DE2004558A1 - Verfahren zum Strecken von Polyesterfäden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sum Strecken τοη Polyesterfftden· Insbesondere betrifft dl« Irfindung tin Verfahren sum Strecken von Polyeeterflden, bei de« die Streckstelle fixiert ist und «in Fadenbruch und die Aufwicklung der gebrochenen Tiden um die Streekwalsen verringert ist, wobei die erhaltenen gestreckten fiten eine einheitliche Zugfestigkeit, einheitliche Dehnung und nur eine sehr geringe Ilausehbildung seigern·

Sie üblichste Einrichtung sum Strecken von PoIyesterflden besteht in der Anbringung τοη erhiteten Heifteinriohtungen, beispielsweise Stumpf dornen oder Platten, Bwiechen der führwalse und der Streokwalie und im ßtrekken der fäden durch eine feststehende Strecketeile an dem Dorn oder der Platte· Dieses Verfahren ist siemlioh wirksam, wenn der Denienrert der »u streckenden Flden niedrig ist und die Streokgesohwindigkeit niedrig ist\

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wenn Jedoch fäden mit starken Denierwert gestreckt werden sollen, ist es schwierig, einheitlieh den gesamten faden über den Querschnitt sa erhitsen and deshalb nimmt der Fadenbruch und die Aufwicklung der gerissenen fäden am die Streckwalze während des Streekarbeltaganges sa, was eine ungleiehmäseige Verteilung τοη physikalischen Eigenschaften and flaaschbildang in den gestreckten fäden ergibt«

Weiterhin wird auch, wenn die Streckgeschwindigkeit erhSht wird, die Seibang »wischen dem feststehenden Dorn oder der feststehenden Platte and den darüber laufenden Tiden erhSht, wodurch sieh häufig ein fadenbruch ergibt, was ein sufriedenstellendes Strecken unmftglieh macht·

Deshalb werde Torgesehlagen, derartige feststehende Heiseinriehtangen nicht ansuwenden, sondern mehrere erhitste Führwalscn ansuwenden, wobei die fäden aaf den VaI-sen Ia Ziek~Zack-forn geführt werden, damit sie ausreichend orhitst und in hoher Oesohwindigkeit gestreckt werden (tritt·**· Patentschrift 67* 625)·

Bei dem Torstehendem Verfahren werden die fehler des erstamfgeführten Terfahrens im allgemeinen Texmieden, jedoeh tretem neue Probleme auf, wie Tersehiebung des Streekpumktes, leibehaltmng τοη nichtgestreckten Teilen in dem gestreckten fäden, lufwicklung der gerissenen fäden auf die Streckwaisen während des Streekarbeltsganges, ▲uftreten τοη fadenbruch und flansohhi!dung, Zunahme einer Bnglci«hmässigkeit der lugf eetigkeit und der Dehnung der gestreckten fäden und dergleichen. Insbesondere, wenn niohtgestreekte Polyesterfäden τοη hohem Poljmerieationsgrud in hohem Streckrerhältnissen gestreckt werden, um Ptden Tem mem·* Zähigkeit mi «rieben, Terringert diese Tersehiebung des Streckpunktes die Streekbarkeit and es

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kSnnen kein· gestreckten Fäden ait einheitlichen Eigenschaften erhalten werden.

01· Aufgab· der Erfindung besteht in eine« Verfahren stm wirksamen Strecken τοη Folyesterfiden ohne Anvendang Ton feststehenden Heiseinrlchtungen, wob·! der Streekpoakt nicht beweglich, sondern feststehend 1st und bei dem solch« Störungen, nie nngleleha&ssiges Strecken, Aufwicklung der Einf&den um die Streckwals·, Auftreten τοη Fadanbruch, und Flausch und dergleichen, Termieden werden.

Eine weitere Aufgab· d«r Erfindung besteht in eine« wirtschaftlich Tort eilhaften Verfahren, nach dem PoIteeterflden mit hohen Denierwerten wirksam gestreckt werden können, das frei τοη den Torstehend aufgeführten lachteilen 1st.

Weitere Aufgaben und Torteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Ss wurde nun festgestellt, dass beim Strecken toil Folyesterf&den ohne Anwendung τοη feststehenden Beisftinrlchtungftn hoher Fadenbruch und die Aufwicklung der gerissenen Faden um die Streckwaise wahrend des Streckarbeitsganges beträchtlich Terringert werden können und eine mn* gleichmassige Zugfestigkeit und DehnungsTerteilung in den erhaltenen gestreckten F&den ebenfalls Terringert werden kann, wenn mehrere erhitste Führwaisen angewandt werden, wobei der Durchmesser mindestens der letsten Föhrwal»·, d. h. der am nftchsten sur Streckwaise liegenden Valse, 15 »m bis 30 mm betragt und die die Valse berührenden FU-den um mindestens 180 abgebogen werden, wodurch die Streckstelle auf der letsten Führwals· fixiert wird·

Das erflndungsgemlsse Verfahren besteht somit darin, dass beim Strecken τοη thermoplastischen, synthetischen Fäden zwischen mehreren, erhitzten Tunrwalsen, dl· sich mit

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praktisch der gleichen Umfangsgeschwindigkeit drehen, und mindestens einer Streckwalze, die mit höherer Umfangsgeschwindigkeit sich dreht, mindestens der letzten Führwalze ein kleiner Durchmesser, d. h. 15 mm bis 50 mm, gegeben wird, und die Fäden auf dieser Walze einer Abbiegung yon mindestens 180° bei der Kontaktierung erhalten, so dass die Streckstelle auf dieser Walze fixiert t*ird.

Weiterhin wurde festgestellt, dass beim vorstehenden Streckvsrfahren, falls die Menge des Appreturmittels (finishing agent), das auf die ungestreckten Polyesterfäden aufgetragen wird, auf eine geringere Menge als die gewöhnlich angewandte Menge eingestellt wird, beispielsweise 0,05 bis 0,6 Gew.%, die Streckstelle noch genauer an der letzten Führwalze fixiert wird und ein noch besseres Strekken durchgeführt werden kann.

Somit werden gemass einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht gestreckte Faden aus Polyester, die mindestens 85 Mo1% Äthylenterephthalat-Einheiten enthalten, zwischen mehreren, erhitzten Führwalzen, die sich mit praktisch der gleichen Umfangsgeschwindigkeit drehen und mindestens einer Streckwalze, die sich mit höherer Umfangsgeschwindigkeit als die Führwalzen dreht, gestreckt, wobei die charakteristischen Merkmale darin liegen, dass die Menge des auf den nichtgestreckten Fäden aufgetragenen Appretur- oder Ausrüstungsmittels auf 0,05 Die 0,6 Gew.£ eingestellt wird, mindestens die letzte der erhitzten Führwalzen einen kleinen Durchmesser von 15 nm bis 50 mm besitzt und die Fäden mit der Walze von kleinem Durchmesser unter einer Abbiegung von mindestens 180° in Berührung kommen, wodurch der Streckpunkt auf die Walze mit kleinem Durchmesser fixiert wird.

Während der vorliegenden Untersuchungen wurde auch

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festgestellt, dass, insbesondere bein mehrstufigen Strekken sur Herstellung von Polyeaterfäden von hoher Zähigkeit, sehr zufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden, wenn das vorstehend beschriebene Streckverfehren für das Strecken &·τ ersten Stufe angewandt wird, wobei die OberflSchentemperatur der Valze von kleinem Durchmesser 60 bis 110° C und das Streckverhältnis in der ersten Stufe das 2,5- bis 5,^fachs betragt.

In einer weiteren Aueführongaform der vorliegenden Erfindung werden nichtgeatreckte flden aus Polyester mit einem Gehalt von mindestens 85 Mol% Ithylenterephthalat» Einheiten und mit einer Eigenviakoaitat (berechnet aus dem gemessenen Vert in o-Chlorphenol bei 35° C) ^{von vor}*- sugsweise mindestens 0,75

a) «wischen mehreren erhitzten rohrwalzen, die bei praktisch der gleichen UafangsgeBchwindigkeit drehen, und mindestens einer Streckwalze, die sich mit einer höheren Umfangsgesehwindigkeit als dl« Führwalzen dreht, gestreckt, wobei die charakteristischen Merkmale darin liegen, dass die Appretur- oder AusrOstnngsmittelaufnahne der nichtgestreckten FÄden auf 0,0$ ^* 0,6 Gew.Jt eingestellt wird, mindestens die letate der erhiteten TQhrwalsen einen kleinen Durchmesser von 15 mm bis 50 mm besitst, die Oberflichentemperatur der Valse von kleinem Durchmesser bei 60 bis 110° C gehalten wird, dl· PEden mit der Valse von kleinem Durchmesser unter einer Abbiegung von mindestens 160° in Berührung gebracht werden und da« Streckverhältnis auf das 2,5- bis 5,5^ache eingestellt wird und

b) die auf diese Weise gestreckten Wden weiterhin on das mindestens 1,'Wache zwischen dieser Steckwals· und einer weiteren Streckwals·, dl· sieh mit höherer ttafang»- geschwindigkeit als die erst· Streckwalze dreht, gestreckt

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werden, wodurch auegezeichnet für industrielle Zwecke geeignete Polyeeterfäden erhalten werden*

Anschlieeeend wird das vorliegende Verfahren an Hand der beiliegenden Zeichnungen weiterhin erläutert, worin

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht sur Erläuterung der Anordnung der führwalzen und der Streckwalzen in eljler sur praktischen Ausführung des erfindungsgemäseen Verfahrens geeigneten Vorrichtung, W fig· 2 eine ähnliche Ansicht wie in fig. 1, wobei jedoch «ine Appretur- oder Auarüetungsmittel-Auftragungeeinrichtung »wischen den Führwaisen und Streckwaisen angebracht ist,

flg. 3 «ill· erläuternde Zeichnung des Streckmechanis-Bus beim vorliegenden Verfahren und

fig· 4- «ine schematische Seitenansicht der Anordnung von verschiedenen Waisen in einer Vorrichtung sur praktischen Ausführung eines mehrstufigen Streckens geaäss der Erfindung, »eigen.

In fig. 1 1st eine Ausführungafora sum Strecken von φ fftden mittels einer Vorrichtung geeeigt, die mehrere erhitste führwalsen und mehrer· Streckwaisen enthält, wobei der nichtgestreckte faden 1 in Zick-Zack-Pora auf den fünf erhitsten führwalxen 2a bis 2e, die bei der gleichen Umfangsgeschwindigkeit betrieben werden, und einer führwalse 3 von kleinem Durchmesser, die bei der gleichen Umfangsgeschwindigkeit betrieben wird und auf die gleiche Temperaturhöhe wie die funrwmlsen 2a bis 2· erhitst ist, geführt end gestreckt durch das Ab»iehen mit den vier ßtreckwal»en 4m bis 4d/, dl· mit gross er en Umfangsgeschwindigkeiten betrieben werden als dl· führwalsen. Das ßtreck-

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verhältnis liegt normalerweise zwischen dem J- and chen. Bei einem mehrstufigen Strecken wird es "bevorzugt, das Strecken der ersten Stufe in einem Streckverhältnis vom 2,5- bis 5,5fachen auszuführen und ein Gesamtstreckverhältnis vom 3 bis 7fachen zu erhalten. .

Bei der vorstehenden Ausführungsform kann eine Ölungswalze 5 zur Auftragung des Appreturmittele oder des Ausrüstungsmittels und dergleichen vor der Streckwalze 4a angebracht sein, wie in Fig. 2 gezeigt.

Gemäss dem vorliegenden Verfahren 1st es notwendig, dass mindestens die letzte Walze 3 von den mehrfachen Führwalzen einen kleinen Durchmesser von 15 mm bis 50 mm hat, ♦wie in den Zeichnungen dargestellt·

Wenn mindestens die letzte Föhrwaise 3 ia der Gruppe der erhitzten Fuhrwalzen einen Barchmesser von 15 mm bis 50 mm hat, wird eine Veränderung dee Streckpunktes markant verringert im Vergleich zu dem Fall, wo eine Führwalze von grösserem Durchmesser angewandt wird· Der Grund lässt sich in Verbindung mit Fig· 3 erläutern. Allgemein wird die Spannung der auf eine Walze aufgewickelten Uta durch die Gleichung 2?o - Έ**ιγ angegeben, worin So u&d SL jeweils die Spannung der Fäden beim Zugang zur Walze und beim Abgang von der Walze, «. den Reibungskoeffizienten zwischen der Walze und den Fäden und Q den durch Walze und Faden gebildeten Eontaktwinkel darstellen« Deshalb werden die Spannungsdifferenzen A 3P bei kleinerem Kontaktwinkel Aö unabhängig vom WalzendurchmeeBer bestimmt. Wenn nun zwei Walzen mit den jeweiligen Durchmeeßers D^. und Dp betrachtet werden, werden die Spannungsgradienten in den Fäden 2 AlZD₁ Ae bzw. SAT/BgAÖ, wie aus Flg. 3 abzuleiten. Je kleiner somit Δλτ Durchmesser der Walze ist, desto grosser wird der Spannungsgradient und

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•a wird möglich, den Streckpunkt in einer konstanten Stellung su fixieren·

Falls jedoch mindestens die letzte Walze 3 des Heizttnd Führwalzensystems einen su kleinen Durchmesser hat, der veniger als 15 mn beträgt, wird die Festigkeit des Valsensyatems verringert and es kann nicht wahrend langer Zeit gebraucht werden«

Mach dem vorliegenden Verfahren ist es weiterhin erforderlich, dass der nichtgestreckte Faden 1 so mit der Führwaise 3 von kleinem Durchmesser in Berührung kommt, dass er in einem Bogen von mindestens 180° abgebogen wird«

Falls der Kontaktbogen, der Fäden auf der Führwalze mit kleinem Durchmesser weniger als 180° beträgt, kann, selbst wenn der Valsendurchmesser wie gefordert nicht fiber 50 mm liegt, der Streckpunkt nicht an dieser Value fixiert werden, sondern bewegt sich zu der Zuführeeite des nichtgestreckten Fadens, wodurch das Auftreten von Fadenbrüchen und die Aufwicklung der gerissenen Fäden um die Streckwalzen erhöht wird, so dass ein glatter Streckarbeitsgang schwierig wird·

Das bedeutet, dass zur Fixierung des Streckpunktes zwecke Durchführung eines glatten Streckens es notwendig ist, eine Walze von kleiner Grosse mit 15 mm bis 50 mm Durchmesser mindestens als letzte Führwalze zu verwenden und die Fäden mit dieser Führwalze in einem Bogen von mindestens 180° in Berührung zu bringen.

Venn eine vorstehende erhitzte Führwalze von kleinem Durchmesser verwendet wird, kann diese Walze allein die nichtgestreckten Fäden nicht ausreichend erwärmen. Deshalb müssen erhitzte Führwalzen vor der Walze mit kleinem Durchmesser vorhanden sein, um eine ausreichende Erhitzung der Fäden sicherzustellen. Dies kann erreicht werden, wenn

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die Kontaktzeit der Fäden mit den Oberflächen der erhitzten Walzen auf einen Bereich von 1 bis 10 Sekunden eingestellt wird. Bei der Ausführungsform gemäßs Fig. 1 werden mehrere Führwalzen von relativ gross em Durchmesser, beispielsweise oberhalb 100 ram, eingesetzt, um eine ausreichende Erhitzung zu bewirken. Die Führwalze von kleinem Durchmesser steht vorzugsweise eng bei den erhitzten Führwalzen von grossem Durchmesser, vorzugsweise innerhalb eines Abstandes von 50 mm, um eine Abkühlung der Fäden zu verhindern. .

Die von den Führwalzen aufgewiesenen Gberflächentemperaturen variieren in Abhängigkeit von solchen Faktoren, wie Art des zu streckenden Polyesterfadens, Fadenstärke, Bewegungsgeschwindigkeit der Fäden und dergleichen, jedoch werden allgemein Temperaturen in der Gegend des zweiten Übergangspunktes des die Fäden bildenden Polyesters oder darüber günstigerweise angewandt. Die besonders bevorzugten Temperaturen liegen im Bereich von 60 bis 110° C, insbesondere 65 bis 100° C. Falls zahlreiche Führwalzen eingesetzt werden, kann die Führwalzengruppe auch eine kleine Anzahl von nicht beheizten Walzen enthalten, sofern das ausreichende Erhitzen der nicht gestreckten Fäden sichergestellt ist.

Die Oberfläche der Führwalze von kleinem Durchmesser hat günstigerweis· eine Spiegeloberflächen-Bearbeitung, um ein Gleiten der Fäden darüber zu verhindern und um den Streckpunkt dort zu fixieren, jedoch kann sie in bestimmten Fällen auch eine matte Oberfläche aufweisen.

Es kann nur eine oder es können mehrere Streckwaisen verwendet werden. Slatliehe erhitzten Führwaisen and Streckwaisen sind günetigerwei*· kraftangetrieben.

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Weiterhin wird beim erfindungs gemäß sen Verfahren die Appretur- oder Ausrüstungsmittelaufnahme der nichtge-β tr eckt en Fäden 1 vorzugsweise auf 0,05 biß 0,6 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der nichtgestreckten Fäden, geregelt. Allgemein wird beim Strecken von synthetischen Fäden ein Appretur- oder Ausrüstungsmittel ((finishing agent) auf die zu streckenden Fäden, während des Spinnens oder unmittelbar vor der Strecketufe aufgetragen, um die Ansammlung von statischen Ladungen zu verhindern und die Fadenbündelungeeigenschaften sowie die Streckbarkeit zu verbessern. Die Appretur- oder Ausrüstungsmittelaufnahme von ungestreckten Faden wird normalerweise auf mindestens 1,0 Gew.% im Fall von Polyesterfäden eingeregelt· Bei der bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrene wird sie hingegen auf eine so klein· Menge, wie höchstens 0,6 Gew.% verringert.

Falls der Durchmesser mindestens der letzten Führwals· 3 einen Vert von 15 mm bis 50 mm besitzt, der Bogenkontakt der Fäden mit der Führwalze von kleinem Durchmesser mindestens 180° beträgt und die Appretur- oder Ausrüstungßmittelaufnahjae auf dem nichtgestreckten Faden 0,05 bis 0,6 <*·*.% beträgt, kann der Streckpunkt auf der Führwalze 3 &it kleinem Durchmesser mit erhöhter Sicherheit fixiert werden, verglichen zu dem Fall, wo »ehr als 0,6 Gew.% des Appretur- oder Ausrüstungsmittels aufgetragen sind. Dadurch kann der Fadenbruch und das Aufwickeln der gebrochenen Fäden um die Streckwalze weiterhin verringert werden, so dass sich «in noch glatteres Strecken ergibt. Somit wird bei dieser Ausführungsfora der Erfindung auch die ungleichaaseig· Verteilung der Zugfestigkeit und der Dehnung der gestreckten Ftdtn weiterhin verringert·

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Die Art des auf die nichtgestreckten Fäden beim '

vorliegenden Verfahren aufzubringenden Appretur- oder Ausrüstungsmittels kann diejenige sein, wie sie üblicherweise bei Spinn» oder Streckstufen von Polyesterfäden angewandt werden. Diese Appretur- oder Ausrüstungsmittel werden auf die Faden in der gewünschten, üblicherweise angewandten Form, beispielsweise im ülzustand, ale Emulsion, Lösung und dergleichen, aufgetragen, wobei die hier angegebene Appretur- oder Ausrüetungemitteiaufnahme ^ den Gewichtsprozentsatz des Appretur- oder Ausrüstungs- φ mittels selbst, bezogen auf Fadengewicht, darstellt· !in die Aufnahme des Appretur- oder Ausrüstungsmittels auf einen so kleinen Wert wie 0,05 bis 0,6 Gew-% au regeln, wird .entweder das Appretur- oder Ausrüstungemittel in der angegebenen Menge auf die nichtgestreckten Fäden aufgetragen oder eine aufgetragene überschüssige Menge des Appretur- oder Ausrüstungsmittels kann von den Fäden, bevor das Strecken stattfindet, abgequetscht werden.

Da die Aufnahme des Appretur- oder Ausrüstungemittels auf den nichtgestreckten Faden nur so wenig wie höchstens 0,6 Gew.% gemäss der Erfindung beträgt, zeigen die gestreckten Fäden eine Neigung zur Ansammlung von μ

statischer elektrischer Ladung, verschlechterte Bündelungseigenschaften oder zur Schleifenbildung. Deshalb ist es die bevorzugte Praxis, eine geeignete Menge des Appreturoder Auerüstungsmittels auf die Fäden nach dem Strecken (im Fall eines mehrstufigen Streckens nach der ersten Streckstufe), jedoch vor dem Aufwickeln aufzutragen, um das Auftreten derartiger Störungen zu verhindern· Das auf die Fäden nach dem Strecken aufzubringende Appreturoder Ausrüstungsmittel ist nicht notwendigerweise dasgleiche, wie es auf die nichtgeetreckten Fäden aufgetra-

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gen wurden. Palls Polyesterfaden für Reifenkords, Bandkords, Bandleinen und dergleichen, gestrecktiwerden sollen, können Epoxyverbindungen, Isocyanat-verbindungen und dergleichen auf die Faden an einer gewünschten Stelle zwischen dem Strecken und Aufwickeliajaufgetragen werden, um dadurch ihre Haftung mit Kautschuk zu verbessern.

Das vorliegende Verfahren ist besondere wirksam für ein mehrstufiges Strecken von nichtgestreckten Faden, wobei Faden von hoher Zähigkeit für die Anwendung in der Industrie erhalten werden.

In Fig. 4- ist ein Beispiel für ein derartiges mehrstufiges Strecken dargestellt, wobei der nichtgestreckte Faden 1 dem Strecken der ersten Stufe zwischen den erhitzten Führwalzen 2a bis 2d, erhitzten Führwalzen von kleinerem Durchmesser 3a, 3b und den Streckwalzen 4a bis 4d der ersten Stufe unterworfen wird. In diesem Fall ist es notwendig, den Durchmesser der Führwalze Jb von kleinem Durchmesser auf einen Wert von 5 raa bis 50 mm zu bringen und den Bogenkontakt der Fäden mit der Walze 5b auf mindestens 180° zu bringen. Weiterhin ist es günstig, die Appretur- oder Ausrüstungsiaittelaufnahme der ungestreckten Fäden 1 innerhalb eines Bereiches von 0,05 bis 0,6 Gew.# einzuregeln. Es ist auch notwendig, da&s die Oberflächentemperatur der erhitzten Führwalzen 2a bis 2d und der erhitzten Führwalzen 3a» 3b von kleinerem Durchmesser im Bereich von 60 bis 110° C liegt und das Streckverhältnis in der ersten Stufe sollte im Bereich von 2,5-bis 5»5f&chen, bevorzugt 3,5- "biß 5i°fachen, liegen. Falls die Temperaturen und Streckverhältnisae auaaerhalb der angegebenen Bereiche liegen, wird die Fixierung des Streckpunktes unvollständig und die Fäden zeigen eine Neigung zum Bruch und bilden Flausch während des Strek-

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kens in den zweiten und nachfolgenden Stufen, so dass keine gestreckten Fäden von einheitlichen Eigenschaften erhalten werden.

Anschliessend werden die in der ersten Stufe gestreckten Fäden weiterhin um das mindestens 1,1 fache, vorzugsweise das 1,2- bis 1,7fache durch das Strecken der zweiten Stufe zwischen den Streckwalzen 4a bis 4d der ersten Stufe und den Streckwalzen 7a bis 70 der zweiten Stufe gestreckt. In diesem Fall werden die Faden vorzugsweise auf etwa 120 bis 3500° C während des Streckens der zweiten Stufe erhitzt. Als Heizeinrichtung 6 gemäss Fig. 4 ist ein Schlitzerhitzer geeignet ,da dabei die Heibung mit den laufenden Fäden, vermieden wird, so dass sich eine hohe Streckgeschwindigkeit ergibt. Um die Temperatur der Atmosphäre in dem Schlitz auf 120 bis 300° C, wie vorstehend angegeben, zu erhöhen, ist es notwendig, den Erhitzer selbst auf 200 bis 400° C zu erhitzen. Zwischen den Streckwalzen 7e und 7f der zweiten Stufe ist günstigerweise eine Ölungswalze 5 zur Auftragung eines Appretur- oder Ausrüstungsmittels auf die Fäden angebracht.

Sann werden die in der zweiten Stufe gestreckten Fäden zwischen den Streckwalzen 7& bis 7d ö.er zweiten Stufe und den Antriebswalzen 9a bis 9® zu der gestreckten, konstanten Länge oder zum Schrumpfungszustand im Bereich von 1,2- bis 0,8fachen der Länge vor der Wärmebehandlung wärmebehandelt. Die Heizeinrichtung 8 kann in diesem Fall ein ähnlicher Schlitzerhitzer sein, wie er beim Strecken der zweiten Stufe angewandt wurde« Die temperatur der Atmosphäre in dem Schlitz liegt im Bereich von 120 bis 300° C

Vie bereite ausgeführt, ist es günstig, nichtgestreckte Fäden aus Polyester mit einer Eigenviskosität von mindest ene 0,75 aur Herstellung von Fäden von hoher Zähigkeit

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bei diesem mehrstufigen Strecken anzuwenden.

Die im Eahiaen der Erfindung eingesetzten, nichtgestreckten Polyesterfäden sind aus einem hochmolekularen Polyester aufgebaut, der mindestens 85 Mol#, vorzugsweise 95 Mol#, wiederkehrender Struktureinheiten der Formel

^P besitzt· Als ungestreckte Fäden können solche eingesetzt werden, die in irgendeiner gewünschten, üblicherweise angewandten Spinneinrichtung gesponnen wurden.

Der Auedruck "Polyester" wird somit unter Einschluss von modifiziertem Polyethylenterephthalat, wobei nicht mehr als etwa 15 Mol# anderer Ester bildenden Einheiten zugesetzt sind, verwendet. Als derartige in kleineren Mengen zuzugebende weitere Ester bildende Einheiten seien die folgenden als Beispiele aufgeführt: Diäthylenglykol, weitere Polymethylenglykole mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, Hexahydro-p-aylylenglykol, aromatische Dicarbonsäuren, wie Isophthalsäure, Dibenzoesäure, p-tert.-Phenyl-4,4^M-A dicarbonsäure und Hexahydroterephthalsäure, aliphatische Säuren, vie Adipinsäure, Hydroxysäuren, wie Hydroxyessigsäure und dergleichen.

Die Eigenschaften der nichtgeetreckten Fäden sind an sich nicht kritisch, jedoch werden Fäden mit einer Mgenviskosität von mindestens 0,3t vorzugsweise aindeetene 0,75 t und einer Doppelbrechung im Bereich ύοά 0,0005 tie 0,0120 bevorzugt. Bei ungeetreckten Fäden mit einer Doppelbrechung auetrhalb de· angeführten Bereiches zeigt eich eise Neigung zur Auebildung von Streckfehlern oder zu erhöhte» Fadenbruch während dea Streekarbeitagen-

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ges. Die lachte der nichtgestreckten Faden ist vorzugsweise nicht hoher als 1,35 g/cm , da sich sonst eine Neigung zum erhöhten Fadenbruch während des Streckens einstellt. ,

Weiterhin können die zu streckenden Fäden eine gewünschte Qaersehnittsgestalt besitzen, beispielsweise kreisförmig sein oder andere modifizierte Formen aufweisen· Das vorliegende Streckverfahren ist auch für samtliche Mehrfäden und Taue für Stapelfasern anwendbar, ,während es besonders wirksam zum Strecken von nichtgestreckten Fäden von hohen Denierwerten, beispielsweise oberhalb 2000 Denier, bei hohen Streckverhältnissen ist.

Bei dem vorliegenden Verfahren kann sogar mit Fäden von derartig hohen Denierwerten der Streckpunkt fixiert werden. Infolgedessen haben die erhaltenen gestreckten Fäden eine einheitliche Zugfestigkeit und eine einheitliche Dehnung und wenig Flausch und stellen Produkte von hoher Qualität dar. Weiterhin sind sowohl Fadenbruch als auch Aufwickeln der gerissenen Fäden umjäie Streckwaisen verringert und es ergibt sich eine verbesserte Produktions wirksamkeit.

Es ist beim vorliegenden Verfahren auch möglich, zahl reiche Stränge-von Fäden parallel zu führen und sie gleich zeitig zu strecken.

Die die Eigenschaften der Polymeren und der Fäden angebenden Werte wurden auf folgende Weise bestimmt:

Die Eigenviskousität eines Polymeren gilt als Norm für den Polymerisationsgrad des Polymeren und entspricht folgender Formels \ -

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In der Formel wird tr normalerweise als relative Viskosität "bezeichnet, die durch Division der Viskosität einer verdünnten Lösung des Polymeren durch die Viskosität des angewandten Lösungsmittels erhalten wird, welche bei der gleichen Temperatur "bestimmt werden. Der Wert "cⁿ bezeichnet die Polymerkonzentration in der Lösung, angegeben in g/100 cm*. Die hier angegebenen Viskositäten wurden aus den Werten berechnet, die bei 35° C unter Verwendung von ortho-Chlorphenol als Lösungsmittel gemessen w wurden.

Bekanntlich ist die Bel&stimgs-Dehnungs-Kurve und die aus dieser Kurve errechneten Bruchfestigkeiten und Bruchdehnungen hinsichtlich der Form und des Wertes entsprechend der Länge des Versuchsprobestückes und der Dehnungsgeßchwindigkeit variabel· Im vorliegenden Fall wurde der Spannungsversuch mit 20 cm langen Proben bei Spannungsgeschwindigkeiten von 50 %/MLnute unter Standardbedingungen (20° C, relative Feuchtigkeit 65 &) unter Anwendung eines Instron-Spannungsmessgerätes durchgeführt.

Beispiel 1

™ Taue aus nichtgestreckten Polyäthylenterephthalatfäden mit einer Eigenviskosität von 0,62, einer Doppelbrechung von 526 χ 1O~^, einem Einfaden-Denier von 5 den und einem Gesamtdenier von 1 600 000 den wurden mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung gestreckt.

Die Führwalzen 2a bis 2e hatten Jeweils Durchmesser von 500 mm und Oberflächentemperaturen von 75° C und die Führwalze 3 von kleinem Durchmesser hatte eine Oberflächentenrperatur von ebenfalls 75° C, während der Durchmesser und der Kontaktbogen der Fäden hierauf bei jedem

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Versuch variiert wurde. Pas "bei. den* Versuchen angewandte Streckverhältnis"betrug das 3»9fache und die Streckgeschwindigkeit betrug 100 m/Minute. Die Appretur- oder Ausrustungsnitt elauf nähme der nichtgestreckten Faden betrug 0,5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Fäden.

Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle I zusammengefasst.

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Tabelle I

Versuchs- Durch- Bogen- Um die Streckpunkt-

Kr. messer kon- Streckwalze Inderungsbereich** d.Walze 3 takt aufgewickel- (mm)

	(mm;	r;	te Menge an gebrochenem Faden * (g/Stunde)	± 22	+ 2
Übliches Verfahren	300	180	0,24	Streckpunkt wander te von der Walze mit kleinem Durchmesser	± 1 ■ i
A	35	120	0,19	aus	Streckpunkt wander-
B	35	180	0,01
C	35	540	0,00
D	45	120	0,12

180

0,01

te aus der Walze mit kleinem Durchmesser

aus

± 5

F	45	540	0,01	+ 4
G	55	120	0,17	+ 18
II	55	180	0,12	± 15
I	55	540	0,13	+ 12

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'4S-

Tabelle I (Forts.)

Versuchs-Nr. ■ ■■■

Fadenbruch*** Festigkeits- Dehnungs- Bemer-(Anzahl/Tag) verteilung verteilung klingen

(g/den) (%)

"übliches
Verfahren

3,8 3,5

6,10+ 0,6 29,8 + 4,8 Vergleich 5,90 + 0,8 31,0 + 4,4 Vergleich

6,02 + 0,2 30,4 +1,8 erfin-

dungsgem.

C	1	O	5,95 +	0,2	31,6	+ 1,5	Il
D	2	,0	5,90 +	0,7	30,8.	± *i5	Vergleich
E ■	1	0	6,08 +	0,3	29,5	+ 2,0	erfin-
						dungsgeia.
F	0	6,01 +	0,2	30,0	± 2,3	Il
	,2-	6,00 +	0,5	29,9	+ 3,8	Vergleich
II	,0	6,05 ±	0,4	30,6	+ 4,0	Vergleich
I	,8	5,98 +	0,4	30,8	+ 3,5	Vergleich

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Anmerkungen zur Tabelle I

* "Um die Streckwalze aufgewickelte Menge an gebrochenem Faden" bezeichnet die gemessene und um die Streckwalze während des Streckarbeitsganges aufgewickelte Menge W' an gerissenen Fäden, angegeben in g/Stunde,

** "Streckpunkt, Änderungsbereich" wurde durch Beobach·*

tung mit dem unbewaffneten Auge bestimmt ♦** "Fadenbruch" bezeichnet die Häufigkeit des gesamten Fadenbruchs während des Streckarbeitsganges Je Tag,

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-Pill

Aus der vorstehenden Tabelle ergibt es sich deutlich, dass bei den Versuchen B, C, E und P im Bahmen des vorliegenden Verfahrens die Änderung des Streckpunktee sehr gering war und die Streckbarkeit bemerkenswert verbessert wurde, insbesondere im Vergleich zu der üblichen Praxis der Anwendung lediglich von für Waisen mit grossem Durchmesser und dass infolgedessen gestreckte Fäden von einheitlicher Festigkeit und Dehnung erhalten wurden.

Beispiel 2

Ungestreckte Fäden aus Polyäthylenterephthalat-Adipat (3,0 Mo 1% Äthylenadipat waren c©polymerisiert) mit einer Eigenviskosität von 0,80, einer Doppelbrechung von 200 χ 10" , einem Einfaden-Denier von 25 den und einem Gesamtdenier von 6250 den wurden mit 0,45 % eines Appreturmittels ausgerüstet ι um das 4,2fache mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung gestreckt und weiterhin um das 1,4-fache in einem Schiitserhitzer bei 200° C gestreckt, worauf eine Schrumpfung von 5 % in einem Schlitzerhitzer bei 210° C folgte. Der Durchmesser jeder Führwalze 2a bis 2d gemäßs Fig. 1 betrug 250 mm, derjenige der Führwalzen 2e und 3 betrug 20 mm und die Oberflächentemperatur sämtlicher Führwalzen betrug 70° C. Der Kontaktbogen der Fäden auf der Führwalze 3 betrug 190°· Bei diesem Versuch war eine Änderung des Streckpunktee praktisch nicht vorhanden, wie sich aus Tabelle II ergibt, und es zeigte sich ein ausgezeichnetes Streckverhalten. Die erhaltenen gestreckten Fäden wiesen eine einheitlich« Zugfestigkeit und eine einheitliche Dehnungeverteilung auf· Vtnn hingegen der Durch»*»«er der Führwalzea 2· und 3 «** 250 mm erhöht wurde, d. h. die gleich* Gröese wi· di· Übrigen Führwftlsen 2« bis 2d g·*!*· der üblichen !Praxis, könnt·

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200A558 U

eine Veränderung des Streckpunktes festgestellt verdenjund es konnten keine einheitlich gestreckten faden erhalten werden·

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Tabelle II Streckpunkt um die Streckwaise Fadenbruch Feetigkeits- Dehnunge

inderungebe- der zweiten Stufe (Anzahl/Tag) verteilung verteil·

reich aufgewickelte Menge (g/den) (%)

(stm) an gebrochenen Fäden

(g/Stunde) ^ „

Erfindung·- .0 0 0,3 9»0 + 0,2 12,0+0,5

° übUchee 20 0,10 4,8 8,3 ± 0,5 11,0+0,7 ° Verfahren

cn cn οα

-ar-

Beispiel B

Tau· aas angestreckten Faden aaa Polyethylenterephthalat alt einer Bigenviskosit&t von 0,65, einer Dop» pelbrechnng von 632 ζ 10% eine» Einfaden-Denier von 6,5 den and eines Gesastdenier von 1 600 000 den «orden in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung geetreclct·

Sie rohrwalzen 2a Me 2e hatten einen Durchmesser von jeweils 300 am und eine Oberfllchentesiperattir von 73° C und die Führwals· 3 von kleinem Durchaeaeervi o· einen Durchmesser von 45 na und eine OberfläGhenteoperatur von 73° C auf. Der Kontaktbogen avr FSden auf der FChrwalze von kleinem Dorchaesser betrog 190°· Die Appreturmittelaufnahme der ongeetreckten FSden, die in der Spinnetofe aufgetragen wurde, wurde bei jede» Versuch variiert· Das Streckverhältnis betrog das 3,6fache and die Streckge~ schwindigkeit betrog 100 a/MLnate*

Die Ergebnieee sind in Tabelle III sueemengefasst·

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gabelle III

Yereueha- Appreturmittel--

«KF· $X& ίΠΓ* ft fiff\^ cL03r ^XTT"**

B C

gestreckten Fäden (Gew.%)

0,5 0,7

1,0 TM die Streckwalze Streckpunkt Fadenbruch aufgewickelte Menge Inderungebereich

grebrocheiie lg/Stunde)

O₁OO 0,CA 0,06

t t

0 0,8

-3
CD
IO

cn cn co

It

Aas d«a vorstehenden Ergebnissen zeigt es sich deutlich, dass bei einer Verminderung der Appreturmittelauf -nahme der ungeetreckten Tiden eof nicht mehr eis 0,6 % der Verinderanffebereich dee Streckpunktes Terringert wird und das Verhalten dee reden beim Strecken markant verbessert wird·

Beispiel 4

Qogeatreekt· Faden ens Polyäthylenterephthalat-Adipat (3,0 Hol* Ithylenadipat waren copolyaerisiert) alt einer Xigenviskositftt von 0,78, einer Doppelbrechung von 183 x 10"**, eine« Elnfadendenler von 25 den, einem Geeamtdenier ron 5840 den and einer Appr«tarmittelaafnehme von 0,45 Gew.% worden mit der in Hg· 4 geseigten Vorrichtung gestreckt· Sie fOhrvalsen 2a bis 2d hatten jeweils einen Durchmesser von 230 am and eine Oberflftcshentesperatar von 70° C und die FQhrwelsen 3* und 3b von kleinen Durchmesser wiesen einen Durchmesser von 20 ■» and eine Oberfllchenteaperatur von 70° C eof· Der Kontaktbogen des Jaden sit der FÜhrwals· 3b von kleine« Durchmesser betrag 5*0°. Des Streckverh&ltnis in der ersten Strecketufe betrag das A 3fache, dasjenige in der »weiten Streckstufe das I₁Afache und die Temperatur des Bchlitses im Schlitserhitser 6 betrag 200⁰C. Sie auf diese Weise gestreckten Itden worden dann unter eine« Strecken eof das 1,0Jfach· in «in«« Schlitserhitser 8 wirmebehandelt _v der auf eine solch· Temperatur erhitet war, das« di· Xtmo^hlr· im Schlits bei 200° C wtbrend der dritten Behendlungsstufe gehalten ward·· B»i diese« Versuch wer eine Inderang des epkts praktisch nicht fest*usteilen, wie warn Tabelle IT su entnehmen, and di· Hden «•igten ein ausgezeichnetes Strecverhalten« Weiterhin meig-

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";■■.;■ ; ■; ;.;■ η -

ten die erhaltenen, gestreckten m&iltai höchstens eine geringe Ungleichmäesigkeit der Zugfestigkeit und der Dehnung.

Venn hingegen der Durchmesser der Führwaise Jb auf mehr als 50 mn erhöht wurde oder wenn der Kontakfbogen der Fäden auf der Führvalse 5b auf veniger als 180° verringert wurde, wurde die Veränderung der Streekpunkte bemerkenswert und es konnten keine einheitlich gestreckten Fäden erhalten werden· · ,

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»Dabelle IV

O O CO OO JC-OO

B C

Versuchs- Durchmesser Xontakt- Streckpunkt Auf der Br* der fQhnralse bogen der Änderung*- Streckwalse

Faden auf bereich der »reiten (am) der Führ- (na) Stufe aufge-

valse 3b wickelte Meng·

(°) an gebrochenem

Faden (g/den)

20 20

55

540

150 5*0

5 16 Faden- Festigkeits- Behnungs- Bemerbruch verteilung verteilung kungen (Ansah!/ (g/denT '"*

0,09 0,12 + o,4 erfindt

0,1 9i1 ± 0,2

3,0 8,9 «· 0,4 11,9 + 0,6 Vergleich

3,6 8,7+0,5 11,5+ 0,8 Vergleich

cn cn

2Ο0Λ558

Beispiel ?

Ungestreckte Faden aus Polyethylenterephthalat mit einer Eigenviskosität von 0,92» einer Doppelbrechung von 200 χ 10", einem Einfaden-Deni er von 21,8 den, einem Gesamt denier von 5430 den und einer Appreturmittelaofnahae von 0,40 Gew.% wurden in der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 4 gestreckt.

Die Oberflächentemperatur der Führwalzen 2a bis 2d, M 3a und 3b betrug 80° C, der Kontaktbogen der Fäden auf der Führwalze "fb mit kleinem Durchmesser betrug 190°, das Streckverhältnis in der ersten Stufe des Streckens betrug das 4,Ofache, das in der zweiten Streckstufe betrug das 1,4fache und die Schlitzinnentemperatur des Schlitzerhitzers 6 betrug 200° C. Die auf diese Velse gestreckten Fäden wurden in einem Schlitzerhitzer 8 wärmebehandelt, der so erhitzt war, dass die Schlitzinnentemperatur in der dritten Behandlungsstufe bei 210° C unter einer Schrumpfung von 3 % gehalten wurde. Bei dem Versuch war eine .änderungdes Streckpunktes praktisch nicht festzustellen und die Fäden zeigten ein ausgezeichnetes Streckverhalten· ν Die erhaltenen gestreckten Fäden zeigten höchstens eine ™ geringe Ungleichmässigkeit der Zugfestigkeit und der Dehnung.

Venn hingegen das Streckverhältnis in der ersten Stufe ausserhalb des angegebenen Bereiches vom 2,5- bis 5 »fachen gewählt wurde, konnte der Streckpunkt auf der Führwalze 5b von kleinem Durchmesser nicht fixiert werden. Auch wenn die Oberflächentemperaturen der führwalzen 2a bis 2d, 3a und 3b aase erhalb dee angegebenen Bereiches von 60 biß 110° C gehalten wurd·, konnte der Streckpunkt nicht auf der VaIz e 3b mit kleinem Durchmesser fixiert werden und es

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trat häufiger da» nachteilige Aufwickeln um die Streckwalse, Flauachbil&ung und Fadenbruch auf.

Si« Ergebniaae sind la Tabelle V sueaamen£efaset.

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Tabelle V

Versuchs- Streck- Streck- Gesarat- Ober- Streckpunkt

Nr. verhält- verhalt- streck- flächen- ibiderungs-

. .- · nis in d.nis in d. verhält-'tempera- bereich ·

/ersten zweiten nis tür der (mm)

Stufe . Stufe (fach) Führwal-(fach) (fach) zen

(⁰C)

A ·■■■■■'	4,0	1,5	5,6	80	+ 1
B	2,0	2,8	5,6		Streckpunkt vranderte von. der VaIze mit kleinem Durch
				80	messer aus
C	5,6	1,0	5,6	40	Il
D	4,0	1,5	5,6	130	It
E	4,0	1,4	5,6	"»

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Tabelle V (Forts.)

Versuchs- Um die Faden- Festigkeits- Dehnuncs-Nr. Streckwalze bruch verteilung verteilung der zweiten (Anzahl/ (g/den) (%)
Stufe aufge- Tag)
' wickelte
Menge an gebrochenen
Fäden
(g/Stunde) _

A .0,0 0 9,5 + 0,2 11,3 + 0,4 __: B-" '1,5 15 9,0+ 0,4 10,7 + 0,9

C · 2,4 28 8,8 + 0,7 9,8 + 0,9 ^: D 1,3 _v 18 9,3+0,4 10,7+0,8 E 0,7 12 8,9 + 0,6 11,1 + 1,0

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Claims (1)

1. Verfahren stut Strecken von Polyester faden, wobei tmgeatreckte Fäden au«Polyestern ndt einem Gehalt von mindestens 85 HoIJt Ithylentereplith&lat-Einheiten zwischen mehreren erhitzten F8hri*alieöj' die sieh alt praktisch der gleichen XJal'tngsgeaehwin&Igkelt drehen, und einer Streckwaise, die eich mit höherer digkeit ale die Pührwaleen dre&fe, gestreckii werden» dadarch gekennzeichnet, dass mindestens ale letate KibrvalEe eine V&lse «it kleinem Darcteae*«er von 15 mm bin 50 im. angewandt wird and der Kontaktbügel* der Fäden auf der VaI-se aindoatena 180° betrfist, so dass d«r Str«cli.punlct auf dieaer Vala« fixiert wird. ■■ . ■■;■._■. ..-. · ·.'_ .■■-■_

   2· Verfahren nach Aujfpraeli 1, dadnreh gekemneichnet, daaa nichtgeatreckte PoljAaterfSdexi Aüit ©ln»ia Auftrag von 0,05 bia 0,6 Cew.Jt ein«· Appretoi?- oder ▼erveadet werden.

   3- Verfahren nach Ansprach 1 ader 2, dadarch seichnet, dass

   von kleinta £ttretee«eer τοη 60 bic 110° C «Bgeinaidt wird. %. Verfahren «im atr«ucen von Poly««t«fSd«a, »»I»·! (a) nicht eeete 3HMLen ajM yolyeetern alt «inea Oehelt von ^Blätoteov a& I^ •eben mehreren exhi«sten Idsnmliee, die sieh Bit der gl»ieiien litfingegie^liil rtdltfr^Jt dgeiMin, qaa aindetem

   <S#r e3»tan Stafe, die «ie^ »it «iaer 1&* *1« die Si^'wel»«» dreht, ge-

   •treckt verdea, dadurch g*k«ai*eie!mefc, da*« di· Mesee de» etif die rdeht«e#teeekteß lailiaa staffebrachtta J^pretejv oder

   «ef 0,C^ M* 0,6 Geir.Jt des· ISdea «iag·-

   regelt "■»toi» sdaAee*«» sale Xetite Ttührwmls« eizM Valse alt

   7S2

   klein·« Durchmesser von 15 s» bis 50 ma verwendet wird, dl« CberflSchenteoperatur der FQhrvalse von !deinem Darch-Bmi7 bei €0 bi· iiO° C gehalten wird, der Kontaktbogen dex F&dtn auf der iHfhrwalse ait kleinem Durchmesser bei mindestens 180° gehalten wird und das Streckverhältnis au dem 2,5- bis5»5fachen der ursprünglichen IÄnge eingeregelt wird und (b) die auf diese Weise gestrecktem FIden weiterhin im Anschloss svischen der Streckwalxe der ersten am Stufe und einer weiteren Streckwalze, die sich mit einer bÄieren Uifengsgeefthiri ndi gkait als die Streckwalze ersten Stufe dreht, tm das mindestens 1,1fache gestreckt

   5· Verfahren nach Ansprach 1 bis 4_t dadurch gekennseiehnet, dass ein Titer der engestreekten Polyeeterftden Ton oberhalb 20QO Denier angewandt wird.

   6. Verfahr«n nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekenn~ seiohnet, dass Hden ans Pol^lthylenterephthalat als Polyester "yei'nepdet werden·

   7« Verfahren nach Ansprach 1 bis 6, dadurch gekennseichnet, dass Hisa aas einea Boljester mit einer

   Tiskositit, bestimmt in ortho-Chlorphenol bei 55° C, τοη 0,75

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   3f

   Leerse ite