DE2042298C3 - Verfahren zum Herstellen von Stapelfasern aus hochmulekularem linearem Polyethylenterephthalat - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Stapelfasern aus hochmulekularem linearem Polyethylenterephthalat

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DE2042298C3
DE2042298C3 DE2042298A DE2042298A DE2042298C3 DE 2042298 C3 DE2042298 C3 DE 2042298C3 DE 2042298 A DE2042298 A DE 2042298A DE 2042298 A DE2042298 A DE 2042298A DE 2042298 C3 DE2042298 C3 DE 2042298C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Stapelfasern aus hochmolekularem linearem Polyäthylenterephthalat durch Schmelzspinnen, Avivieren, Verstrecken, Stauchkammerkräuseln und Zerkleinern von Kabelbändern.
Bei der Herstellung von Stapelfasern aus Polyethylenterephthalat wird nach den bekannten Verfahren ein Faserkabel, d. h. ein dickes Bündel aus endlosen schmelzgesponnenen Fäden, mechanisch durch Schneiden, !Reißen oder Quetschen zu Stapeln zerkleinert.
C„HM,+lO[C3H,O]B[CtH4O]»,[(CHs),SiO]j:
[C2H4O]7n[C3H4O]n OC,HW+I
in der
η = 0 bis 18
m = 15 bis 20
χ = 12 bis 20
y = 3 bis 7
bedeutet, und aus 40 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 35 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf den nichtwäßrigen Anteil der Emulsion, aus bekannten, glättenden fadenschließenden und antistatisch wirksamen Textilhilfsmitteln besteht, und daß sich auf dem Kabelband nach dem Avivieren 0,1 bis 0,4 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 0,27 Gewichtsprozent, bezogen auf die avivierten Kabelbänder, Avivage befinden, worin 60 Gewichtsprozent, bezogen auf die Trockensubstanz des Avivageauftrages, aus Polysiloxanpolyglykoläther und 40 Gewichtsprozent aus bekannten, glättenden, fadenschließenden und antistatisch wirksamen Bestandteilen bestehen, und daß die Faserkabel anschließend im Konverter zu Stapeln gequetscht werden.
Nach einer besonderen Ausführungsform weist die wäßrige Emulsion einen pH-Wert von 8,0 bis 9,5, vorzugsweise 8,5 bis 9,0, auf.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Aufbringen der Avivage auf das Faserkabel vor dem Verstrecken des schmelzgesponnenen Faserkabels. Das Polyäthylenterephthalat wird mit Hilfe der bekannten Vorrichtungen aus der Schmelze zu Fäden versponnen, und die Fäden werden dann zu Kabelbändern bis zu 1 Million dtex oder auch darüber zusammengefaßt. Die Verstreckung dieser Kabelbänder erfolgt auf den ebenfalls bekannten Vorrichtungen. Auf die Kabelbänder wird vor oder nach dem Verstrecken, aber in jedem Falle vor der Stauchkammerkräuselung, eine 1- bis 2gewichtsprozentige Emulsion aufgebracht, deren nichtwäßriger Anteil aus 60 bis 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise 65 bis 75 Ge-
wichtsprozent. Polysüoxanpolyglykoläthern der allge- entsteht zu viel Avivage-Abrieb, der sich beim meinen Formel Spinnprozeß störend bemerkbar macht.
PH orr H Oi ir η Öl urn ϊ sini ic H l Der Auftraß dcr Avivage a"f der Faser wird durch
CvM»+lutc3M,UjnLC,M4^muuM:l^>iujiit,iM4jm quantitative Extraktion nach der Vorschrift DIN
[C3H,OJ» OCyH2y+1 5 54278 ennjtteit jm Extrakt läßt sich der Silicium-
in der gehalt der Polyglykolsiloxanverbindungen analytisch W= O bis 18 bestimmen und daraus deren Anteil berechnen. m = 15 bis 20 Durch das Auftragen von Polysiloxanpolyglykol- X=U bis 20 äthern in wäßriger Emulsion wird das Kabelband aus ν = 3 bis 7 1O Po'yäthylenterephthalat günstig benetzt. Zudem er- y halten die Kabelbänder ausreichende Haftfähigkeiten bedeutet, und aus 40 bis 20 Gewichtsprozent, vor- für einen auf die Avivagebehandlung folgenden Herzugsweise 35 bis 25 Gewichtsprozent, aus bekannten, stellungsgang. Nicht beeinflußt wird dagegen das glättenden, fadenschließenden und antistatisch wirk- elektrostatische Verhalten. Es ist deshalb notwendig, samen Textilhilfsmitteln besteht; und anschließend wird 15 außer den Polysüoxanpolyglykoläthern noch anlidas Faserkabel im Konverter zu Stapeln gequetscht. Auf statisch wirksame Textilhilfsmittel und Gleitmittel zu dem Kabelband befinden sich nach dem Avivieren applizieren. Die Avivage entsprechend der vorliegen- und nach dem Stauchkammerkräuseln 0,1 bis 0,4 Ge- den Erfindung besitzt einen pH-Wert von 8,0 bis 9,5, wichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 0,27 Gewichts- vorzugsweise von 8,5 bis 9,0. Diese schwache Basizität prozent, bezogen auf die avivierten Kabelbänder, Avi- 20 wird durch organische Ammoniumbasen (wie z. B. vage, die nach dem Stauchkammerkräuseln 60% ihrer Mono-, Di-, Triäthanolamin), weiche als Stabilisatoren Gewichtsmenge an Polysiloxanpolyglykoläther und dienen, eingestellt und kann zusätzlich durch äthoxy-40% der Gewichtsmenge an bekannten, glättenden, liertes Dodecylammoniumhydroxid reguliert werden, fadenschließenden und antistatisch wirksamen Be- Der besondere Vorteil von Avivage-Auflagen entstandteilen enthält. »5 sprechend der vorliegenden Erfindung beruht auf dem Bei den erfindungsgemäß in der wäßrigen Emulsion Trenneffekt von Polysüoxanpolyglykoläthern. Diese enthaltenen Polysüoxanpolyglykoläthern handelt es stofflich bedingte Eigenschaft von Polysiloxan-Derisich um handelsübliche Produkte, die zu 40 bis 48 Ge- vaten fehlt den üblichen Avivagemitteln. Die Trennwichtsprozent aus Organosilizium- und zu 60 bis 52 Ge- wirkung der emulgierbaren Polysiloxanpolyglykoläther wichtsprozent aus Polyglykolanteil bestehen. Sie 3° war nicht voraussehbar. Ihr günstiger Effekt ergab sich besitzen einen Siliziumgehalt zwischen 7 und 8,5 Ge- überraschenderweise bei der Verarbeitung der Kabelwichtsprozent. Sie liegen als 90- bis 98°/oige Verbindun- bänder in der Konverter-Spinnerei,
gen vor und enthalten außer Wasser kleine Mengen Erfindungsgemäß aviviertes Kabelband aus PoIyder Ausgangssubstanzen Alkylpolysiloxan sowie Äthy- äthylenterephthalat verläßt die Quetschwalzen eines len- bzw. Propylenglykol, des weiteren organische 35 Konverters in einwandfrei ausgelösten Schrägschnitten Ammoniumbasen, weiche als Stabilisatoren dienen. selbst dann, wenn die Beschickung mit mehrfach über-Der Anteil der erfindunjjisgeinäß verwendeten Poly- einander verlegten Kabelbändern von insgesamt siloxanpolyglykoläther ami nichtwäßrigen Anteil der 1000 000 dtex (200 000 bis 400 000 Einzelkapiilaren) Emulsion muß zwischen <i0 und 80 Gewichtsprozent durchgeführt wird. Ein Kabelband üblicher Stärke liegen. Sinkt der Anteil unter 60 Gewichtsprozent ab, 40 (320 000 dtex) und gleicher Avivage-Auflage, das so treten in zunehmendem Maße Störungen beim jedoch keine Polysiloxanverbindung enthält, verläßt J Zerkleinern der Kabelbändler zu Stapelfasern auf. Dies den Konverter dagegen mit zerquetschten und ver- : äußert sich durch Verschweißungen im Rieter-Kon- schweißten Kanten. In solchen Fällen ist man in der \ veiter der Kammgarn-Spinnerei. Desgleichen treten Kammgarnspinnerei gezwungen, das Kabelband vor Verschweißungen auf, wenn der Gewichtsanteil der 45 dem Konverter nochmals zu avivieren und bzw. oder f Polysiloxanpolyglykoläther am Avivage-Auftrag unter die Fasern mehrmals zu kämmen. Diese aufwendige 60% sinkt. Verfahrensweise mit ihrer Mehrarbeit ist durch den Der Anteil der Polysiloxanpolyglykoläther am nicht- Einsatz der Polysiloxanpolyglykoläther überflüssig \ wäßrigen Anteil der Emulsion darf nicht nennenswert geworden. Die Weiterverarbeitung zum Garn und über 80 Gewichtsprozent ansteigen, da sonst die 50 das Auswaschen der erfindungsgemäßen Avivage beim antistatischen Eigenschaften und die Glätte der Färben bereitet keine Schwierigkeiten,
erfindungsgemäß hergestellten Faserkabel und daraus Bei Polyäthylenterephthalat mit einer spezifischen gewonnenen Fasern zur Verarbeitung nicht ausreichen. Viskosität oberhalb 650 treten die Verschweißungen Der restliche Anteil des. nichtwäßrigen Anteils der nur in untergeordnetem Ausmaße auf, so daß solches Emulsion setzt sich aus den üblichen, glättenden, 55 Material auch nach den bekannten Verfahren im fadenschließenden und antistatisch wirksamen Textil- Konverter zu Stapeln verarbeitet werden kann,
hilfsmitteln zusammen.
Die Kabelbänder enthalten nach dem Trocknen Beispiel 1
0,1 bis 0,4 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis
0,27 Gewichtsprozent Avivage, und zwar 60 % von 60 Auf einer Faserbandstraße verstrecktes Kabelband
deren Gewichtsmenge an Polysiloxanpolyglykoläther aus Polyäthylenterephthalat mit der spezifischen
und 40 % der Gewichtsmenge an bekannten, glättenden, Viskosität 620, bestehend aus 80 000 Einzelkapillaren
fadenschließenden und antistatisch wirksamen Be- vom Titer dtex 4,0, wird vor dem Kräuseln fortlaufend
standteilen. Bei geringeren Mengen als 0,06 Gewichts- mit Avivage behandelt, auf etwa 10 Gewichtsprozent
prozent Polysiloxanpolyglykoläther lassen sich die 65 Feuchtigkeit abgepreßt und getrocknet. Die Avivage
Kabelbänder nicht mehr ohne Verschweißungen zu befindet sich in einer Wanne aus rostfreiem Stahl, in
Stapelfasern zerkleinern, l>ei größeren Gehalten als die das Kabelband eine Strecke von 4,5 m Länge
0,24 Gewichtsprozent an Polysüoxanpolyglykoläther eintauchen kann. Debci läuft das Kabel mit einer
Geschwindigkeit von 70 m/min. Das Faserkabel wird Kabelbänder, deren Avivage keine Polysiloxanpoly-
unter Spannung durch die Avivage benetzt, die eine "'vkoläther enthält, werden im Konverter gequetscht.
Temperatur von 26°C aufweist. ' ■ ^u erhält Konverterband, dessen Quetschkanten Die applizierte Avivage A hat einen pH-Wert von verschweißt sind. Prüfungen der Kammzugreinheit
8,5 und besteht aus: 5 ergeben ungetrennte Faserenden, Faserbruchstücke
und unregelmäßig verteilte Partikeln aus Polyäthylen-
1. 0,09 Gewichtsprozent N-Lauroylsarcosid-Na, terephthalat. Eine Verarbeitung zum Vorgarn auf
2. 0,07 Gewichtsprozent Umsetzungsprodukt_ aus der Ringspinnmaschine ist nicht möglich. Dodecylammoniumhydroxid und 20 Mol Äthylenoxid, IO
3. 0,16 Gewichtsprozent Umsetzungsprodukt aus Beispiel 2 Stearinsäureester des 1,4-Butandiols und 7 Mol
Äthylenoxid, Die Avivage C hat den pH-Wert 9,0 und besteht
4. 0,09 Gewichtsprozent hochraffiniertem Mineralöl, aus folgenden Ingredienzien: Viskosität 1,5° Engler, 15
5. 1,34 Gewichtsprozent Polysiloxanpolyglykoläther 1. 0,14 Gewichtsprozent Umsetzungsprodukt aus mit 7,7% Siliciumgehalt und Dodecylammoniumhydroxid und 20MoI Äthy-
6. 98,25 Gewichtsprozent enthärtetem Wasser lenoxid, 50gewichtsprozentig wasserhaltig,
DH ° < 1. 2. 0,60 Gewichtsprozent Emulgator-Estergemisch,
20 3. 1,25 Gewichtsprozent Polyalkylensiloxanpolygly-
1 bis 4 sind die Wirksubstanzen wohlfeiler Textil- koläther mit 7,8% Siliciumgehalt,
hilfsmittel, die elektrostatisches Verhalten (1,2) und 4. 98,01 Gewichtsprozent enthärtetes Wasser,
Gleiteigenschaften (3,4) von Kabelband und Fasern °H° < 1-
aus Polyalkylenterephthalat günstig beeinflussen. AUe
Ingredienzien (1 bis 5) werden in 450C warmes Wasser as 1 ist eine antistatisch wirksame Substanz und 2 ein (6) eingetragen. Unter Rühren (etwa 100 UpM) stellt Gleitmittel. Das Emulgator-Estergemisch 2 ist aus man eine Öl-in-Wasser-Emulsion her und kühlt diese 5 Gewichtsteilen Umsetzungsprodukt von technischer ab auf 260C. Unmittelbar nach der Behandlung mit Stearinsäure mit fünf Mol Äthylenoxid, 4Gewichts-Avivage durchläuft das feuchte Kabelband eine teilen Butylstearat und 1 Gewichtsteil Stearylstearat Stauchkammer-Kräuselvorrichtung. 30 zusammengesetzt.
Die wasserfreie Avivage-Auflage beträgt 0,2 Ge- Zur Herstellung der Avivage C wird Wasser (4) mit
wichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Kabels. einer Temperatur von 40/45° C vorgelegt und nach-Eine weitere Analyse des Extraktes nach DIN 54 278 einander die Produkte 1 bis 3 unter Rühren (etwa ergibt 4,8 Gewichtsprozent Silicium, entsprechend 100 UpM) eingetragen. Die Emulsion wird auf 23°C 62,3 Gewichtsprozent Polysiloxanpolyglykoläther in 35 abgekühlt. Ein Kabel analog Beispiel 1, jedoch mit der der Kabelband-Auflage. spezifischen Viskosität 490, wird, wie dort beschrieben,
Das Kabelband wird 24 Stunden bei 50% relativer aviviert. Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur in Behältern Die Extraktion nach Normvorschrift ergibt 0,3%
gelagert. Nach dem Transport zur Kammgarnspinnerei trockenes Avivagegemisch und darin 0,18% PoIywerden aus drei Behältern je ein Kabelband, d. h. 40 siloxanpolyglykoläther, bezogen auf das Gewicht des insgesamt 960 000dtex dem Konverter zugeführt. Kabelbandes.
Eine Behandlung durch die Quetscheinrichtung im Das Kabelband wird 24 Stunden bei 50% relativer
Konverter führt nicht zur Bildung verschweißter Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur in Behältern Quetschkanten oder zum Auftreten statischer Elektri- gelagert. Nach dem Eintreffen in der Kammgarnzität. Prüfungen des Kammzuges zeigen dessen völlige 45 spinnerei werden aus 3 Behältern je 1 Kabelband, Freiheit von Verschweißungen an. Die Weiterver- d. h. insgesamt 960 000 dtex, dem Konverter zugeführt, arbeitung zum Garn und das Färben können ohne Eine Behandlung durch die Quetscheinrichtung im Unterbrechung erfolgen. Konverter führt nicht zur Bildung verschweißter
Quetschkanten oder zum Auftreten statischer Elektri- Vergleichsbeispiel 5° zität. Prüfungen des Kammzuges zeigen dessen völlige Freiheit von ungetrennten Faserenden, Faserbruch-
Zum Vergleich mit einer Avivage, bestehend aus stücken und Partikeln aus Polyalkylenterephthalat, einer Emulsion mit üblichen Textilhilfsraitteln, wird Die Weiterverarbeitungen zum Vorgarn und Garn ein Faserkabel analog Beispiel 1 mit der Avivage B sowie das Färben können ohne Unterbrechungen erbei pH 7,5 behandelt. Diese Avivage besteht aus: 55 folgen.
0,4 Gewichtsprozent N-Lauroylsarcosid-Na, B e i β D i e 1 3
0,31 Gewichtsprozent Umsetzungsprodukt aus Do- "
decylammoniumhydroxid und 20 Mol Äthy- . , . _ , . _ . T, , ., .
lenoxid einer Faserbandstraße verstrecktes Kabelband
0,71 Gewichtsprozent Umsetzungsprodukt aus Stea- 6o !"»."»«Γ?11 Τ?^^^^^ ** r $**-
rinsäureester des 1,4-Butandiols und 7 Mol «sehen Viskosität 780^as aus 80 000 Emzelkapijlaren
Äthylenoxid vom 'lter "tex **■" "^te"1» wl™ vor "em Krausein
0,4 Gewichtsprozent hochraffiniertem Mineralöl, fortlaufend mit der Avivage B (pH 7,5) des Vergleichs-
Viskosität 1 5° Engler und be.spiels behandelt. Diese Emulsion enthalt keine
98,18 Gewichtsprozent enthärtetem Wasser DH°<1. 6* Polysiloxanpolyglykoläther Sie wird entsprechend
den Beispielen 1 und 2 auf das Kabelband appliziert Die Avivage-Auflage beträgt 0,25%. Die weitere und getrocknet. Behandlung erfolgt wie angegeben, d.h., die drei Die Auflage an wasserfreier Avivage beträgt 0,2%.
Die weitere Behandlung erfolgt ebenfalls wie angegeben, d. h., drei Kabelbänder mil der spezifischen Viskosität 780, deren Avivage keinen Polysiloxanpolyglykoläther enthält, werden im Konverter zerquetscht. Dabei treten wegen der höheren spezifischen
Viskosität weder verschweißte Quetschkanten noch statische Elektrizität auf. Prüfungen des Kammzuges zeigen dessen völlige Freiheit von Verschweißungen an. Die Verarbeitung zum Garn und das Färben können ohne Unterbrechung erfolgen.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von Stapelfasern aus hochmolekularem linearem Polyäthylenterephthalat durch Schmelzspinnen, Avivieren, Verstrecken, Stauchkammerkräuseln und Quetschen von Kabelbändern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelbänder aus Polyäthylenterephthalat mit einer spezifischen Viskosität bis zu 650 vor dem Stauchkammerkräuseln mit einer wäßrigen Emulsion im Tauchverfahren aviviert werden, deren nichtwäßriger Anteil aus 60 bis 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise 65 bis 75 Gewichtsprozent, Polysiloxanpolyglykoläthern der allgemeinen Formel
CyHM,+1O[C3H,O]J.[CiH<0]m[(CH3)ISi0]x
[C1H4OJm[C3H6O]n OC„H2y+I
in der
η = 0 bis 18
m = 15 bis 20
χ = 12 bis 20
y = 3 bis 7
bedeutet, und aus 40 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 25 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf den nichtwäßrigen Anteil der Emulsion, aus bekannten, glättenden, fadenschließendeii und antistatisch wirksamen Textilhilfsmitteln besteht, und daß sich auf dem Kabelband nach dem Avivieren 0,1 bis 0,4 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 0,27 Gewichtsprozent, bezogen auf die avivierten Kabelbänder, Avivage befinden, worin 60 Gewichtsprozent, bezogen auf die Trokkensubstanz des Avivagcauftrages, aus PoIysiloxanpolyglykoläther und 40 Gewichtsprozent aus bekannten, glättenden, fadenschließenden und antistatisch wirksamen Bestandteilen bestehen, und daß die Faserkabel anschließend im Konverter zu Stapeln gequetscht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Wasser etnulgierte Avivage einen pH-Wert von 8,0 bis 9,5, vorzugsweise 8,5 bis 9,0, besitzt.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Avivage vor dem Verstrecken des schmelzgesponnenen Faserkabels aufgebracht wird.
Beim Quetschen von Faserkabeln im Konverter, beispielsweise in einem Rieter-Konverter, tritt jedoch besonders bei Faserkabeln aus niedermolekularem Polyäthylenterephthalat einer spezifischen Viskosität unter 650 die Schwierigkeit auf, daß die Einzelfäden des Kabeis durch den Quetschdruck im Konverter verschweißt werden. Der durch Verschweißungen verunreinigte Konverterzug muß anschließend mehrfach das Spinnereistreckwerk passieren, damit dadurch
ίο die Verschweißungen weitgehend beseitigt und die Fasern getrennt und parallelisiert werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zum Herstellen von Stapelfasern aus Polyäthylenterephthalat zu liefern, das es gestattet,
is Polyäthylenterephthalat-Faserkabel im Konverter ohne Verschweißungen zu Stapelfasern zu quetschen.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kabelbänder aus Polyäthylenterephthalat mit einer spezifischen Viskosität bis zu 650 vor dem
ao Stauchkammer-KräuseJn mit einer wäßrigen Emulsion im Tauchverfahren aviviert werden, deren nichtwäßriger Anteil aus 60 bis 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise 65 bis 75 Gewichtsprozent, Polysiloxanpolyglykoläthern der allgemeinen Formel
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