DE2118316A1

DE2118316A1 - Verfahren zum Herstellen von PoIyäthylenterephthalat-Fäden

Info

Publication number: DE2118316A1
Application number: DE19712118316
Authority: DE
Inventors: Horst G. Dipl.-Phys. Dr. Zug; Glutz Bernhard Dipl.-Chem. Dr.; Linz Hans Dipl.-Phys.; Luzern; Martin (Schweiz)
Original assignee: Societe ue la Viscose Suisse, Emmenbrücke (Schweiz)
Priority date: 1970-04-15
Filing date: 1971-04-15
Publication date: 1971-11-04
Also published as: GB1302650A; DE2118316B2; DE2118316C3; BE763271A; FR2089958A5; CH522048A; NL148958B; LU62895A1; NL7101765A; US3715421A

Description

Verfahren zum Herstellen von PolyäthylentetBphthalat-Päden.

Diese .Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zum Herstellen hochverstreckter Polyäthylentensphthalat-Päden, wobei geschmolzenes Polyäthylenterephthalat durch Spinndüsen extrudiert, die gesponnenen Fäden gekühlt und mit einem Gleitmittel präpariert, und die Fäden nacheinander über ein Lieferrollen- und ein Streckrollen-cystem geführt werden.

Polyäthylenterephthalat bedeutet hierbei ein fadenbildendes, aus langen Ketten bestehendes Polymer, das mindestens zu 85 Gewichtsprozent aus einem üster aus Aethylenglycol und Terephthalsäure besteht.

Eb ist bekannt, daß für textile und industrielle Zwecke geeignet· Fäden hergestellt werden können, indem man ge-

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schmolzenes Polyethylenterephthalat durch Spinndüsen extrudiert und die abgekühlten Fäden aufwickelt. Es ist ferner bekannt, daß die Fäden zwecks Erlangung ihrer optimalen Eigenschaften auf das Mehrfache ihrer ursprünglichen Länge in Richtung ihrer Achse verstreckt werden müssen. Gewöhnlich geschieht dies» indem man die gesponnenen Fäden wieder abwikkelt und sie über mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetriebene Hollen leitet, wobei man gegebenenfalls die Fäden erhitzt, um das Verstrecken zu erleichtern.

Es wäre zweifellos von Vorteil, die oeiden Äxbeitsstufen des Aufwickeins der unverstreckten abgekühlten Fäden und das Wieder-Äbwickeln zum Zwecke der Verstreckung zu eliminieren, und solche Verfahren wurden auch bereits vorgeschlagen, bo beschreibt die Uü-Patentsclirift 2 6o4 667 die Herstellung orientierter Polyäthylenterephthalat-Fäden, indem man schmelzgesponnene Fäden mit hohen Geschwindigkeiten von 4 7oo Metern pro Minute und mehr tor den Spinndüsen abzieht. Die US-Patentschrift 3 oo2 8o4 beschreibt ein Verfahren zum Hindurchleiten schmalzgesponnener abgekühlter Fäden durch eine Flüssigkeit, die eine Bremswirkung ausübt. Die britische Patentschrift Π 168 76? schlägt vor, schmelzgesponneae Fäden über ein Aggregat von Bremsstiften zu führen, das sich in bestimmter Entfernung von den Spinndüsen befindet, und die Fäden unter niedriger Spannung abzuziehen.

Es ist der Nachteil aller dieser Verfahren, daß sie nicht erlauben, das Streckverhältnis frei zu wählen und genau zu bestimmen. i>ie Verfahren gestatten auch nicht, hohe Streckverhältnisse su erzielen, wie sie z.B. erforderlich sind, um fäden von niedrig®!* Sehnung herzustellen, λ» ist bekannt, daß ein Streckverhältnis von wenigstens 5 nötig ist, un solch· fäden zu erhalten, und es hat sich gezeigt, daß hochverstreckte Polyäthylenterephthalfet-Fäden von guter Einheitlichkeit nur erhalten werden_t wenn da· Veratrecken mit Hilfe von Liefe?-

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lind Streckrolleyatem erfolgt, in denen die verschiedenen Rollen genau festgelegte Geschwindigkeiten'haben.

Ua hoehveretreckte Polyäthylenterephthalat-Fäden zu erhalten, ist Θ8 auch wesentlich, die Fäden während des Verstreckens zu erhitzen, und man benutzt für diesen Zweck verschiedene Einrichtungen· So beschreibt die US-Patentschrift 5 216 187 unter anderem ein kontinuierliches Ein-Stufen-Verfahren für die Herstellung hochfester Polyäthylenterephthalat-Fäden, wobei die Fäden auf ihrem Weg von den Lieferrollen zu den Streckrollen den Strahl einer Dampfdüse passieren· Ba der Durchgang der Fäden durch den Dampf nur während eines sehr kurzen Zeitreues erfolgt, muß die Dampftemperatur sehr hoch sein, um genügend Wärme auf die Fäden *u übertragen. Man benutzt bei diesem Verfahren Temperaturen von 35o-45o°C, d.h.· Temperaturen, die 1oo-2oo°C über dem Schmelzpunkt des Polymers liegen.

Eine andere wohlbekannte Methode besteht darin, di· zu verstreckenden Fäden über erhitzte Stifte oder Platten su führen· Bei den hohen Aufwickelgeschwindigkeiten, die gegenwärtig benutzt werden, ist jedoch die Zeit des Kontaktee zwischen den Fäden und den Heizgeräten sehr kurz, da di· Dimension der Stifte und Platten durch die Gesamtgröße der Anlage begrenzt ist· Auch diese Verfahren verlangen daher den Gebrauch ziemlich hoher Temperaturen, um die nötige Wärmemenge während der kurzen Kontaktzeit zu übertragen. Ebenso wie bei der Dampfstrahl-Methode ist daher der Temperatur-Gradient entlang des Fadendurchmessers während des Verstreckens sehr hoch.

Sin viel besserer Weg zum Erhitzen der Fäden ist di· Verwendung ,beheizter Liefer- und Streckrollen· Da die Fäden sehrmais mm die Rollen laufen können, ist die Kontaktzeit mit d«m Heizgerät beträchtlich langer als beim Gebrauch von Heizplatten oder DampfdÜ3en. Um dieselbe Wärmemenge zu übertragen, kran

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die Temperatur der Heizrollen daher beträchtlich tiefer gehalten werden als die der anderen genannten Heizquellen, Die Temperatur der Heizrollen kann auch immer, unter dem Schmelzpunkt der Fäden bleiben, und der Temperatur-Gradient entlang des Fadendurchmessers ist gering. Der Gebrauch von Heizrollen ist daher ein sicheres und wirkungsvolles Verfahren um zu verstreckende Fäden zu erhitzen. Die übertragene Wärmemenge hängt dabei ab von der Größe und Temperatur der Rollen, der Anzahl der Fadenumläufe um die Hollen und der Geschwindigkeit der Fäden.

Wenn frisch-gesponnene Polyäthylenterephthalat-Fäden, die praktisch nicht-kristallin sind, für den Zweck der Verstreckung rasch auf Temperaturen von etwa 18o°C erhitzt werden, so beginnen sie plötzlich zu kristallisieren und werden während kurzer Zeit klebrig. Es wurde auch beobachtet, daß die Temperatur, bei der die Fäden klebrig werden, unter anderem von der Geschwindigkeit abhängt, mit der sie erhitzt werden. Es wurde ferner gefunden, daß eine Temperatur von 18o°C das kinimum darstellt, um hohe Verstreckungsverhältnisse bei Abzugsgeschwindigkeiten von 18oo Metern per Limite und mehr zu erreichen. Wenn nun Fäden von einer konventionellen polierten Lieferrolle auf eine polierte ütreckrolle gelangen und die Fäden eine Mindesttemperatur von 18o°C haben, so bildet sich eine verklebte Fadenmasse um die Streckrolle, und die Fäden können nicht weiterlaufen und nicht aufgewickelt werden.

Wenn Jedoch die gesponnenen Fäden von einer polierten Lieferrolle auf eine polierte Streckrolle laufen, deren Temperatur wesentlich unter 18o°C liegt, und dabei partiell' verstreckt und orientiert werden, können die Fäden ohne weiteres auf eine zweite polierte ütreckrolle von beträchtlich höherer Temperatur weiterlaufen, ohne daß sie irgendwelche klebenden Eigenschaften zeigen. Auf diese ./eise können durch das zweite

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Verstrecken iäden mit einem hohen üesämt-btreckverhältnis erhalten werden. Pie bereits genannte US-Patentschrift 3 216 187 beschreibt auch ein solches zweistufiges Streckverfahren, bei dem frisch-gesponnene Polyethylenterephthalatleaden ohne vorheriges Aufwickeln von einer Lieferrolle mit einer Temperatur von etwas über 1oo°0 zunächst auf eine erste, auf 15o-155°C erhitzte btreckrolle gelangen und dann auf eine zweite, auf etwa 225°C erhitzte Ütreckrolle weiterlaufen.

Der Gebrauch von nur einem geheizten ütreckrollsystem würde selbstverständlich eine wesentliche Verbesserung der bestehenden Verfahren darstellen und würde einen'beträchtlichen technischen und wirtschaftlichen Vorteil bedeuten. Jie britische Patentschrift 1 T/ö 164 beschreibt ein solches Verfahren der Verstreckung von i-Olyathylenterephthalat-Päden unter Benutzung von nur einem ütreckrollsystem, das auf 22o°C erhitzt wird. Die Hollen haben dabei eine modifizierte Oberfläche mit kleinen Protuberanzeη gleicher Hohe, die regelmäßig oder unregelmäßig verteilt sind und vorzugsweise eine Eeihe winziger Grate parallel zur Hollenachse bilden· äa wird betont, daß eine itollenoberflache mit ungleichen Protuberanzen für diesen Zweck nicht geeignet wäre.

Um jedoch Gtreckverhältnisse von 5*5 - 5«4- zu erreichen, verlangt die genannte britische Patentschrift den Gebrauch einer zusätzlichen heizplatte zwischen Liefer- und Streckrolle, und die Aufwicke!geschwindigkeit ist nur 152 Eeter per Minute. Das Verfahren'ist daher nicht geeignet, um hohe Streckverhältnisse bei den hohen Äufwickelgeschwindißkeiten zu erziplen, die für das Spinnstöcken von Polyäthylentertphthalat-Fäden erforderlich sind.

Aufgabe der .Erfindung ist es, ein kontinuierliches bpitmstreck-Verfahren zum Herstellen hochverstreckter Polyäthylen-

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terephthalat-Fäden zu schaffen, bei dem die Fäden bei hohen Geschwindigkeiten unter Gebrauch von nur einem geheizten Streckrollsysteia und ohne Verwendung von anderen Heizgeräten als geheisten Rollen verstreckt werden·

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß jedes System wenigstens aus zwei zylindrischen Hollen besteht, wenigstens eine Lieferrolle und eine Streckrolle durch einen Motor angetrieben wird, und jede Rolle eine Oberflächen-Rauhheit hat, die den fäden während 1-5 Umläufen vor Verlassen der Lieferrollen *und während 1-5 Umläufen nach Ankunft auf den Streckrollen einen Schlupf gestattet, wobei man die Fäden stufenweise verstreckt, indem man die Verstreckung beginnt, während die Fäden die letzten 1 - 5 Umläufe um die Lieferrcllen ausführen, die eine Oberflächentemperatur von 75 - 13o°C haben, und die Verstrekkung beendet, während die Fäden die ersten 1-5 Umläufe um die Streckrollen ausführen, die eine Oberflächentemperatur von 18o - 24o°C und wenigstens die fünffache Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen haben, so daß ein Gesamtstreckverhältnis wenigstens 5 erreicht wird, worauf man die verstreckten Fäden bei einer Geschwindigkeit von wenigstens 1 8oo Metern per Minute aufwickelt.

Sowohl da· Ideferrollen- als das Streckrollen-Syste» soll aus wenigstens zwei zylindrischen Hollen bestehen, die von gleicher oder verschiedener Große sein können, und wenigstens eine Jdeferrolle und eine Streckrolle soll durch einen Motor angetrieben seih· Die Verwendung von Antriebemotoren für die zusätzlichen Hollen hängt davon ab, ob diese Rollen ohne Schwierigkeit durch die Zugkraft der umlaufenden Fäden angetrieben werden können oder nicht. Wenigstens «ine Lief errollt «oll «in· Temperatur von 75 - 13o°C, und vorzugsweise von 8o - 9o°0, und wenigstens eine Streckrolle soll eine Temper« tür το» 18o - 24o°C, und vorzugsweise von 21o - 23o°C aufweise». Wieviel« Rollen geheist werden müssen, wird dadurch

bestimmt, daß die Fäden dieselbe Temperatur haben sollenj wie die geheizten Rollen des Systems, über das die Fäden laufen. Ändere Heizvorrichtungen als geheizte Bollen werden für die Verstreckung der Fäden nicht benutzt. Die*Beispiele beschreiben die Verwendung von zwei geheizten, motorgetriebenen Lieferrollen und zwei geheizten, motorgetriebenen Streckrollen· Alle Rollen haben dieselbe Größe und einen Durchmesser von 18o Millimetern·

Die Fäden laufen mehrere ^aIe sowohl über die J-deferrollen als auch über die Streckrollen, bevor sie schließlich aufgewickelt werden. Die hohen ütreckverhältnisse, die geraäß der Erfindung angewandt werden, entsprechend" aehr hohen Fadenspannungen während des Verstreckens, und bei den benutzten Temperaturen können diese Spannungen bis zu 1/3 der Bruchfestigkeit der Fäden betragen. Diese hohen Fadenspannungen verlangen eine besondere Anordnung der Liefer- und Streckrollen, da die von den Lieferrollen zu den Streckrollen laufenden Fäden bestrebt sind, einen Winkel von 9o Grad mit der Achse der Lieferrolle, von der sie ablaufen, und mit der Achse der Streckrolle, auf der sie auflaufen, zu bilden. Für einen geordneten Lauf ist es daher erforderlich, daß diese beiden Achsen parallel sind. Ist dies nicht der Fall, so würden die Fäden auf den Rollen '^uerbewegungen vollführen, die nur mit Hilfe von zusätzlichen Fadenführern unterdrückt werden könnten. Außerdem sind innerhalb der ldeferrollen- und Streckrollensysteme die .achsen der Liefer-, bzw. der Streckrollen zueinander windschief, um eine korrekte Trennung der Fäden zu erreichen. Die beschriebenen Achsen-Anordnungen wurden in allen Beispielen verwendet.

Sie Geschwindigkeit der Liefer- und Streckrollen ist so eineustellen, daß ein Streckverhältnis von wenigstens 5 erzielt wird. Sas Streckverhältnis ist definiert als das Verhältnis zwischen der Oberflächengeschwindigkeit der Streck- " rollen und der Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen.

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-B-

Die Fäden sollen wenigstens so viele Male um die Liefer- _} und Streckrollen laufen, daß sie an einem Punkt etwa auf halbe» Wege zwischen Ankunft und Verlassen eines Kollensystems die gleiche Geschwindigkeit wie die betreffenden Eollenoberflächen haben.

Unter sonst gleichen Bedingungen beeinflußt auch die Spinngeschwindigkeit das Streckverhältnis, und zwar bewirkt eine höhere öpinngeschwindigkeit ein niedrigeres -dtreckyerhältnis. Das optimale erreichbare streckverhältnis ist ferner abhängig von der üchmelzviskosität der Fäden, da eine niedrigere iSchmelzviskosität eine geringere Orientierung der gesponnenen Fäden zur Folge hat und damit ein höheres Streckverhältnis ermöglicht. i>ie Aufwickelgeschwindigkeit soll, gemäß der Erfindung, nicht weniger als 18oo Meter per Minute betragen; ihre obere Grenze ist durch die Konstruktion der Maschinen und die Art der Arbeitsvorgänge bestimmt und kann 6000 Meter per Minute erreichen.

wesentlich für die erfolgreiche Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Vorschrift, daß die Iäefer- und Streckrollen eine Oberflächen-Rauhheit haben, die den Fäden während einiger Umläufe vor dem Verlassen der Lieferrollen und nach Einkunft auf den ütreckrollen einen Schlupf gestattet. Wie oben erwähnt, werden Polyäthylenterephthalat-Fäden vorübergehend klebrig, wenn sie zwecks Verstreckung rasch auf Temperaturen von etwa 18o°C erhitzt werden, so daß sie sich tun die üJtreckrollen wicicoln und nicht ordnungsgemäß weiterlaufen. Der durch die überflächen-Hauhheit der Hollen bewirkte öchlupf macht es möglich, daß die Fäden auf ihrem Weg von den letzten Umläufen um die Lieferrollen bis zu den ersten Umläufen um die btreckrollen stufenweise verstreckt werden.

Dies bedeutet, daß die Fäden bei den tieferen Temperaturen der Lieferrollen teilweise verstreckt und orientiert

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werden, dgß die Verstreckung zwischen Lief er- und Streckrollen fortgesetzt, und daß die Verstreckung "bei den höheren Temperaturen der Streckrollen "beendet wird, wobei ein hohes (xesamtstreckverhältnis von nicht weniger als 5 erreicht wird.

Bei der Beschreibung eines konventionellen zwei-stufigen Verstreckungsverfahrens wurde bereits erklärt, daß Fäden, die bereits bei tieferen !Temperaturen auf einem ersten ötreckrollen-oystem teilweise verstreckt und orientiert wurden^ auf ein zweites fc>treckrollen-t>ystem von erheblich höherer Temperatur laufen können, ohne irgendwelche Alebe-.Eigenschaften zu zeigen. Durch die Verwendung von Liefer- und otreckrollen mit einer Oberflächen-Hauhheit, die einen begrenzten -chlupf der Fäden gestattet, bewirkt das erfindungsgemäße Verfahren ein stufenweises Verstrecken der Fäden auf und zwischen einem Lieferrollen-oystem und einem btreckrollen-oystem, die verschiedene Temperaturen haben, und erspart dadurch den Gebrauch eines zweiten geheizten Streckrollen-Systems.

»vie der durch die Oberfläciien-Rauhheit der Rollen erlaubte Schlupf es ermöglicht, das Verstrecken der Fäden bereits auf den Lieferrollen zu beginnen, zeigt die folgende Tabelle an einem Beispiel, welches die Fadengeschwindigkeiten bei verschiedenen ümlaufpositionen vor Verlassen der Lieferrollen angibt:

Umlaufposition der

Fäden vor Verlassen Fadengescliwindigkeit der Lieferrollen (keter/1,1 inute;

4 1/4 364

3 1/4 365

2 1/4 371

1 3/4 858

1 1/4 15o5

1/4 _ 1798

Bei diesem Versuch betrug die Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen 364 Meter per Limite und die Überflächenge-

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schwindigkeit der Streckrollen 2171 Meter per Minute. Die Tabelle zeigt, wie unter dem Zug von den sich, rasch drehenden Streckrollen die Geschwindigkeit der Fäden während der letzten Umläufe um die Lieferrollen zunimmt, ein Zeichen dafür, daß die Verstreckung der Fäden begonnen hat. Ein noch vollständigeres 3ild eines Verstreckungs-Vorgangs gemäß der Erfindung zeigt Eeispiel I, Tabelle 1a, worin die Spannungen der Fäden während des ganzen Weges um die Liefer- und Streckrollen wiedergegeben sind.

Um einen bchlupf der Fäden während 1-5 "Umläufen um die· Hollen zu gestatten, ist die IJatür aer Äauhheit der Hollenoberfläche von großer Wichtigkeit. Vorzugsweise soll aie "iiollenoberflache aus einer zusammenhängenden, nicht-porösen Schicht sehr kleiner Erhebungen mit abgerundeten Kuppen und von definierter ungleicher Höhe und definierter ungleichmäßiger Verteilung in allen Richtungen der Oberfläche bestehen. Die Beschreibung und Definition solcher Oberflächen kann nur mit Hilfe statistischer Begriffe erfolgen, und zwar durch Einführung von Mittelwerten aus einer großen Anzahl von Einzelwerten, die beträchtliche Schwankungen zeigen. Zur Berechnung dieser Werte benutzt man ein Oberflächen-Profil, das den Umriss einer Oberfläche darstellt, aufgezeichnet in irgendeiner Richtung in einer zur Oberfläche senkrechten Ebene ("Istprofil DIN 4-762;· "Measured Profile" ASA B 461.1962).

Fig. 3 zeigt ein solches Profil einer erfindungsgemäßen Hollenoberfläche. Das Profil wurde ausgemessen mit einem "Talysurf" Instrument hergestellt von 'I'aylor-Hobson Go. in England. 1 Zentimeter der vertikalen Skala entspricht o.45 Micron, und 1 Zentimeter der horizontalen okala entspricht 19·8 Micron. Die Auswertung des Profils nimmt Bezug auf eine Linie parallel zur Sichtung des Profils, die so liegt, daß die Summen der Flächen zwischen der Linie und den oberhalb und unterhalb der Linie liegenden !'eilen des Profils einander

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gleich sind ("Mittleres Profil" DIN 4762; "Genter Line" ASA B 46.1-1962). Die Auswertung erfolgte unter Verwendung eines Digital Computers und erlaubte eine Genauigkeit entsprechend Abständen des Istprofils von + o.o1 Micron in vertikaler und von +1.0 Micron in horizontalter Richtung.

Geeignete Begriffe zur Beschreibung und Definition von Oberflächen-Rauhheiten gibt .es in deutschen und amerikanischen Standards, und zusätzliche Begriffe wurden eingeführt, um die besonderen Anforderungen der Erfindung zu erfüllen. Der wichtigste Begriff ist der "r-ittenrauhwert" gemäß Dili 4762 ("Roughness Height"'Aüä 3 46.1-1962), das ist der artihmetische Mittelwert der Abstände des Istprofils vom Littleren Profil, gemessen senkrecht zum i..ittleren Profil. Der vittenrauhwert der Oberflächen gemäß der Erfindung soll o.5 - ^·2 Micron sein·

Andere geeignete Begriffe zur Definition der erfindungsgemäßen Oberflächen-Rauhheit sind die folgenden:

"Rauhtiefe¹¹ (DIN 4762) is.- der Abstand zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt des Istprofils gemessen senkrecht zum kittleren Profil. Die Hauhtiefe der erfindungsgemessen Oberflächen soll 4.5 - ö.o Llicron sein.

"Mittlere Rauhtiefe" ist der .abstand zwischen den Mittelwerten der Maxima und den Littelwerten aer Linina des Istprofils gemessen senkrecht zum Mittleren Profil. Die Mittlere Hauhtiefe der erfindungsgemäßeη Oberflächen soll 1.6 - 3·ο Micron sein.

"Höhen-Abstand" ist der Abstand zwischen zwei aufeinen- . derfolgenden Maxima d»s Istprofils gemessen parallel zum Mittleren Profil. Der Höhen-Abstand der erfindungsgenäßen Oberflächen soll nicht größer sein als 14o Micron..

"Mittlerer Höhen-Abstand" ist der mittlere Abstand zwi schen zwei aufeinanderfolgenden Maxima des Istprofils gemessen

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parallel zum Leittieren Profil. Der kittlere iiöhen-Abstand der erfindungsgemäßen Oberflächen soll 4o - 60 Ldcron sein.j

"Profil-Krümmung" ist der reziproke Krümmungsradius an .jedem Punkt des Istprofils. Die Profil-Krümmung der erfindungsgemäßen Oberflächen soll nicht größer sein als o.o^o Micron , da.ait das Profil keine scharfen Üpitzen oder Biegungen aufweist.

Es sei erwähnt, daß die zur Beschreibung und Definition der erfindungsgemäßen Oberflächen-Äauhheiten gewählten Begriffe nicht den begriff "Rillenabs-cand" genÄß DIIi 4-762 (»"Roughness Width" äBA B 4-6.1t1962) enthalten, der den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Spitzen einer geordneten Rillenstruktur bezeichnet. Dieser Begriff, Ger ähnlich dem Begriff der .,ellenlange ist, kann nur auf vorwiegend periodische Oberflächenstrukturen angev/andt werden} nicht aber auf die erfindungsgemäßen Oberflächen mit ihren großen Schwankungen der üpitzen-^bstände.

Eine Rollenoberfläche gemäß der Erfindung kann auf verschiedene weise hergestellt v/erden, z.rs. durch Verwendung eines bandstrahlgebläses unter kontrollierten Bedingungen und nachfolgender galvanischer i/ietall-Jeschichtunc, durch ^.bscheidung von ketallen in kristallisierter Form aus aer Gasphase ocler durch Aufbringen kleiner ketallküf^elchen'verschiedener ü-röße. Es sei betont, daß üandstrahlen allein ohne naciifol^ende ketall-Beschichtung Erhebungen mit au scharfen Spitzen erzeugen würde, und, wie schon erwähnt, sollen ile Erhebungen eine nicht-poröse, zus amme !!hängende üchicht bilden, die auch undurchlässig und widerstandsfähig gegen Abrasion ist.

Als Gleitmittel für die Fäden wird eine Präparation bevorzugt, die nicht mehr als 1o /0 .i'asser enthält. <»^;ie in den Beispielen gezeigt wird, ermöglicht eine solche Präparation die Herstellung von i"äden, die beträchtlich höhere ütreckver-

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hältnisse und höhere Festigkeiten aufweisen, als Fäden, die mit Präparationen von hohem Wassergehalt oder Präparationen vom Emulsions-Typ hergestellt wurden. Einer der Gründe für die Vorteile der erfindungsgemäßen Präparation ist wahrscheinlich, daß sie keine nennenswerte Menge Wärme von den geheizten Rollen für die Verdampfung von Wasser verbraucht·

Eine mögliche Modifikation des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch den Gebrauch eines zusätzlichen bystems von Vorspannungs-Hollen, das wenigstens ans einer nicht-geheizten Motorgetriebenen Rolle und einer Separator-Rolle besteht, und über das die Fäden auf ihrem v/eg von _> den Spinndüsen zu den Lieferrollen laufen. Die motorge-criebene und die üeparator-itolle haben selbstverständlich dieselbe Oberflächen-Geschwindigkeit, und diese Geschwindigkeit soll etwas geringer sein als die uberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen, dieser Geschwindigkeits-Unter.schied, der höchstens 2 % betragen soll, bewirkt eine leichte spannung der Fäden, die jedoch völlig im Bereich der reversiblen elastischen Behnung der unverstreckten Fäden bleibt. Der Vorteil eines solchen Vorspannungsrollen-Systems ist, daß die Fäden sehr ruhig über die Lieferrollen laufen und keine unerwünschten Querbewegungen ausführen. Weitere Vorteile beschreibt Beispiel IV.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Apparat-Anordnung, die zur Herstellung spinngestreckter Fäden gemäß der Erfindung geeignet ist. Die von den Spinndüsen 1 extrudierten Fäden 2 werden durch ^uerluft 3 gekühlt und laufen über einen Fadenführer und eine Präparierrolle 5>· Anschließend laufen die Fäden um die geheizten Lieferrollen 6 und die geheizten Strecknollen und schließlich werden die verstreckten Fäden, wie üblich, auf der Spule 8 aufgewickelt. Eine solche Anordnung wurde in den Beispielen I, II omd III verwendet.

Fig. 2 zeigt schematisch eine andere mögliche Anordnung, die ebenfalls die in Fig. 1 dargestellten Elemente enthält,

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jedoch zusätzlich noch eine Vorspannungsrolle 9 riit Separatorrolle 1o, die vor den Ideferrollen 6 angebracht sind, und ferner zwei Jielaxierungs-Kollen 11, die sich zwischen den Streckrollen 7 und der Spule 8 befinden. Eine solche Anordnung wurde in den Beispielen IV, V und VI benutzt.

Die folgenden Beispiele zeigen Einzelheiten von der Durchführung des Verfahrens und berichten über die Eigenschaften der erhaltenen Fäden. Die Festigkeit der Fäden wurde mit einem INSTROH Messgerät bestimmt und bezieht sich auf ihren Ausgangs titer. Die Spannung der um die verschiedenen Hollen laufenden Fäden wurde mit einem ROTHSCHILD Fadenspannungsmesser gemessen. Die intrinsisclie Viskosität Cy) ist durch die folgende Gleichung definiert:

1.4 χ γ spec. - 1, ο.35

worin U spec, die spezifische Viskosität einer Lösung von ο·5οοο g Polyethylenterephthalat in 1oo Millimetern einer Mischung gleicher Gewichtsteile Phenol und Tetrachloräthan bei 25⁰C bedeutet,

■tteiapiel I

Dieses Beispiel zeigt die Abhängigkeit der Festigkeit und Dehnung der Fäden vom Streckverhältnis, üs zeigt ferner bei einem bestimmten Streckverhältnis die an verschiedenen Stellen der Liefer- und Streckrollen vorhandenen Fadenspannungen.

Die Polyäthylenterephthalat-Fädesiwurden nach Verlassen der Spinndüsen durch ^uerluft gekühlt und nach Passieren eines Fadenführers mit einem Gleitmittel präpariert. Bei Verwendung einer Präparation auf der Grundlage von Isooctylstearat mit einem Wassergehalt von 6-7 Gewichtsprozent, ist die geeignete

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Temperatur der Präparation 80⁰C· Bine große Anzahl verschiedener Präparationen kann als Gleitmittel für die nach de« erfindungsgeaäßen Verfahren hergestellten Fäden Verwendung finden, und diese Präparationen und die Temperaturen,bei denen sie benutzt werden, bilden keinen Teil der Erfindiing. Beispiele geeigneter Präparationen werden in Beispiel VI beschrieben·

Die Fäden liefen dann über zwei motorgetriebene Rollen, die gleichzeitig als Abzugsrollen für die gesponnenen Fäden und als Lieferrollen für den ütreckprozeß wirkten, und darauf über zwei Motor-getriebene Streckrollen, wonach die verstrakten Fäden aufgewickelt wurden« Alle Rollen hatten einen Durch,-messer von I80 Millimetern, und ihre Achsen hatten die in der vorhergehenden Beschreibung verlangte La&e. Die Rollen hatten eine Oberflächen-Rauhheit wie die Hollenoberfläche Typ E in Beispiel V.

Die beiden Lieferrollen waren auf 85⁰G erhitzt, und die Fäden führten 12 Umläufe um die Lieferrollen aus. Durch Veränderung der Oberflächengeschwinaigkeit der Lieferrollen zwischen 327 und 372 Metern per Minute wurden verschiedene Streckverhältnisse erreicht. Die beiden i>treckrollen waren auf 21o°C erhitzt, ihre Überflächengeschwindigkeit war 2 I80 Meter per Minute, und die Fäden führten ebenfalls 12 Umläufe um die Streckrollen aus. Um eine gewisse Kelaxierung zu erreichen, wurden die Fäden bei einer Geschwindigkeit von 2ooo Meter per Minute aufgewickelt, d.h. bei einer Geschwindigkeit, die etilas geringer war als die Geschwindigkeit der Streckrollen.

Die gesponnenen, unveretreckten Fäden hatten eine' intrinaische Viskosität von o.75 und, bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 372 Metern per Minute, eine Doppelbrechung von 0.6 - 0.7 χ 1o"* «*Die verstreckten Fäden hatten einen Gesamttiter von I000/192 Denier und enthielten ο·5 - ο.6 % Präparation. Tabelle 1 gibt die Zahlen für die Festigkeit und Bruchdehnung der ver-

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streckten Fäden "bei verschiedenen streckverhältnisaen:

Streckverhältnis

Tabelle 1

Festigkeit (g/denier)

Bruchdehnung

5.9

6.3
6.5
6.7

7.6

7.7 S.ο 8.2

8.5

18

17

16
16
14

abelle 1 zeigt, wurden die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fäden mit einem hohen Streckverhältnis verstreckt. Die Fäden besitzen eine hohe Festigkeit und
eine mittlere Bruchdehnung.

Tabelle 1a zeigt, gemessen bei einem konstanten streckverhältnis von 6.1, die üpannun^en der i'äden in verschiedenen Positionen während des Umlaufs um die Liefer- und Utreckrollen, sowie vor und nach der Berührung mit den Hollen:

Faden-Position

Tabelle 1a

Fadenspannung (inmg/denier des aufgewickelten

Fadens)

Lieferrollen

idtreckrollen

Vor	Berührung
1	Umlauf
2	Umläufe
3	Il
M-	It
5	Il
6	Il
7	ti
8	Il
9	Η
1o	Il
11	tt
12	N

2o

15 15 1o 1o

1o

O O

2oo 25o 4

Nach Berührung

16oo 25oo

25oo

2ooo

15oo

13oo

12oo

13oo

I000

95o

15o

loo

5o

Wie Tabelle 1a zeigt, -verringert sich die Fadenspannung auf den Lieferrollen während der ersten 8 Umläufe. Der Grund

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ist, daß die Länge der Fäden zunimmt, wenn sie über ihre Glasumwandlungs-Temperatur erhitzt werden, die etwa Jo⁰Q beträgt. Der etarke Anstieg der Fadenspannung während der letzten 4- Umläufe um die Lieferrollen zeigt an, daß der Zug von den Streckrollen wirksam geworden ist, und daß die stufenweise Verstreckung der Fäden begonnen hat. Wie oben erklärt wurde, ist diese stufenweise Verstreckung möglich gemacht durch den Schlupf-Effekt infolge der speziellen Oberflächen-Rauhheit der Hollen. Der Schlupf-Effekt ist auch die Ursache des Absinkens der Fadenspannung während der ersten 4- Umlauf· um die Streckrollen. Tabelle 1a zeigt ferner, daß bei Positionen zwischen 4- Umläufen nach Erreichen und vor Verlassen, | sowohl der Liefer- als der Streckrollen,"die betreffenden Fadenspannungen innerhalb eines sehr kleinen Bereiches konstant bleiben. Es wurde auch festgestellt, daß bei diesen Positionen die Geschwindigkeit der Fäden mit den entsprechenden Oberflächen-GescIiWindigkeiten der Hollen übereinstimmte.

Die geringe Fadenspannung bei den mittleren Umläufen um die Lieferrollen kann zu unerwünschten '^uerbewegungen der Faden führen. Diese Erscheinung kann durch Einschaltung einer zusätzlichen ungeheizten Vorspannungs-Rolle zwischen Spinndüsen und Lieferrollen verhindert werden, wie in Beispiel IV beschrieben ist.

■Beispiel II

-Dieses Beispiel beschreibt die Eigenschaften der Fäden bei verschiedenen Temperaturen der Liefer- und Streckrollen. Die Fäden wurden g-esponnen und verstreckt, wie in Beispiel I beschrieben, Jedoch mit den folgenden Unterschieden: Die" Lieferrollen hatten eine Cberf lächen-Geschv/indiskeit von 37^- Metern per Limite und wurden von aen Fäden 9nal umlaufen. Die Streckrollen hatten eine Oberflächen-Geschwindigkeit von 2 18o Metern per kinute und wurden von den Fäden 14-mal umlaufen. Zwecks Relaxierung wurden die Fäden bei einer Geschwindigkeit von

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2 oo2 Metern per Liinute aufgewickelt, d.h. bei einer etwas geringeren Geschwindigkeit als der Geschwindigkeit der LJtreckrollen. Die verstreckten Fäden hatten einen Gesamttiter von 25o/48 Denier.

Bei einer Lieferrollen-Temperatur von 68⁰C hatten die Fäden eine schlechte Gleichmäßigkeit und zeigten eine Flaschenhals-Struktur. Aus solchen unvollständig verstreckten Fäden hergestellte Gewebe waren streifig und unregelmäßig gefärbt. Stieg die Temperatur der Lieferrollen über 135°C,·so erhielt man Fäden von beträchtlich verringerter Festigkeit, und bei noch höheren Temperaturen, begannen die Fäden an den Lieferrollen zu kleben.

TaM.le 2 zeigt die i-ägenschaften der ^äden bei verschiedenen Temperaturen der -Streckrollen:

tabelle 2

Streckrollen- Festigkeit Bruchdehnung Jcbrumpf Temperatur (⁰G) (κ/denier) QQ (% bei 165 0 in Luft)

18o 7.9 18 3.5

2oo 7.8 19 2.3

225 7.9 18 1.6

Tabelle 2 zeigt, daß bei steigenden ütreckrollen-Temperaturen die Festigkeit und üruchdehnung der .ü'äden praktisch konstant bleibt, während der schrumpf geringer wird. Derartige Fäden von kleinem Titer und geringem schrumpf sind ζ.δ. für die Herstellung von Nähgarnen geeignet, üei ütreckrollen-'Jemperaturen unterhalb 13o C zeigten die Fäden eine beträchtlich niedrigere Festigkeit. -

Beispiel III

Die Fäden wurden gesponnen und verstreckt wie in Beispiel I beschrieben, Jedoch mit folgenden Unterschieden: Verwendet

1Q9«45/1$66 sad original

wurde ein Polymer von höherer Viskosität, so daß die gesponnenen, unveretreckten Fäden eine intrinsische Viskosität von 0.95 hatten. Bei einer Oberflächen-Geschwindigkeit der iiieferrollen von 365 Metern per Minute war die Doppelbrechung der gesponnenen Fäden I.0 k 1ο"·⁵. Durch Veränderung der Geschwindigkeit de-r Lieferrollen wurden verschiedene Streckverhältnisse erreicht, während die Oberflächengeschwindigkeit der Streckrollen bei. 2_f16o Metern pe* Minute konstant blieb. Zwecks Eelaxierung wurden die Fäden bei einer Geschwindigkeit von 2,000 Metern per Minute aufgewickelt, d.h. bei einer Geschwindigkeit, die etwas geringer war als die Geschwindigkeit der ütreckrollen. Der Gesainttiter der verstreckten Fäden war I000/192 Denier.

Tabelle 3 zeigt die Eigenschaften der Fäden bei verschiedenen Streckverhältnissen:

	Tabelle 3	Bruchd ehnung (tf)
Streckverhältnis	Festigkeit (g/denier)	16 15 14.5 14
5-9 6.0 6.1 6.2	8.8 9.0 9*1 9.2

Der Vergleich mit Beispiel I, Tabelle 1, zei^t, daß durch die höhere Faden-Viskosität der erreichbare iiöchstwert des Streckverhältnisses niedriger wird. Andererseits ist es dadurch möglich, bei gleichen ^treckverhältnissen Fäden von höherer Festigkeit zu erhalten. Die Fäden sind teilweise geschrumpft und geeignet zur Herstellung von Iteifen-Cord.

Beispiel IV

Dieses Beispiel beschreibt die Verwendung zusätzlicher Vorspannungs-Hollen zwischen Spinndüsen und Ideferrollen sowie

109*45/1886

den Gebrauch zusätzlicher Relaxierungsrollen zwischen Streckrollen und Aufwickelvorrichtung. Das Beispiel zeigt > ferner, wie das erfindungsgemäße Verfahren bei verschiedenen Geschwindigkeiten arbeitet.

Die Fäden wurden gesponnen und verstreckt wie in Beispiel I beschrieben, jedoch mit folgenden Unterschieden: Verwendet wurde ein Polymer von höherer Viskosität, daß die gesponnenen, unverstreckten Fäden eine intrinsische Viskosität von o.92 hatten. Die Fäden wurden von einer üpinndüse mit 192 Löchern durch eine ungeheizte, motor-getriebene Rolle mit Separator-Rolle abgezogen, die als Vorspannungsrollen dienten und sich W zwischen Üpinndüse und -^ieferrollen befanden. Von den otreck— rollen liefen die Fäden über zwei weitere motor-getriebene Rollen, die eine höhere Temperatur als die ütreckrollen hatten und zur Itelaxierunr und Stabilisierung dienten. Die Achsen der beiden Vorspannunj-isrollen, bzw. der beiden iielaxierungsroll-en sind zueinander windschief.

Die J-defer- und otreckrollen hatten eine Überflächen-Rauhheit wie die Rollenoberfläche Typ Έ in Beispiel V. Der Durchmesser der motor-getriebenen Vorspannun: srolle wurde so gewählt, daß ihre Überflächen-Geschwindigkeit etwa 1·ί?,ό geringer war als die uberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen· ^ »«ie oben erklärt, bewirkt diese Geschwindigkeitsdifferenz eine leichte opannung der Fäden innerhalb des·Bereichs ihrer reversiblenelastischen Dehnung und verhindert unerwünschte seitliche Bewegungen der .saden auf den Lieferrollen, wie in Beispiel I erwähnt wurde.

Die i'äden wurden bei verschiedenen Rollengesc.windigkeiten gesponnen und verstreckt. Die Menge des durch die Spinndüsen · extrudierten Polymers wurde so geregelt, daß in allen Fällen die fertigen Fäden einen Gesamttiter von Iooo/192 Denier hatten. Tabelle 4 zeigt die Oberflächentempe.raturen der geheizten Rollen, die Anzahl der Fadenumläufe um jedes Rollensystem und die Überflächengeschwindigkeit der Rollen:

.,. 109845/1666

	Ti	Faden-	2118318	(ivieter
		Umläufe		per ivlin.)
Rollen	abelle 4	5	Oberflächenge-	G
	Oberflächen- Anzahl-	11	s c hw ind i <xke i t	55o
	Temperatur		A ~B	29oo
Lieferrollen	rc)	8	358 465
Streckrollen	9o		216o 269o	2695
Relaxierungs-	22o		27oo
rollen		2ooo 25oo
Aufwickelrolle	235	2oo2 25o3

Das Heizen der Relaxierungsrollen bewirkt, daß die Fäden in ziemlich heißem Zustand aufgewickelt werden, wodurch ihr Anfangs-Modulus herabgesetzt und ein stabiler Aufbau des Garnpakets erreicht wird.

Tabelle 4a vergleicht die «.bzugsgeschwindigkeiten und die Doppelbrechung der gesponnenen Fäden mit de::¹, streckverhältnis, der Festigkeit und der .Bruchdehnung der verstreckten Fäden:

Tabelle 4a Gesponnsne Fäden

Verstreckte Jaden

358 465 55o

2,2x1ο~<

b.o

Abzugsgeschwin- Doppel- Streck- Festig-

digkeit brechung ver- keit dehnung

(lie t er/Min.) hältnis (g/denier) (?b)

14

15

Tabelle 4a zeigt, uaß die Doppelbrechung der gesponnenen unverstreckten Fäden von der Abzugsgeschwinciiijkeit abhängt. Die bei weherer Geschwindigkeit gesponnenen Fäden haben eine höhere Orientierung und daher eine höhere Doppelbrechung. Tabelle 4a zeigt ferner, daß die höher spinn-orientierten und bei höherer üeschwinaigkeit gesponnenen Fäden, die bei einem otreckverhältnis von 5.3 verstreckt wurden, und die geringer spinn-orien·

109*845/1666

tierten und bei geringerer Geschwindigkeit gesponnenen Fäden, die bei einem »Streckverhältnis von 6.0 verstreckt wurden, verstreckte Fäden von der gleichen Festigkeit von etwa 9 g per denier und der gleichen Bruchdehnung von etwa 15 % ergeben.

: Tabelle 4b vergleicht Fäden, die gemäß A in Tabelle 4a gesponnen und verstreckt wurden, Jedoch mit und ohne Verwendung von Vorspannungs-fiollen:

Tabelle 4b

Vorspan- Fadenspannung Anzahl der Faden- Querbewegungen nungs- vor Berührung umlaufe um Liefer- der Fäden auf Rollen der Lieferrollen rollen nötig den Lieferrollen

für ordentlichen

Lauf

Mit
Ohne

ο·16 g/denier o.o4 g/denier

+ 0.5 nun + 4.ο nun

Wie Tabelle 4b zeigt, hatten die mit Gebrauch von Vorspannungsrollen gesponnenen Fäden eine beträchtlich höhere Spannung als die ohne solche Rollen gesponnenen Fäden, Infolge dieser Spannung haben die Fäden einen festeren Kontakt mit den Lieferrollen und zeigen beträchtlich weniger ^uerbewegungen als die ohne Vorspannungsrollen gesponnenen Fäden. Ji'ine weitere Wirkung des festeren Kontakts ist, daß d-ie Fäden mit Vorspannung rascher erhitzt werden und daher weniger Umläufe als die Fäden ohne Vorspannung verlangen. 00 brauchten, wie Tabelle 4b zeigt, die gespannten Fäden nur fünf Umläufe um die Lieferrollen, um einen ordentlichen Lauf zu erreichen, während die nicht-gespannten Fäden dafür acht Umläufe benötigten.·

Beispiel V

■Dieses Beispiel beschreibt, wie die Natur der überfläche der Liefer- und Ütreckrollen den Ablauf des Verfahrens und die

109845/1666

SAD

Qualität der Fäden "beeinflußt. Vie Fäden wurden gesponnen und verstreckt, wie in Beispiel IV beschrieben, und zwar mit folgenden Rollenoberflächen-G-eschwindigkeiten: Streckrollen - 2 16o Meter/Min., Relaxierungsrollen - 2ooo Meter/Min, und ■aufwickelrolle - 2 oo2 Leter/Min. Das Streckverhältnis wurde durch Veränderung der überflächen-'ieschwindigkeit der Lieferrollen variiert. -Die Oberflächen-Geschwindigkeit der Vorspannun^srollen war etwa 1.5/0 geringer als die Oberflächen-Geschwindigkeit der Lieferrollen. ±)ie Temperatur der geheizten Rollen und die Anzahl tfadenumläufe um die Hollen waren aieselben wie in Beispiel IV, Tabelle 4, beschrieben, Die verstreckten Fäden hatten einen Gesarattiter von 1ooo/1^2 Denier.

.beim Vergleich von Sollen mit verschiedener Uberflächen-Rauhheit wurden die folgenden, in der Beschreibung definierten Rauhheitsbegriffe verwendet:

'1	:.ii 11 e nr a uhwe r t	5	- B.o	L-icron
C.	Kauhtiefe	4.5	- ^.0	Il
t>	Littlere Kauhtiefe	1.6	140	¹¹
4	ü eh e η --tib a t a nd		- 6o
r-	Littlerer xiohen-^bstand	40	o.ojo	It
6]	) Prof il—f-r !immune		l.xicro

Aj's wurden i'äcien gesponnen unu verstreckt unter lenutzung von rollen mit konventioneller polierter uberfläche und von rollen mit verschiedenen wberf luchen-^auhiisiten, aie ganz oder teilweise den erfinduncs_£7.eL;ä3en Jreumwerten entsprachen. Für Jeden l'yp der untersuchten Kollenoberflachen v/urde das höchstmögliche otreckverhältnis bes-cimint, d.h. das streckverhältnis, bei dem ein korrektes Verstrecken erreicht werden konnte, ohne daß die Fäden klebten oder iadenbrüche zeigten.

In 'labeHe 5 bedeutet itollenoberfläche Dyp .». eine konventionelle polierte Rolle, während die !Typen B bis H Rollen-

109845/1666

oberflächen verschiedener Rauhheit darstellen, wobei B der > glatteste und H der rauheste Typ ist. Alle Hollen der Typen B bis H sind innerhalb der erfindungsgeiaäßen Grenzwerte für den Mittenrauhwert (1), aber nur die Rollentypen £ und 'F sind innerhalb der erfindungsgemäßen Grenzwerte für alle Rauhheits-Begriffe (1) bis (6).

Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse der Messungen der überflächen-Hauhheit der gebrauchten Hollen. Tabelle 5a gibt durch + und - deichen an, ob die verschiedenen Überflächen-Typen den erfindungsgemäßen Grenzwerten entsprechen oder nicht, und Tabelle 5b zeigt die Eigenschaften der durch Verwendung der verschiedenen Hollentypen erhaltenen verstreckten Fäden:

*

(I)

Tabelle

jLtauhheitsbe griffe

5a

(4)

_

(4)

(5)

(6

(6)

)

Beschreibung

Licron

(3)

Micron L

_

ticron

Liicron

Rollen

Poliert

o.o4

(2;

Licron

_

₊

.

4.

_

Typ

Zu glatt

0.53

Liicron

_

130

₊

4.

47

4.

o.o22

A

Zu glatti

0.58

O.2

1.3

Ho

+ ■

₊

44

4.

0.021

B

Zu glatt

0.65

4.0

1.5

14o

₊

4.

59

4.

0.0I8

C

Korrekt

0.78

4.0

1.6

Ho

₊

4.

55

4.

o.o26

D

Korrekt

Ο.59

4.5

2.1

i2o

_

45

_.

o.o24

E

2u rauh

1.85

5.6

Λ :~

I60

_

7o

_

0.032

F

Zu rauh

1.77

4.7

-¹Bo

78

0.031

G

I _ >'
• »·*

Ii

11

iiauhheitsbe^riffe

(D

{2)

Tabel] e

Rollen

Typ

_

A

+

_

B

₊

σ

₊

D

₊

E

₊

F

₊

4.

G

H

109845/1666

	Beschreibung	Tabelle 5b	Verstreckte Fäden	Festigkeit	Bruchdehnung
	Poliert		lio'ckst-mögliclxes	(p/denier)	(%)
Rollen	Zu glatt		Streckverhältnis
Typ	Zu glatt		8.4	16
A.	Zu glatt	5.8	8.5	15
B	Korrekt	5.9	8.8	14.5
σ	Korrekt	6.0	9.2	14.5
D	Zu rauh	6.4	9.3	14
E	Zu rauh	6.5	8.2	12
F	6.4	8.2	15.5
G	6.2
H

.üei Verwendung der polierten Rollen konnten die Fäden überhaupt nicht verstreckt werden, da sie klebrig wurden und an den otreckrollen hafteten, Die !tollen B, C und D hatten eine Über-, fläche, die noch zu glatt war, um einen solchen ochlupf zu gestatten, daß beim Lauf der Fäden über die Lieferrollen eine genügende Vorverstreckung erfolgte. Daher bleibt das höchstmögliche Streckverhältnis dieser Fäden wesentlich unter dem Streckverhältnis, das mit den korrekten Rollen E und F erreicht wird. iVerm versucht wurde, mit den Rollen ß, G und D höhere Streckverhältnisse anzuwenden, wurden die Fäden klebrig und wickelten sich um die btreckrollen.

üei Gebrauch der Rollen G und H, die eine zu rauhe Überfläche hatten, wurden die Fäden teilweise beschädigt. Dies zeigt sich dadurch, daß ihre Festigkeit und Dehnung wesentlich tiefer liegen, als Festigkeit und Dehnung"der korrekten Fäden E und F, deren Oberflächen-Rauhheit mit allen von der Erfindung vorgeschriebenen Grenzwerten übereinstimmt, lieferten sehr zufriedenstellende Fäden, die keinerlei Klebrigkeit zeigten· und nicht beschädigt waren, üei einem Streckverhältnis von 6.4 - 6. hatten diese Fäden die hohe Festigkeit von 9.2 - 9.3 g -per denier und eine Bruchdehnung von etwa 14 #.

Beispiel VI

Dieses Beispiel beschreibt den Einfluß der Zusammensetzung der als Gleitmittel verwendeten Präparation. Die Fäden

• die"etwa bei demselben Streckverhältnis verstreckt wurden. Die Rollen E und T

109*45/1666 ._{4A ΛΛ}

wurden geeponnen wi· in Beispiel V beschrieben, und «war unter Benutzung von Bollen des Typs F und mit Veränderung des Streckverhältnisses durch. Variation der Geschwindigkeit der Lieferrollen* Benutzt wurden die folgenden Präparationent

(a) Neutrale Emulsion der Mischung eines äthoxylierten Fettsäureester und eines sulfonierten Fettalkohols. Wassergehalt 75 Gewichtsprozent.

Cb) Konventionelle Emulsion einer Mischung von

4o % emulgierenden, antistatischen und binden- . den Mitteln und 6o % Mineralöl. Wassergehalt 8o Gewichtsprozent.

(c) Präparat wie (b), aber mit Wassergehalt von 15 Gewichtsprozent.

(d) Wasser-unlösliches Aethylenglycol-Derivat.

(e) Gleitmittel auf der Basis von Isooctylstearat. Wassergehalt 5- 7 Gewichtsprozent.

(f) Mischung gleicher Gewichtsteile von (d) und (e). Wassergehalt. 2.5 - 3·5 Gewichtsprozent.

Cg) Mischung von Isooctylstearat und einem Äthoacylierten Emulsionemittel· Wassergehalt 2-5 Gewichtsprozent.

Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung. Die angegebene Temperatur ist die Temperatur der Präparation bei Behandlung der Fäden. Der Präparationsgehalt der Fäden wurde durch Extraktion bestimmt und bezieht sich auf die wasserfreie Präpration.

Tabelle 6

Prägration ' Fäden

Wasser- Tempe- Gehalt Streck-

gehalt ratur in verhalt-

Typ (⁰A) C⁰G) Fäden nis

£2Ü

Festig	Bruch
keit	dehnung
Cg/denier)	<*)
4.1	28
4.1 ·	5o
6.ο	16
8.2	16
8.8	15
8.5	15
8.8	15

• 75 25 0.7 5.0

b 8« 25 O.9 5.2

c 15 6o 1.2 5Λ

d 4© 1*1 6.0

e 6 8o 0.6 6.0

f 3 8e 0.9 6.ο

g 4Jq 0.5 6.0

Das für die mehr als 1o % Wasser enthaltenden Präparationen (a), (b) und (c) angegebene {streckverhältnis iat das Maximum, bei dem die Fäden noch gesponnen und verstreckt werden konnten, wie Tabelle 5 zeigt, ist dieses Streckverhältnis wesentlich niedriger, als das mit den Präparationen (d), (e), (f) und (g) erreichte otreckverhältnis, deren Wassergehalt die vorgeschriebenen 1o -,Ό nicht überschritt. Entsprechend sind auch die Festigkeiten von b.2 und 8'.8 g per denier der mit den bevorzugten PräpBrationen hergestellten Fäden beträchtlich höher als die Festigkeiten von 4.1 * 6.ο g per denier der mit .träpar at ionen von hohem .Vassergehalt hergestellten Fäden,

BAD

109845/1666

Claims

Patentansprüche'

Kontinuierliches Verfahren zur gerstellung hochverstreckter PolyäthylenterephthalatSFäden, wobei geschmolzenes Polyethylenterephthalat durch Spinndüsen extrudiert, die gesponnenen Fäden gekühlt und mit einem Gleitmittel präpariert, und die Fäden nacheinander über ein Lieferrollen- und ein Streckrollen-ßystem geführt- werden, dadurch gekennzeichnet, daß Jedes System wenigstens aus zwei zylindrischen Rollen besteht, wenigstens eine Lieferrolle und eine Streckrolle durch einen Motor angetrieben wird, und Jede Rolle eine Überflächen-Hauhheit hat, die den Fäden während*1-5 Umläufen vor Verlassen der Lieferrollen und während 1-5 Umläufen nach Ankunft auf den ötreckrollen einen Schlupf gestattet, wobei man die Fäden stufenweise verstreckt, indem man die Verstreckung beginnt, während die Fäden die letzten 1-5 Umläufe um die Lieferrollen ausführen, die «int Oberflächentemperetur von 75 * 13o°C haben, und die Verstreckung beendet, während die Fäden die ersten 1-5 Umläufe ua die Streckrollen ausführen, die eine Oberflächentemperatur von 18o - 24-O⁰C und wenigstens die fünffache Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen haben, so daß ein Gesamtetreckverhältnis von wenigstens 5 erreicht wird, worauf man die verstreckten Fäden bei einer Geschwindigkeit von wenigstens 18oo Metern per Minute aufwickelt. ·

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß die Achse der Lieferrolle, von der die Fäden ablaufen, und die Achse der ötreckrolle, 'auf der die Fäden auflaufen, parallel sind, und daß die Achsen der Lieferrollen zueinander, und die Achsen der Streckrollen zoeinander, windschief aInd.

5· Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gektnnze ichne t, daß die Oberflächen der Liefer- und Streckrollen aus einer zusammenhängenden, nicht-porösen

Schicht sehr kleiner Erhebungen mit abgerundeten Kuppen von ungleicher Höhe und ungleichmäßiger Verteilung in allen Richtungen der Oberflächen bestehen.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Lieferund Streckrollen einen Littenrauhweri gemäß DIN 4762 von 0.5 - 2.2 Micron haben.

5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennze ich net, daß die oberflächen der Lieferund ütreckrollen eine Rauhtiefe gemäß DIK 4762 von 4.5 - 8.ο Llicron, einen .riöhe nabstand von nicht mehr als 14q uicron, und eine Profil-Krümmung von nicht mehr als o.o3o Licron" haben·

6. Verfahren nach Patentanspruch 1 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der -uiefer- und ütreckrollen eine Mittlere Hauhtiefe von 1.6 - 5.ο Micron und einen kittleren Höhen-Abstand von 4o - 6o Micron haben.

7. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die gesponnenen Fäden mit einem Gleitmittel präpariert, das nicht mehr als 1o Gewichtsprozent Wasser enthält.

8. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß man die gesponnenen i'äden, bevor sie über die Lieferrollen laufen, über ein iiystem von Vorspannungsrollen führt, das wenigstens aus einer nicht-geheizten, motorgetriebenen Rolle und einer üeparatorrolle besteht, und daß die Oberflächengeschwindigkeit der Vorspannungsrollen geringer ist als·-die Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen, und die Geschwindigkeitsdifferenz höchstens 2 % beträgt »

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