhte Fadengleichmäßigkeit6. increased thread evenness

7. erniedrigte längsquellung.7. reduced longitudinal swelling.

Für das Spinnen der Polyamid-6-Fäden können alle in der Praxis verwendeten Rostspinnköpfe und Extruder eingesetzt werden. Man spinnt diese Fäden weitgehend unter den für die verschiedenen ._:. Titer üblichen Bedingungen in einen gewöhnlichen Anblas schach"!:, wo sie durch Anblasen mit Luft abgekühlt werden. Unterhalb des Blasschachtes werden die Fäden mit einer Präparation versehen,All grate spinning heads and extruders used in practice can be used for spinning the polyamide 6 threads. These threads are largely spun among those for the different ones. _: . Titer usual conditions in a normal blowing chess "!:, Where they are cooled by blowing air. Below the blowing chute, the threads are provided with a preparation,

Le A 12 003 -2- - - 0 09 8 3 2/178 6 Le A 12 003 -2- - - 0 09 8 3 2/178 6

3 190A2343 190A234

die .mindestens kürzzeitig bis 220⁰G temperaturbeständig ist und die keine zusätzlichen Ablagerungen auf 220 C heißen GaIetten erceugt« Eine Präparation, die bis 22O⁰G temperaturbeständig ist, besteht z« B«, aus einer wäßrigen Emulsion des Ölsäuretriglycerids, eines Phoaphorsäureesters und eines nicht ionogenen Emulgators the .mindestens to 220 ⁰ G is temperature resistant kürzzeitig and no additional deposits to 220 C hot GaIetten erceugt "A preparation that is temperature resistant up to 22O ⁰ G, z" B "consists of an aqueous emulsion of Ölsäuretriglycerids, a Phoaphorsäureesters and a non-ionic emulsifier

Die präparierten faden werden mit einer Abzugsgalette mit Versetzungseinrichtung, wie z. B» Keramikstab oder Beilaufrolle abgezogen, die einmal oder mehrmals umschlungen werden. Vorteilhaft ist hier einfeststehender Keramikstab und 1-2 Schlingen um Stab und Galette. Die Abzugsgalette dreht sich mit der bei den ver-. schiedeneß Titern normalerweise üblichen Spinngeschwindigkeit von 200 ■«-" 1500 m/min. Die mit der langsamer laufenden Abzugsgalette abgezogenen Fäden werden anschließend mittels einer Injektordüse mindestens 4 mal um eine auf 170 - 220⁰C geheizte Streckgalette mit in geringem Abstand angebrachter Beilaufrolle oder um zwei gleich oder unterschiedliche jedoch ähnlich hoch beheizte Streckgaletten geführt, deren Geschwindigkeit je nach Titer und Spinngeschwindigkeit das 2,5 - 5»5 fache der Abzugsgeschwindigkeit beträgt und als so in kontinuierlichem Prozeß verstreckte und. orientierte Filamente auf einer Aufwickelspule gewickelt öder in eine. Ablagevorrichtung abgelegt. Dieses kontinuierliche, ohne Verweilzeit arbeitende Verfahren gestattet eine Fadenaufwicklung auf friktionsgetriebene Spulen bei sehr gutem Wickelaufbau. Bei dieser spezifischen Art der Prozeßführung, bei der die Aufwickelgeschwindigkeit in der Hegel um 1 bis 5 $ unter der Streckgeschwindigkeit liegt, wird die vom Strecken herrührende Fadenrelaxation so weit vorweggenommen und der Faden thermisch so weit stabilisiert» daß er trotz seiner negativen Wasserbilanz mit der für einen guten Wickelaufbau nötigen Vorspannung auf die Spule aufläuft und weder im extrem trockenen noch im extrem feuchten Klima Veränderungen zeigt, die den Wickelaufbau und eine nachfolgende Verarbeitung beeinträchtigen wurden.The prepared threads are removed with a godet with a displacement device, such as. B »Tear off the ceramic rod or roller which is looped around once or several times. A fixed ceramic rod and 1-2 loops around the rod and galette are advantageous here. The take-off godet rotates with that of the twisted. schiedeneß titers normally usual spinning speed of 200 ■ "- are" 1500 m / min The withdrawn with the slower-running godet filaments then by means of an injector nozzle at least 4 times a to 170 -. heated 220 ⁰ C draw roll with attached at a small distance companion roll or two identical or different but similarly heated drawing godets, the speed of which, depending on the denier and spinning speed, is 2.5-5.5 times the take-off speed and as filaments drawn in a continuous process and oriented on a take-up spool or wound in a depositing device This continuous process, which works without dwell time, allows yarn to be wound onto friction-driven bobbins with very good winding structure The resulting thread relaxation is anticipated to such an extent and the thread is thermally stabilized to such an extent that, despite its negative water balance, it runs onto the bobbin with the pretension necessary for a good lap build-up and shows no changes that affect the lap build-up, neither in the extremely dry nor in the extremely humid climate subsequent processing.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung erläutert:An embodiment of the method according to the invention is in Drawing explained:

Le A 12 003 . —3- 009832/1786Le A 12 003. -3- 009832/1786

Die aus den Spinndüsen 1 gedrücktenFäden 2 werden im Blasschacht 3 durch Anblasen mit Luft abgekühlt, durch eine Führung 4 gesammelt und so geführt, daß sie die in Appreturtrögen, umlaufenden Präparationswalzen 5 tangieren,'bevor sie/durch die.Abzugsgalet—' te 6 mit Beilaufrolle oder Keramikstab 7 in ein- oder mehrmaligem Umlauf abgezogen werden. Die Beilaufrolle kann frei umlaufen oder angetrieben sein. Von der. Abzugsgalet te 6 wer'den die Pad en durch, ein 2,5 - bis 5 mal schneller laufendes, auf 1.70'-- 22O⁰C beheiztes Streckgalettenpaar 8 a und 8 b oder durch eine ebenso hoch beheizte Streckgalette 8 a und eine freilaufende uribeheizte .Beilaufrolle 9 zwischen 6 und 8a verstreckt und in. mindestens 3 maligem Umlauf um die Paare 8 a, 8 b oder 8a, 9 thermisch so fixiert, daß sie mit der für einen einwändfreien Wickelaufbau erfOrderlichen Vorspannung auf die um 1 -» 5 i° langsamer laufende' Wickel- _: spule 10 auflaufen. - . ."..-. .. ..;The threads 2 pressed out of the spinnerets 1 are cooled in the blowing duct 3 by blowing air, collected through a guide 4 and guided so that they touch the preparation rollers 5 rotating in finishing troughs before they / through the. Abzuggalet— 'te 6 with Shaper roll or ceramic rod 7 can be withdrawn in one or more cycles. The roller can rotate freely or be driven. Of the. Abzugsgalet te 6 wer'den the pad by s, a 2.5 - to 5 times faster running at 1.70 '- 22O ⁰ C heated draw godet 8 a and 8 b or by an equally high heated draw roll 8 a and a free-running uribeheizte .Beilaufrolle 9 stretched between 6 and 8a and in. At least 3 times around the pairs 8a, 8b or 8a, 9 thermally fixed in such a way that they are pretensioned to the 1 - »5 ° slower running _'winding: coil accumulate 10th -. . "..-. .. ..;

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Polyamid-6—Schmelzen aus Autoklavschnitzeln, a.us vollkontinuierlich arbeitenden Kön— ; _: densationaanlagen oder direkt Vollkontinue-Schmelzen zu qualitativ hochwertigen Fäden verarbeitet werden. Die sonst übliche Konditionierung der Haumatmosphäre im Abzugsraum (Wickelraum) : ist hierbei nicht erforderlich. .According to the process according to the invention, polyamide-6 melts can be produced from autoclave chips, a.us fully continuously operating Kings; _: densationa systems or direct full continuity melts can be processed into high-quality threads. The usual conditioning of the skin atmosphere in the fume cupboard (changing room): is not required here. .

Der Erfindungsgegenstand ist in den folgenden Beispielen näher erläutert. ...- · ^: The subject of the invention is explained in more detail in the following examples. ...- · ^:

Example 1 .

Hit 1,2 Gew.-/1 TiOp pigmentierte Polycaprolactam-Autoklavschnitzel mit einer relativen Lösungsviskosität von 2,76 in I^iger m-Kresollösung werden in einer Roatspinnanlage aufgeschmolzen und, bei 280⁰C durch 9-Löch-Düsen mit Lochdurchmessern von 0,25 mm ge-. drückt, in einem Blasschacht mit 22⁰C Blasluft abgekühlt, mit einer wäßrigen Emulsion des ölsäuretriglycerids, eines Phosphorsäureesters und eines nichtionogenen Emulgators präpariert, einmal um eine mit 1400 m/inln laufende Abzugsgalette mit in geringem Hit 1.2 wt .- / 1 TiOp pigmented polycaprolactam autoclave chips with a relative solution viscosity of 2.76 in 1 ^ iger m-cresol solution are melted in a Roat spinning plant and, at 280 ⁰ C through 9-hole nozzles with hole diameters of 0 , 25 mm ge. presses, cooled in a blow duct with 22 ⁰ C blown air, prepared with an aqueous emulsion of oleic acid triglyceride, a phosphoric acid ester and a nonionic emulsifier, once around a take-off godet running at 1400 m / inln with a little

-4- 009832/1786-4- 009832/1786

Abstand angebrachtem Keramikstab geführt, 5 mal um ein auf 205 C beheiztes, 4000 m/min lawfendes Streekgalettenpaar geschlungen
und einer 1,5 i° langsameren, friktionsgetriebenen Aufwickelspule zugeführt. Die aufgetragene ölmenge der Faden soll zwischen 0,4 und 0,8 /ό liegen. Die Streck- und Wickelapparatur befindet sich in einem auf 22⁰C und 50 tfo-t. F» konditioniertem Raum. Der
Schmelzaustritt wird hierbei so eingestellt, daß der auf die Aufwickelspule auflaufendeNeunfilament-Faden einen Titer von 50
dtex hat. Das Anlegen des Fadens erfolgt mit einer Luftinjektor-Düse. Die 'so ersponnenen Zero-Twist-Fäden können direkt von den
Spinnspulen bei sehr geringen Fehlerzahlen geschärt und zu streifenlos anfärbbaren Wirkstücken verarbeitet werden. Sie zeigen
folgende technologische und phänomenologische Eigenschaften:A ceramic rod attached at a distance, looped 5 times around a pair of streek godets heated to 205 C, 4000 m / min lawfendes
and fed to a 1.5 i ° slower, friction-driven take-up spool. The amount of oil applied to the thread should be between 0.4 and 0.8 / ό. The stretching and winding apparatus is in one at 22 ⁰ C and 50 tfo-t. F »conditioned space. Of the
The melt outlet is adjusted so that the nine filament thread running onto the take-up spool has a titer of 50
dtex has. The thread is applied with an air injector nozzle. The zero-twist threads spun in this way can be taken directly from the
Spinning bobbins are warped with a very low number of defects and processed into knitted pieces that can be dyed without streaks. they show
the following technological and phenomenological properties:

Reißfestigkeit: 5,5 g/d/fcex
Bruchdehnungϊ 35 $Tear strength: 5.5 g / d / fcex
Elongation at break 35 $

^Winkelabstand der
scharfen GuK tk-Strahlungsinterferenzen
(200) und (020) 1,55 Grad^ Angular distance of the
sharp GuK tk radiation interference
(200) and (020) 1.55 degrees

Intensitätsverhältnis der
(002)- und (200)-Inte rf e r e nz en 0,19Intensity ratio of the
(002) - and (200) -Interferences 0.19

Beispiel 2 - Example 2 -

Polycaprolactamschnitzel aus einer vollkontinuierlich arbeitenden Kondensationsanlage, die 0,3 f» TiO₂, 0,2 % mit Methanolextrahierbare Anteile und eine relative Lösungsviskosität von 2,8 in m-Polycaprolactam chips from a fully continuous condensation plant, the 0.3 f » TiO ₂ , 0.2 % with methanol extractable proportions and a relative solution viscosity of 2.8 in m-

T λ -o ™* _K Q0 9 8 32/178 6T λ -o ™ * _K Q0 9 8 32/178 6

Le A 12 003 - 5 - Le A 12 003 - 5 -

Kresöl-haben, werden bei einer gegenüber Beispiel 1 um 25^ ■minderten Austrittsmenge wie in Beispiel 1 gesponnen und präpariert. Die Abzug.sgalet.te wird auf 1000 m/min, die auf -"2TO € geheizte Streckgalette. auf 3000 m/min eingestellt. Der Faden wird einmal um die Abzugsgalette und Keramikstab und sechsmal um die Streckgalette und eine in geringem Abstand laufende luftgelagerte Beilaufrolle geführt und auf eine mit 1 $ Verzug laufende friktionsgetriebene Wickelspule aufgewickelt. Der Streck- und V.ickelraum ist nicht konditioniert. Die fertigen Fäden besitzen die gleichen Eigenschaften wie die Fäden des Beispiels 1. Bei Anwendung von heißer Druckluft in der Beilaufrolle ändern sich-die Fadeneigenschaften praktisch nicht. Bei. der Verarbeitung dieser Fäden werden ebenfalls nur sehr geringe Fehlerzahlen in der Größenordnung von <0,1 auf 1 kg registrierte Cres oil are spun and prepared as in Example 1 with a discharge amount reduced by 25% compared to Example 1. The haul-off godet is set to 1000 m / min, the stretch godet heated to - "2TO € is set to 3000 m / min. The thread is set once around the haul-off godet and ceramic rod and six times around the stretch godet and an air-bearing run at a short distance Guide roll and wound onto a friction-driven winding spool running with a $ 1 delay. The stretching and winding space is not conditioned. The finished threads have the same properties as the threads in Example 1. When hot compressed air is used in the guide roll, the thread properties practically not

Beispiel 3 - - ; . V ■"-.-. V- _-.· Example 3 - -; . V ■ "-.-. V- _-. ·

Aus einer 4-IiQch-Düse mit Lochdurciuseai em von 0,6 mm wird bei einer Gesamtaustrittsmenge von 27 g/min aus einem Extruder eine Polycaprolactamschmelze gesponnen, die direkt einer vollkontinuierlichen Kondensationsanlage entnommen wird. Die Schmelze ist nicht pigmentiert. Die Masse besitzt eine, relative Lösungsviskosität von 3,1 in m-Kresol und.2,5 i° mit Methanol extrahier bare Anteile. Die Düsentemperatur beträgt 29O⁰G* Die 4 !Filamente wer-' den mit einer wasserfreien Präparation auf Basis Fettsäureester, Fettsäureäthanolamid und nichtionogener Emulgator· benetzt, 3 mal¹ um die mit 254 m/min laufende Abzugsgalette einschließlich einer mitlaufenden Beilaufrolle geschlungen.und durch zwei auf 215 C bezeizte Streckgaletten, die 5 mal umschlungen werden, im Verhältnis 1 ί 4,5 verstreckt. Die Aufwicklung dieser Filamente erfolgt mit einer mit konstanter Wickelspannung arbeitenden Wickelvorrichtung. Die Filamente sind wasserklar und glänzend«, Ihre / Reißfestigkeit beträgt 7,3 g/dtex bei 24 i° Bruchdehnung. Ihre relativen Schlingen- und Knotenfestigkeiten. liegen deutlich über A polycaprolactam melt is spun from an extruder at a total output of 27 g / min from a 4-tube nozzle with a hole diameter of 0.6 mm and is taken directly from a fully continuous condensation unit. The melt is not pigmented. The mass has a relative solution viscosity of 3.1 in m-cresol and 2.5 i ° with methanol extractable portions. The die temperature is 29o ⁰ G * The 4! Filaments advertising 'the wetted with a water-free preparation on the basis of fatty acid ester, and nonionic emulsifier Fettsäureäthanolamid ·, 3 times ¹ geschlungen.und to 254 m / min running godet including a traveling companion roll by two stretching godets heated to 215 C, which are wrapped around 5 times, stretched in a ratio of 1 ί 4.5. These filaments are wound up with a winding device that works with constant winding tension. The filaments are water-clear and shiny. Their / tear strength is 7.3 g / dtex at 24 ° elongation at break. Your relative loop and knot strengths. are well above

80$. ; ..". — ■■' : ■ ' : -VV ^: $ 80. ; .. ". - ■■ ': ■': -VV ^:

L₈ A 12 0Q3 -6- ■■-.· 009832/1786 L ₈ A 12 0Q3 -6- ■■ -. 009832/1786

Claims

Claims ■■ "■".,

χ. Kontintiierliche.s spinning and Streekmuseum method veratreckter polyamide-ö-Iaeden for the production, characterized in that immediately after -.'- cooling up to 220 ⁰ C temperaturbeständigeil preparations provides the spun from the polyamide melt with a Päden, then subtracts with a displacement -and. ' Artäöhließend with 170 to 220 ° C hot galettes stretched 2.5 to 5.5 times and fixed, after which the stretched threads are wound up or deposited.

2 ". Continuous spinning and drawing process according to claim 1, characterized »that one with the help of a heated Streekgälettenpäares stretched. ·

5 * Continuous spinning and drawing process according to claim 1, characterized in that mah: stretched with the aid of a heated stretch godet with an idler roller.

Le A 12 003. ' ■ ·: ■ - 7 - " _ΛΛ

——■ 009832/1786—— ■ 009832/1786

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