DE2118316C3 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung hochverstreckter Polyäthylenterephthalat-Fäden - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung hochverstreckter Polyäthylenterephthalat-FädenInfo
- Publication number
- DE2118316C3 DE2118316C3 DE2118316A DE2118316A DE2118316C3 DE 2118316 C3 DE2118316 C3 DE 2118316C3 DE 2118316 A DE2118316 A DE 2118316A DE 2118316 A DE2118316 A DE 2118316A DE 2118316 C3 DE2118316 C3 DE 2118316C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- threads
- rollers
- delivery
- stretching
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
- D02J1/00—Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
- D02J1/22—Stretching or tensioning, shrinking or relaxing, e.g. by use of overfeed and underfeed apparatus, or preventing stretch
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/12—Stretch-spinning methods
- D01D5/16—Stretch-spinning methods using rollers, or like mechanical devices, e.g. snubbing pins
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
- D02J1/00—Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
- D02J1/22—Stretching or tensioning, shrinking or relaxing, e.g. by use of overfeed and underfeed apparatus, or preventing stretch
- D02J1/224—Selection or control of the temperature during stretching
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
- D02J1/00—Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
- D02J1/22—Stretching or tensioning, shrinking or relaxing, e.g. by use of overfeed and underfeed apparatus, or preventing stretch
- D02J1/225—Mechanical characteristics of stretching apparatus
- D02J1/226—Surface characteristics of guiding or stretching organs
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
- D01F6/62—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Description
(1) Mittenrauhwert 0,5—2,2 μπι
(2) Rauhtiefe 4,5-8,0 μπι
(3) Mittlere Rauhtiefe 1,6—3,0 μΐη jo
(4) Höhen-Abstand max. 140 μπι
(5) Mittlerer Höhen-Abstand 40-60 μπι
(6) Profil-Krümmung max.0,030 μπι-'
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung zur kontinuierlichen Hersteilung hochverstreckter Polyäthylenterephthalat-Fäden bei dem geschmolzenes
Polyethylenterephthalat durch Spinndüsen extrudiert, die gesponnenen Fäden gekühlt, mit einem
Gleitmittel präpariert und über beheizte Lieferrollen mit einer Oberflächentemperatur von 75 bis 130° C
sowie über beheizte Streckrollen mit einer Oberflächentemperatur von 180 bis 240° C mit mehr als 5 Umläufen
geführt und die verstrecken Fäden anschließend bei einer Geschwindigkeit von wenigstens 1800 m/Min,
aufgewickelt werden.
Wenn frischgesponnene Polyäthylenlerephthalat-Fäden,
die praktisch nicht kristallin sind, zur Verstreckung rasch auf Temperaturen von etwa 180°C erhitzt werden,
so beginnen sie plötzlich zu kristallisieren und werden während kurzer Zeit klebrig. Zur Erlangung hoher
Verstreckungsverhältnisse bei Abzugsgeschwindigkeiten von 1800 m/Min, und einstufiger Verstreckung kann
jedoch eine Mindestternperatur von 180°C nicht unterschritten werden. Wenn nun Fäden von einer
herkömmlichen polierten Lieferrolle auf eine polierte to
Streckrolle gelangen, die eine Mindestternperatur von 1800C aufweist, so bildet sich eine verklebte Fadenmasse
um die Streckrolle, die ein Weiterlaufen und Aufwickeln der Fäden verhindert.
Zur Vermeidung dieses Nachteils gelangen daher bei einem bekannten Verfahren der genannten Art die
gesponnenen Fäden zur Erreichung eines hohen
eine erste,
40
45
50
55
p
Streckverhältnisses
Streckverhältnisses
zur
zunächst
auf
auf 150-155°C erhitzte Sircckrollc und dann auf eine
zweite, auf 2250C erhitzte Sireckrolle (US-PS
32 16 187). Dieses zweistufige Streck verfahren, bei dem
zunächst eine Verstreckung zwischen Licferrolle und der ersten Streckrolle von 3,75 bis 5 erfolgt und darauf
eine weitere Verstreckung zwischen der ersten und der ■/.weiten Streckrolle, durch die die Fäden eine Gesamiverstreckung
von über 5,7 erfahren, ist jedoch bezüglich des erforderlichen technischen Verfahrensaufwandes,
der getrieben werden muß, um unterschiedliche Streckrollen-Oberflächentemperaturen einzustellen
und zu regeln, mit ziemlich hohen Kosten verbunden.
Bei einem weiteren bekannten Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung verstreckter Polyäthylente.rephthalatfäden
zwischen einer Licferrolle und einer Streckrolle werden Verstreckverhällnisse nur von
unter 5 erreicht. Bei einem Verstreckwert von über 5 war kein kontinuierliches Verstrecken möglich. Wird
dabei zwischen der Lieferrolle und der Streckrolle eine Bremse in Form eines Streckstiftes verwendet, der von
dem Faden mehrere Male umschlungen wird (US-PS
33 29 758), so ist bei hohen Fadengeschwindigkeiten die Zeit des Kontaktes zwischen dem Faden und der
Stiftoberfläche sehr kurz, so daß die erforderliche Wärmemenge nur dann auf den Faden übertragen
werden kann, wenn der Stift auf eine ziemlich hohe Temperatur erhitzt wird, wodurch jedoch Gsfahr·
besteht, daß der Faden mit der Streckstiftoberfläche verklebt.
Schließlich ist auch noch ein Spinnstreckverfahren für Polyesterfäden bekanntgeworden, bei dem die Fäden
unmittelbar nach dem Spinnen, jedoch vor ihrer Verstreckung um das Mehrfache ihrer .Länge bei einer
Temperatur zwischen 10 und 1200C einer bleibenden Verdehnung unterworfen werden. Nach Beendigung
dieser relativ geringen Vorverdehnung, die zwischen Galetten stattfindet, wird dann eine weitere Ve>-strekkung
mit Hilfe einer auf 900C beheizten Liefer- und
einer unbeheizten Streckgalette vorgenommen (DD-PS 70 339). Nun ist zwar bei diesem bekannten Verfahren
auch die Möglichkeit gegeben, eine Fixiergalette vorzusehen, die eine Temperatur von 1900C aufweist.
Auf diese Fixiergalette gelangt der Faden jedoch erst dann, wenn der Streckvorgang stattgefunden hat.
Ferner ist auch noch bekanntgeworden, weiche Vorrichtungsmaßnahmen zum Schlüpfen von Kunststoff-Fäden
auf Rollen zu treffen sind (US-PS 30 20 621). Danach wurden bereits Streckrollen eingesetzt, die an
den Stellen, an welchen ein Fadenschlupf auftreten soll, eine z. B. durch Sandstrahlen erzeugte Rauhigkeit
aufweisen. Diese Maßnahmen sind zwar von grundsätzlicher Bedeutung, sie können jedoch im konkreten Fall
bei der Herstellung hochverstreckter Polyäthylenterephthalat-Fäden für sich allein die aufgetretenen
Schwierigkeiten in bezug auf das Festkleben der Fäden auf den Rollenoberflächen nicht beseitigen: vielmehr
v/ar davon auszugehen, daß die erweichenden Fäden in noch stärkerem Maße auf rauhen Oberflächen haften
bleiben als auf polierten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung verstreckter
Polyäthyientercphthalat-Fäden so auszubilden, daß die verlangte hohe Versireckting einstufig vorgenommen
werden kann, d.h. unter Verwendung eines Licferrollensatzes und eines Streckrollensatzes, ohne
daß zusätzliche Beheizungsmiitel für den Faden
zwischen den beiden Rollen vorgesehen werden müssen und ein Verkleben des Fadens auf der Streckrolle
21 18 3 ΐ
stattfindet und das Weiterlaufen des Fadens unmöglich
macht. Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens entwickelt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß zur Herstellung von Fäden mi» einer mindestens *>
5fachen, einstufigen Verstreckung der Verfallrensablauf so getroffen wird, daß die Verstreckung der Fäden
bereits während der 5 letzten Umläufe auf den Lieferrollen begonnen und erst während der 5 ersten
Umläufe auf den Strcckrollcn beendet wird.
Dadurch, daß die Verstreckung der Fäden bereits während der letzten Umläufe um die Lieferrolle beginnt
und erst während der ersten Umläufe auf den Streckrollen endet, können letztere auf die für ein
Verstreckverhältnis von über 5 benötigte Temperatur r, von etwa 22O0C erwärmt und unmittelbar mit dem von
der Lieferrolle kommenden Faden in Berührung gebracht werden, ohne daß dieser anklebt.
7ur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, bei der die Oberflächen der Rollen folgende
Rauhigkeitswerte aufweisen:
(1) Mittenrauhwert 0,5-2,2 μΐη
(2) Rauhtiefe 4,5-8,0 μπι
(3) Mittlere Rauhtiefe 1,6—3,0 μηι
(4) Höhen-Abstand max. 140 μιη
(5) Mittlerer Höhen-Abstand 40—60 μπι
(6) Profil-Krümmung πΐΒχ.ΟΧΟΟμπι-1
Durch diese Oberflächenrauhigkeitswerte wird ein Schlupf zwischen Faden und Rollenoberfläche bewirkt,
der zu einem »stufenweisen« Verstrecken des Fadens führt, und zwar bereits auf der mäßig erwärmten
Lieferrolle und dann später auf der höher erwärmten Streckrolle. Dadurch wird eine zweite Streckrollenvor- &
richtung zwischen der Lieferrolle und der einen Streckrolle vermieden.
Die hohen Streckverhältnisse, die zur Anwendung gelangen, entsprechen sehr hohen Fadenspannungen
während des Verstreckens. Be! den benutzten Temperatüren
können diese Spannungen bis zu '/} der Bruchfestigkeit der Fäden betragen. Da die von den
Lieferrollen zu den Streckrollen laufenden Fäden bestrebt sind, einen Winkel von 90° mit der Achse der
Lieferrolle, von der sie ablaufen, und mit der Achse der Streckrolle, auf die sie auflaufen, zu bi'den, sind die
beiden Achsen parallel angeordnet. Außerdem sind innerhalb der Lieferrollen- und Streckrollensätze die
Achsen der Liftfer-, bzw. Streck- gegenüber den zugeordneten Separatorrollen windschief, um eine -50
korrekte Trennung der Fäden zu erreichen. Die beschriebenen Achsen-Anordnungen wurden in allen
folgenden Beispielen verwendet.
Die Geschwindigkeit der Liefer- und Streckrollen wird so eingestellt, daß ein Streckverhältnis von
wenigstens 5 erzielt wird. Das Streckverhältnis ist definiert als das Verhältnis zwischen der Oberflächengeschwindigkeit
der Streckrollen und der Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen. *t
Die Fäden sollen wenigstens so viele Male um die eo
Liefer· und Streckrollen laufen, daß sie an einem Punkt etwa auf halbem Wege zwischen Ankunft und Verlassen
eines Rollensatzes die gleiche Geschwindigkeit wie die betreffenden Rollenoberflächen haben.
Unter sonst gleichen Bedingungen beeinflußt auch die bi
Spinngeschwindigkeil das Streckverhältnis, und zwar bewirkt eine höhere Spinngeschwindigkeit ein niedrigeres
Streckverhältnis. Das op'imale erreichbare Streckverhältnis
ist ferner abhängig von der Schmelzviskosität der Fäden, da eine niedrigere Schmelzviskosität eine
geringere Orientierung der gesponnenen Fäden zur Folge hat und damit ein höheres Streckverhältnis
ermöglicht. Die Aufwickelgeschwindigkeit soll, gemäß der Erfindung, nicht weniger als 1800 m/Min, betragen:
ihre obere Grenze ist durch die Konstruktion der Maschinen und die Art der Arbeitsvorgänge bestimmt
und kann 6000 m/Min, erreichen.
Wesentlich für die erfolgreiche Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Vorschrift, daß
die Liefer· und Slreckrollpn eine Oberflächen-Rauheit haben, die den Fäden während 5 Umläufen vor dem
Verlassen der Lieferrollen und nach Ankunft auf den Streckrollen einen Schlupf gestattet, so daß die Fäden
auf ihrem Weg von den letzten Umläufen um die LiefeTollen bis zu den ersten Umläufen um die
Sireckrollen stufenweise verstreckt werden.
Dies bedeutet, daß die Fäden bei den tieferen Temperaturen der Lieferrollen teilweise verstreckt und
orientiert werden, daß die Verstreckung zwischen Liefer- und Streckrollen fortgesetzt, und daß die
Verstreckung bei den höheren Temperaturen der Streckrollen beendet wird, wobei ein hohes Gesamt:
streckverhältnis von nicht weniger als 5 erreicht wird.
Bei der Beschreibung eines konventionellen zweistufigen Verstreckungsverfahrens wurde bereits erklärt,
daß Fäden, die bereits bei tieferen Temperaturen auf einem ersten Streckrollen-System teilweise verstreckt
und orientiert wurden, auf ein zweites Streckroilen-System
von erheblich höherer Temperatur laufen können, ohne irgendwelche Klebe-Eigenschaften zu zeigen.
Durch die Verwendung von Liefer- und Streckrollen mit einer Oberflächen-Rauheit, die einen begrenzten
Schlupf der Fäden gestattet, bewirkt das erfindungsgemäße Verfahren ein stufenweises Verstrecken der
Fäden auf und zwischen dem Lieferrollen-System und dem Streckrollen-System und erspart dadurch den
Gebrauch eines zweiten geheizten Streckrollen-Systems.
Wie der durch die Oberflächen-Rauheit der Rollen erlaubte Schlupf es ermöglicht, das Verstrecken der
Fäden bereits auf den Lieferrollen zu beginnen, zeit die folgende Tabelle an einem Beispiel, welches die
Fadengeschwindigkeiten bei verschiedenen Umlaufpositionen vor Verlassen der Lieferrollen angibt:
Umlaufposition der | Fadengeschwindigkeit |
Fäden vor Verlassen | |
der Lieferroilen | (m/Min.) |
4V4 | 364 |
31A | 365 |
21A | 371 |
13A | 858 |
I1A | 1505 |
1A | !798 |
Unter dem Begriff »Umlaufposition« wird dabei die Anzahl der Umläufe, die der Faden von der gegebenen
Position noch bis zum Verlassen der Lieferrollen zurücklegen muß, verstanden.
Bei diesem Versuch betrug die Oberflächengeschwin-
digkeit der Lieferrollen 364 m/Min, und die Oberflächengeschwindigkeit
der Streckrollen 2171 m/Min. Die Tabelle zeigt, wie unter dem Zug der Streckrollen die
Geschwindigkeit der Fäden während der letzten Umläufe um die Lieferrollen zunimmt, ein Zeich -n
dafür, daß die Verstreckung der Fäden begonnen,hat.
Ein noch vollständigeres Bild eines Verstreckungs-Vorgangs gemäß der Erfindung zeigt Beispie! !,Tabelle la,
worin die Spannungen der Fäden während des ganzen Weges um die Liefer- und Streckrollen wiedergegeben
sind.
Um einen Schlupf der Fäden während 5 Umläufen um die Rollen zu gestatten, ist die Natur der Rauheit der
Rollenoberfläche von großer Wichtigkeit. Vorzugsweise soll die Rollenoberfläche aus einer zusammenhängenden.
nichtporösen 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 4762; »Measured Profile« ASA B461.1962).
F i g. 3 zeigt ein solches Profil einer erfindungsgemäßen Rollenoberfläche. Das Profil wurde ausgemessen jo
mit einem »Talysurf«-Instrument hergestellt von Tayior-Hobson Co. in England. 1 cm der vertikalen Skala
entspricht 0,45 μηι, und 1 cm der horizontalen Skala
entspricht 19,8 μπι. Die Auswertung des Profils nimmt-Bezug
auf eine Linie parallel zur Richtung des Profils, J5 die so liegt, daß die Summen der Flächen zwischen der
Linie und den oberhalb und unterhalb der Linie liegenden Teilen des Profils einander gleich sind
(»Mittleres Profil« DIN 4762; »Center Line« ASA B 46,1-1962). Die Auswertung erfolgte unter ίο
Verwendung eines Digital Computers und erlaubte eine Genauigkeit entsprechend Abständen des Istprofils von
± 0,01 μπι in vertikaler und von ± i ,0 μπι in horizontaler
Richtung.
Geeignete Begriffe zur Beschreibung und Definition von Oberflächen-Rauheiten 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 »Miitenrauhv/ert« gemäß DIN 4762 (»Roughness
Height« ASA B 46,1-1962), das ist der arithmetische Mittelwert der Abstände des Istprofils vom mittleren
Profil, gemessen senkrecht zum mittleren Profil. Der Mittenrauhwert der Oberflächen gemäß der Erfindung
soll 0,5—2,2 μιη sein.
Andere geeignete Begriffe zur Definition der erfindungsgemäßen Oberflächen-Rauheit sind die folgendere
»Rauhtiefe« (DIN 4762) ist der Abstand zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt des Istprofils, μ
gemessen senkrecht zum mittleren Profil. Die Rauhtiefe der erfindungsgemäßen Oberflächen soll 4,5—8,0 μπι
sein.
»Mittlere Rauhtiefe« ist der Abstand zwischen den Mittelwerten der Maxima und den Mittelwerten der
Minima des istprofils gemessen senkrecht zum mittleren Profil. Die mittlere Rauhtiefe der erfindungsgemäßen
Oberflächen soll 1,6-3,0 μπι sein.
»Höhen-Abstand« ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Maxima des Istprofils gemessen
parallel zum mittleren Profil. Der Höhen-Abstand der erfindungsgemäßen Oberflächen soll nicht größer sein
als 140 μιτι.
»Mittlerer Höhen-Abstand« ist der mittlere Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Maxima des
Istprofils gemessen parallel zum mittleren Profil. Der mittlere Höhen-Abstand der erfindungsgemäßen Oberflächen
soll 40—60 μπι sein.
»Profil-Krümmung« ist der reziproke Krümmungsradius an jedem Punkt des Istprofils. Die Profil-Krümmung
der erfindungsgemäßen Oberflächen soll nicht größer sein als 0,030 μην1, damit das Profil keine
scharfen Spitzen oder Biegungen aufweist.
Es sei erwähnt, daß die zur Beschreibung und Definition dererfindungsgemäßen Oberflächen-Rauheiten
gewählten Begriffe nicht den Begriff »Rillenabstand« gemäß DIN 4762 ( = »Roughness Width«
ASA B 46,1-1962) enthalten, der den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Spitzen einer geordneten Rillenstruktur
bezeichnet. Dieser Begriff, der ähnlich dem Begriff der Wellenlänge ist, kann nur auf vorwiegend
periodische Oberflächenstrukturen angewandt werden; nicht aber auf die erfindungsgemäßen Oberflächen mit
ihren großen Schwankungen der Spitzen-Abstände.
Eine Rollenoberfläche gemäß der Erfindung kann auf verschiedene Weise hergestellt werden, z.B. durch
Verwendung eines Sandstrahlgebläses unter kontrollierten Bedingungen und nachfolgender galvanischer
Melall-Beschichtung, durch Abscheidung von Metallen in kristallisierter Form aus der Gasphase oder durch
Aufbringen kleiner Metallkügelchen verschiedener Größe. Es sei betont, daß Sandstrahlen allein ohne
nachfolgende Metall-Beschichtung Erhebungen mit zu scharfen Spitzen erzeugen würde, und, wie schon
erwähnt, sollen die Erhebungen eine nichtporösc, zusammenhängende Schicht bilden, die auch undurchlässig
und widerstandsfähig gegen Abrasion ist.
Als Gleitmittel für die Fäden wird eine Präparation
bevorzugt, die nicht mehr als 10% Wasser enthält. Wie in den Beispielen gezeigt wird, ermöglicht eine solche
Präparation die Herstellung von Fäden, die beträchtlich höhere Streckverhältnisse und höheie Festigkeiten
aufweisen, als Fäden, die mit Präparationen von hohem Wassergehalt oder Präparationen vom Emuisions-Typ
hergestellt wurden. Einer der Gründe für die Vorteile der verwendeten Präparation ist wahrscheinlich, daß sie
keine nennenswerte Menge Wärme von den geheizten Rollen für die Verdampfung von Wasser verbraucht.
Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch ein zusätzliches System von
Vorspannungs-Rollen verwendet werden, das wenigstens aus einer nichtgeheizten, motorgetriebenen Rolle
und einer Separator-Rolle besteht, und über das die Fäden auf ihrem Weg von den Spinndüsen zu den
Lieferrollen laufen. Die motorgetriebene und die Separator-Rolle haben selbstverständlich dieselbe
Oberflächengeschwindigkeit, und diese Geschwindigkeit soll etwas geringer sein als die Oberflächengeschwindigkeit
der Lieferrollen. Dieser Geschwindigkeitsunterschied, der höchstens 2% betragen soll,
bewirkt eine leichte Spannung der Fäden, die jedoch völlig im Bereich der reversiblen elastischen Dehnung
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.
In der Zeichnung zeigt -
Fig.) schematisch eine Apparat-Anordnung, die zur
Herstellung spinngestreckter Fäden gemäß der Erfindung geeignet ist. Die von den Spinndüsen 1
extrudierten Fäden 2 werden durch Querluft 3 gekühlt und laufen über einen Fadenführer 4 und eine
Präparierrolle 5. Anschließend laufen die Fäden um die geheizten Lieferrollen 6 und die geheizten Streckrollen
7 und schließlich werden die verstreckten Fäden, wie üblich auf der Spule 8 aufgewickelt. Eine solche
Anordnung wurde in den Beispielen I, Il und III verwendet.
Fig.2 zeigt schematisch eine andere mögliche
Anordnung, die ebenfalls die in F i g. 1 dargestellten Elemente enthält, jedoch zusätzlich noch eine Vorspannungsrolle
9 mit Separatorrolle 10, die vor den Lieferrollen 6 angebracht sind, und ferner zwei
Relaxierungs-Rollen 11. die sich zwischen den Streckrollen 7 und der Spule 8 befinden. Eine solche
Anordnung wurde in den Beispielen IV, V und Vl benutzt.
' Die folgenden Beispiele zeigen Einzelheiten der Durchführung des Verfahrens und berichten über die
Eigenschaften der erhaltenen Fäden. Die Festigkeit der Fäden wurde mit einem INSTRON-Meßgerät bestimmt
und bezieht sich auf ihren Ausgangsliter. Die Spannung der um die verschiedenen Rollen laufenden Fäden
wurde mit einem ROTHSCHILD-Fadenspannungsmesser
gemessen. Es handelt sich bei diesem Spannungsmesser um ein allgemein im Fachgebiet bekanntes
Meßgerät, das beispielsweise im »Shirley Institute Bulletin« 1969, Bd. 42, Nr. 4, Seite 139 beschrieben ist.
Die intrinsische Viskosität (φ) ist durch die folgende
Gleichung definiert:
aufgewickelt wurden. Alle Rollen hatten einen Durchmesser von 180 mm, und ihre Achsen hatten die in der
vorhergehenden Beschreibung verlangte Lage. Die Rollen hatten eine Oberflächen-Rauheit wie die
Rollenoberfläche Typ E in Beispiel V.
Die beiden Lieferrollen waren auf 85°C erhitzt, und die Fäden führten 12 Umläufe um die Lieferrollen aus.
Durch Veränderung der Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen zwischen 327 und 372 m/Min, wurden
verschiedene Streckverhältnisse erreicht. Die beiden Streckrollen waren auf 210° C erhitzt, ihre Oberflächengeschwindigkeit
war 2180 m/Min., und die Fäden führten ebenfalls 12 Umläufe um die Sireckrollen aus.
Um eine gewisse Relaxierung zu erreichen, wurden die Fäden bei einer Geschwindigkeit von 2000 m/Min,
aufgewickelt, d. h. bei einer Geschwindigkeit, die etwas geringer war als die Geschwindigkeit der Streckrollen.
Die gesponnenen, unverstreckten Fäden hatten eine intrinsische Viskosität von 0,75 und, bei einer Abzugsgeschwindigkeit
von 372 m/Min., eine Doppelbrechung von 0,6—0,7 - 10-3. Die verstreckten Fäden hatten
einen Gesamttiter von 1000/192 Denier und enthielten O,5-O,6°/o Präparation. Tabelle 1 gibt die Zahlen für die
Festigkeit und Bruchdehnung der verstreckten Fäden bei verschiedenen Streckverhältnissen:
_ l/l + 1,4 · 7 spec- I
(<l) ~ 0,35
(<l) ~ 0,35
worin φ spec, die spezifische Viskosität einer Lösung 4ü
von 0.5000 g Polyethylenterephthalat in 100 Milliliter einer Mischung gleicher Gewichtsteile Phenol und
Teirachioräthan bei 250C bedeutet.
Dieses Beispiel zeigt die Abhängigkeit der Festigkeit und Dehnung der Fäden vom Streckverhältnis. Es zeigt
ferner bei einem bestimmten Streckverhältnis die an verschiedenen Stellen der Liefer- und Streckrollen
vorhandenen Fadenspannungen.
Die Polyäihylenterephthalat-Fäden wurden nach
Verlassen der Spinndüsen durch Querluft 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 Gew.-%, ist die geeignete Temperatur der Präparation 8O0C. Eine große Anzahl verschiedener
Präparationen kann als Gleitmittel für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fäden
Verwendung finden, und diese Präparationen und die Temperaturen, bei denen sie benutzt werden, bilden
keinen Teil der Erfindung. Beispiele geeigneter Präparationen werden in Beispiel Vl beschrieben.
Die Fäden liefen dann über zwei motorgetriebene Rollen, die gleichzeitig als Abzugsrollen für die
gesponnenen Fäden und als Lieferrollen für den Streckprozeß wirkten, und darauf über zwei motorgetriebene
Streckrollen, wonach die verstreckten Fäden
Streckverhältnis | Festigkeit | Bruchdehnung |
(g/denier) | (%) | |
5,9 | 7,6 | 18 |
6,1 | 7,7 | 17 |
6,3 | 8,0 | 16 |
6,5 | 8,2 | 16 |
6,7 | 8,5 | 14 |
Wie Tabelle 1 zeigt, wurden die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fäden mit
einem hohen Streckverhältnis verstreckt. Die Fäden besitzen eine hohe Festigkeit und einer mittlere
Bruchdehnung.
Tabelle la zeigt, gemessen bei einem konstanten Streckverhältnis von 6,1, die Spannungen der Fäden in
verschiedenen Positionen während des Umlaufs um die Liefer- und Streckrollen, sowie vor und nach der
Berührung mit den Rollen:
Faden-Position | Fadenspannung (in mg/denier | 2500 |
des aufgewickelten Fadens | 2000 | |
Lieferrollen Streckrollen | 1500 | |
Vor Berührung | 40 | 1300 |
I Umlauf | 20 | 1200 |
2 Umläufe | 15 | 1300 |
3 Umläufe | 15 | 1300 |
4 Umläufe | 10 | • 1300 |
5 Umläufe | 10 | 1000 |
6 Umläufe | 10 | 950 |
7 Umläufe | 0 | 150 |
8 Umläufe | 0 | |
9 Umläufe | 200 | |
10 Umläufe | 250 |
Fortsetzung
Fadenspannung (in mg/denier
des aufgewickelten Fadens
11 Umläufe
12 Umläufe
Nach Berührung
Nach Berührung
400
1600
2500
1600
2500
100
50
15
50
15
IU
Wie Tabelle 1a zeigt, verringert sich die Fadenspannung
auf den Lieferrollen während der ersten 8 Umläufe. Der Grund ist, daß die Länge der Fäden η
zunimmt, wenn sie über ihre Glasumwandlungs-Temperatur
erhitzt werden, die etwa 7O0C beträgt. Der starke
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, wird diese stufenweise Erstreckung möglich gemacht durch den Schlupf-Effekt infolge der
besonderen Oberflächen-Rauheit der Rollen. Der Schlupf-Effekt ist auch die Ursache für das Absinken der
Fadenspannung während der ersten vier Umläufe um die Streckrollen. Die Tabelle la zeigt ferner, daß bei
Positionen zwischen 4 Umläufen nach Erreichen und vor Verlassen, sowohl der Liefer- als auch der
Streckrollen, die betreffenden Fadenspannungen innerhalb eines sehr kleinen Bereiches praktisch konstant
bleiben. Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß diese Feststellung sich nicht auf Spannungsänderungen
zwischen den Positionen 4 und 8 bzw. 9 bezieht, sondern auf Fadenspannungen innerhalb eines sehr n
kleinen Bereiches zwischen den genannten Positionen, z. B. zwischen Position 4, 5 oder zwischen 5 und 6.
Ferner wurde festgestellt, daß bei diesen Positionen die Geschwindigkeit der Fäden mit den entsprechenden
Oberflächengeschwindigkeiten Rollen übereinstimmte. Wesentlich an der Tabelle I ist vor allem die Tatsache,
daß die Verstreckung der Fäden nicht nur wie sonst üblich zwischen Lierer- und Streckrolle erfolgt, sondern
bereits während der letzten Umläufe der Fäden um die Lieferrollen und auch noch während der ersten Umläufe
um die Streckrollen. Der von der Lieferrolle kommende, bereits teilweise verstreckte Faden wird daher nicht
mehr klebrig, wenn er auf die hocherhitzte Streckrolle gelangt.
Die geringe Fadenspannung bei den mittleren Umläufen um die Lieferrollen kann zu unerwünschten
Querbewegungen der Fäden führen. Diese Erscheinung kann durch Einschaltung einer zusätzlichen ungeheizten
Vorspannurigs-Rolle zwischen Spinndüsen und Lieferrollen
verhindert werden, wie in Beispiel IV beschrieben ist.
Beispiel Il
Dieses Beispiel beschreibt die Eigenschaften der Fäden bei verschiedenen Temperaturen der Liefer- und ω>
Streckrollen. Die Fäden wurden gesponnen und verstreckt wie in Beispiel I beschrieben, jedoch mit den
folgenden Unterschieden: Die Lieferrollen hatten eine Oberflächengeschwindigkeit von 374 m/Min, und wurden
von den Fäden 9mal umlaufen. Die Streckrollen hatten eine Oberflächengeschwindigkeit von 2180 m/
Min. und wurden von den Fäden 14mal umlaufen. Zweck? Relaxierung wurden die Fäden bei einer
Geschwindigkeit von 2002 m/Min, aufgewickelt, d. h. bei einer etwas geringeren Geschwindigkeit als der
Geschwindigkeit der Streckrollen. Die verstreckten Fäden hatten einen Gesamtster von 250/48 Denier.
Bei einer Lieferrollen-Temperatur von 680C halten
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 1350C, so erhielt man Fäden von
beträchtlich verringerter Festigkeit, und bei noch • höheren Temperaturen begannen die Fäden an den
Lieferroilen zu kleben.
Tabelle 2 zeigt die Eigenschaften der Fäden bei verschiedenen Temperaturen der Streckrollen:
Streckrollen- Festigkeit
Temperatur
(g/denier)
(%) (% bei 165 C
in Luft)
7,9
7,8
7,9
7,8
7,9
18
19
18
19
18
3,5
2,3
1,6
2,3
1,6
Tabelle 2 zeigt, daß bei steigenden Streckrollen-Temperaturen die Festigkeit und Bruchdehnung der Fäden
praktisch konstant bleibt, während der Schrumpf geringer wird. Derartige Fäden von kleinem Titer und
geringem Schrumpf sind z. B. für die Herstellung von Nähgarnen geeignet. Bei Streckrollen-Temperaturen
unterhalb 1800C 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 wurde ein Polymer von höherer Viskosität (intrinsische Viskosität der_ gesponnenen,
unverstreckten Fäden 0,95). Bei einer Oberriächengeschwindigkeit der Lieferrollen von 365 m/Min, war die
Doppelbrechung der gesponnenen Fäden 1,0 · 10-J. Durch Veränderung der Geschwindigkeit der Lieferroilen
wurden verschiedene Streckverhältnisse erreicht, während die Oberflächengeschwindigkeit der Streckrollen
bei 2160 m/Min, konstant blieb. Zwecks Relaxierung wurden die Fäden bei einer Geschwindigkeit von
2000 m/Min, aufgewickelt, d. h. bei einer Geschwindigkeit, die etwas geringer war als die Geschwindigkeit der
Sireckrollen. Der Gesamttiter der "erstreckten Fäden war 1000/192 Denier.
Tabelle 3 zeigt die Eigenschaften der Fäden bei verschiedenen Streckverhältnissen:
Streckverhältnis | Festigkeil | Bruchdehnung |
(g/danicr) | (%) | |
5,9 | 8,8 | 16 |
6,0 | 9,0 | 15 |
6,1 | 9,1 | 14,5 |
6,2 | 9,2 | 14 |
Der Vergleich mit Beispiel I, Tabelle 1, zeigt, daß durch die höhere Faden-Viskosität der erreichbare
Höchstwert des Streckverhältnisses niedriger wird. Andererseits ist es dadurch möglich, bei gleichen
Streckverhältnissen Fäden von höherer Festigkeit zu ι erhalten. Die Fäden sind teilv/eise geschrumpft und
geeignet zur Herstellung von Reifen-Cord.
Beispiel IV
Dieses Beispiel beschreibt die Verwendung zusätzlieher
Vorspannungs-Rollen zwischen Spinndüsen und Lieferrollen sowie den Gebrauch zusätzlicher Relaxierungsrollen
zwischen Streckrollen und Aufwickelvorrichtung. Das Beispiel zeigt ferner, wie das erfindungsgemäße
Verfahren bei verschiedenen Geschwindigkei- r> ten arbeitet.
Die Fäden wurden gesponnen und verstreckt wie in Beispiel I beschrieben, jedoch mit folgenden Unterschieden:
Verwendet wurde ein Polymer von höherer Viskosität (intrinsische Viskosität der gesponnenen,
unverstreckten Fäden 0,92). Die Fäden wurden von einer Spinndüse mit 192 Löchern durch eine ungeheizte,
motorgetriebene Rolle mit Separator-Rolle abgezogen, die als Vorspannungürollen dienten und sich zwischen
Spinndüse und Lieferrollen befanden. Von den Streck-
rollen liefen die Fäden über zwei weitere motorgetriebene Rollen, die eine höhere Temperatur als die
Streckrollen hatten und zur Relaxierung und Stabilisierung dienten. Die Achsen der beiden Vorspannungsrollen,
bzw. der beiden Relaxierungsrollen waren zueinander windschief.
Die Liefer- und Streckrollen hatten eine Oberflächen-Rauheit wie die Rollenoberfläche Typ E in Beispiel V.
Der Durchmesser der motorgetriebenen Vorspannungsrolle wurde so gewählt, daß ihre Oberflächengeschwindigkeit
etwa 1,5% geringer war als die Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen. Wie oben
erklärt, bewirkt diese Geschwindigkeitsdifferenz eine leichte Spannung der Fäden innerhalb des Bereichs
ihrer reversibel elastischen Dehnung und verhindert unerwünschte seitliche Bewegungen der Fäden auf den
Lieferrollen, wie in Beispiel I erwähnt wurde.
Die Fäden wurden bei verschiedenen Rollengeschwindigkeiten gesponnen und verstreckt. Die Menge
des durch die Spinndüsen extrudieren Polymers wurde so geregelt, daß in allen Fällen die fertigen Fäden einen
Gesamttitervon 1000/192 Denier hatten. Tabelle 4 zeigt
die Oberflächentemperaturen der geheizten Rollen, die Anzahl der Fadenumläufe um jedes Rollensystem und
die Oberflächengeschwindigkeit der Rollen:
Rollen
Ober- flächcn- Temperatur |
Anzahl- Faden- Umläufe |
Oberfiächengeschwindigkeit (m/Min.) |
B | C |
(C) | A | 465 | 550 | |
90 | 5 | 358 | 2690 | 2900 |
220 | 11 | 2160 | 2500 | 2695 |
235 | 8 | 2000 | 2503 | 2700 |
2002 |
Lieferrollen
Streckrollen
Relaxierungs-Rollen
Aufwickelrolle
Streckrollen
Relaxierungs-Rollen
Aufwickelrolle
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. Unter
dem Begriff »Modulus«, auch »Yang's Modulus« genannt, wird die Beziehung zwischen Kraft in g und
Dehnung in % eines Fadens verstanden, die bei viskoseelastischen Substanzen, wie thermoplastischen
■15
Fäden, nicht dem Hook'schen Gesetzt folgt. »Anfangs-Modulus« ist demnach der Modulus bei Beginn der
Dehnung.
Tabelle 4a vergleicht die Abzugsgeschwindigkeiten und die Doppelbrechung der gesponnenen Fäden mit
dem Streckverhältnis, der Festigkeit und der Bruchdehnung der verstreckten Fäden:
Tabelle 4 a | Gesponnene Fäden | Doppelbrechung | Streckver | Versteckte | Fäden |
Abzugs | hältnis | Fesligkeil | Bruchdehnung | ||
geschwindigkeit | |||||
(m/Min.) | 1,5· | 6,0 | (g/dcnier) | (%) | |
358 | 2,2- | 5,8 | 8,9 | 15 | |
A | 465 | 3,2· | 5,3 | 9,1 | 14 |
B | 550 | 9,0 | 15 | ||
C | |||||
■ \0'} | |||||
■ 10-·1 | |||||
• 10 | |||||
Tabelle 4a zeigt, daß die Doppelbrechung der gesponnenen unverstreckien Fäden von der Abzugsgeschwindigkeit
abhiingt. Die bei höherer Geschwindigkeit gesponnenen Fäden haben eine höhere Orientierung
und daher eine höhere Doppelbrechung. Tabelle 4u
zeigt ferner, daß die höher spinnorientierten und bei to höherer Geschwindigkeit gesponnenen Fäden, die bei
einem Streckverhältnis von 5,3 verstreckt wurden, und die geringer spinnorientierten und bei geringerer
Geschwindigkeil gesponnenen Fäden, die bei einem
Rollen
Berührung der
Licferrollcn
Licferrollcn
laufe um Liefcrrollcn nötig für ordentlichen
Lauf
der Fäden auf den Licferrolkn
Mit
Ohne
Ohne
0,16 g/denier 5
0,04 g/denier 8
0,04 g/denier 8
+0,5 mm ±4,0 mm
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 beirächtlich weniger Querbewegungen als die 2r>
ohne Vorspannungsrollen gesponnenen Fäden. Eine weitere Wirkung des festeren Kontakts ist, daß die
Fäden mit Vorspannung rascher erhitzt werden und daher weniger Umläufe als die Fäden ohne Vorspannung
verlangen. So brauchten, wie Tabelle 4b zeigt, die jo
gespannten Fäden nur fünf Umläufe um die Lieferrollen, um einen ordentlichen Lauf zu erreichen, während die
nichtgespannten Fäden dafür acht Umläufe benötigten.
B e i s ρ i e I V
Dieses Beispiel beschreibt, wie die Natur der Oberfläche der Liefer- und Streckrollen den Ablauf des
Verfahrens und die Qualität der Fäden beeinflußt. Die Fäden wurden gesponnen und verstreckt, wie in Beispiel
IV beschrieben, und zwar mit folgenden Rollenoberflächen-Geschwindigkeiten:
Streckrollen — 2160 m/Min., Relaxierungsrollen — 2000 m/Min, und Aufwickelrolle
— 2002 m/Min. Das Streckverhältnis wurde durch Veränderung der Oberflächengeschwindigkeit der
Lieferrollen variiert. Die Oberflächengeschwindigkeit der Vorspannungsrollen war etwa 1,5% geringer als die
Oberflächengeschwindigkeit der Lieferrollen. Die Temperatur der geheizten Rollen und die Anzahl Fadenumläufe
um die Rollen waren dieselben wie in Beispiel IV1 Tabelle 4. beschrieben. Die verstreckten Fäden hatten to
einen Gesamttiter von 1000/192 Denier.
Beim Vergleich von Rollen mit verschiedener Oberflächen-Rauheit wurden die folgenden, in der
Beschreibung definierten Rauheitsbegriffe verwendet:
Es wurden Fäden gesponnen und verstreckt unter Benutzung von Rollen mit konventioneller polierter
Oberfläche und von Rollen mit verschiedenen Oberflächen-Rauheiten, die ganz oder teilweise den erfindungsgemäßen
Grenzwerten entsprechen. Für jeden Typ der untersuchten Rollenoberflächen wurde das höchstmögliche
Streckverhältnis bestimmt, d. h. das Streckverhältnis, bei dem ein korrektes Verstrecken erreicht werden
konnte, ohne daß die Fäden klebten oder Fadenbrüche zeigten.
In Tabelle 5 bedeutet Rollenoberfläche Typ A eine konventionelle pol'erie Rolle, während die Typen B bis
H Rollenoberflächen verschiedener Rauheit darstellen, wobei B der glatteste und H der rauheste Typ ist. Alle
Rollen der Typen B bis H sind innerhalb der erfindungsgemäßen Grenzwerte für den Mittenrauhwert(1),
aber nur die Rollentypen Hund F sind innerhalb der erfindungsgemäßen Grenzwerte für alle Rauheits-Begriffe
(1) bis (16).
Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse der Messungen der Oberflächen-Rauheit der gebrauchten Rollen. Tabelle
5a gibt durch +- und —Zeichen an, ob die verschiedenen Oberflächen-Typen den erfindungsgemäßen
Grenzwerten entsprechen oder nicht, und Tabelle 5b zeigt die Eigenschaften der durch Verwendung
der verschiedenen Rollentypen erhaltenen verstreckten Fäden:
Rollen | Beschrei | Rauhheitsbegriffe | (4) | (5) | (6) |
Typ | bung | (D (2) (3) | μπι | μιτι | μιη"1 |
μιη μπι |xm | |||||
A | poliert | 0,04 | 0,2 | — | - | - | - |
B | zu glatt | 0,53 | 4,0 | 1,3 | 130 | 47 | 0,022 |
C | zu glatt | 0,58 | 4,0 | 1,5 | UO | 44 | 0,021 |
D | zu glatt | 0,65 | 4,5 | 1,5 | 140 | 59 | 0,018 |
E | korrekt | 0.78 | 5,6 | 2,1 | 110 | 55 | 0,026 |
F | korrekt | 0,69 | 4,7 | 1,6 | 120 | 45 | 0,024 |
G | zu rauh | 1,85 | 13 | 4,8 | 160 | 70 | 0,032 |
H | zu rauh | 1,77 | 11 | 4,8 | 180 | 78 | 0,031 |
Rollen Typ
A
B
C
D
E
F
G
H
B
C
D
E
F
G
H
Rauheitsbegriffe (I) (2) (3)
(4) (5)
(6)
Tabsllc 5 b
Rollen
Typ Beschreibung
Verstreckte Fiiden
höchstmögliches
Streckverhältnis
Streckverhältnis
Festigkeil
Bruchdehnung
(g/denier) (%)
IO
A
B
C
D
E
F
G
H
poliert
zu glatt
zu glatt
zu glatt
korrekt
korrekt
zu rauh
zu rauh
5,8
5,9
6,0
6,4
6,5
6,4
6,2
5,9
6,0
6,4
6,5
6,4
6,2
8,4
8,5
8,8
9,2
9,3
8,2
8,2
16
15-14,5
14,5
14
12
13,5
Bei Verwendung der polierten Rollen A konnten die Fäden überhaupt nicht verstreckt werden, da sie klebrig
wurden und an den Streckrollen hafteten. Die Rollen B, C und D hatten eine Oberfläche, die noch zu glatt war,
um einen solchen Schlupf zu gestatten, daß beim Lauf ir,
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. Wenn versucht wurde, mit den jo
Rollen B, C und D höhere Streckverhältnisse anzuwenden, wurden die Fäden klebrig und wickelten sich um die
Streckrollen.
Bei Gebrauch der Rollen G und H, die eine zu rauhe Oberfläche hatten, wurden die Fäden teilweise beschä- j5
digt. Dies zeigt sich dadurch, daß ihre Festigkeit wesentlich tiefer liegt, als Festigkeit und Dehnung der
mit den korrekten Rollen E und F verstreckten Fäden, die etwa bei demselben Streckverhältnis verstreckt
wurden. Die Rollen E und F, deren Oberflächen-Rauheit mit allen von der Erfindung vorgeschriebenen Grenzwerten
übereinstimmt, lieferten sehr zufriedenstellende Fäden, die keinerlei Klebrigkeit zeigten und nicht
beschädigt waren. Bei einem Streckverhältnis von 6,4—6,5 hatten diese Fäden die hohe Festigkeit von
9,2—9,3 g/Denier und eine Bruchdehnung von etwa 14%, Wesentlich an der Tabelle 5b ist, daß mit polierten,
d. h. üblichen Rollen überhaupt nicht gearbeitet werden kann, weil die Fäden aufgrund des erwähnten Effekts an
den hocherhitzten Streckrollen ankleben, und daß die besten Ergebnisse, d. h. die höchsten Streckverhältnisse
und die höchsten Festigkeiten, mit den Rollen E und F erzielt werden, die alle genannten Rauheits-Parameter
berücksichtigen.
Beispiel Vl
Dieses Beispiel beschreibt den Einfluß der Zusammensetzung der als Gleitmittel verwendeten Präparation.
Die Fäden wurden gesponnen wie in Beispiel V beschrieben, und zwar unter Benutzung von Rollen des
Typs F und mit Veränderung des Streckverhältnisses durch Variation der Geschwindigkeit der Lieferrollen.
Benutzt wurden die folgenden Präparationen:
(a) Neutrale Emulsion der Mischung eines äthoxylierten Fettsäureesters und eines sulfonierten Fettalkohols.
Wassergehalt 75 Gew.-%.
(b) Konventionelle Emulsion einer Mischung von 40% emulgierenden, antistatischen und bindenden Mitteln
und 60% Mineralöl. Wassergehalt 80 Gew.-%.
(c) Präparat wie (b), aber mit Wassergehalt von 15 Gew.-%.
(d) Wasser-unlösliches Äthylenglycol-Derivat.
(e) Gleitmittel auf der Basis von Isooctylstearat. Wassergehalt 5-7 Gew.-%.
(f) Mischung gleicher Gewichtsteile von (d) und (e). Wassergehalt 2.5—3,5 Gew.-%.
(g) Mischung von Isooctylstearat und einem äthoxylierten Emulsionsmittel. Wassergehalt 2—5
Gew.-%.
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 Präparation.
Tabelle 6 | Präparation | Tempe | Faden | Fäden | Festig | Bruchdehnung |
Typ | Wasser | ratur | gehalt*) | Streck | keit | |
gehalt | (C) | (%) | verhältnis | (g/denier) | (%) | |
(%) | 25 | 0,7 | 4,1 | 28 | ||
75 | 25 | 0,9 | 5,0 | 4,1 | 30 | |
a | 80 | 60 | 1,2 | 5,2 | 6,0 | 16 |
b | 15 | 40 | 1,1 | 5,4 | 8.2 | 16 |
C | - | 80 | 0,6 | 6,0 | 8.8 | 15 |
d | 6 | 30 | 0,9 | 6,0 | 8,5 | 15 |
e | 3 | 30 | 0,3 | 6,0 | 8.8 | 15 |
r | 4 | 6,0 | ||||
ε | ||||||
*) Gehalt der Fäden an wasserfreier Präparation.
Das für die mehr als 10% Wasser enthaltenden Präparationen (a),(b) und (c) angegebene Streckverhältnis
ist 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
\7
Streckverhältnis, deren Wassergehalt die vorgeschriebenen 10% nicht Überschritt. Entsprechend sind auch
die Festigkeiten von 8,2 und 8,8 g/Denier der mit den bevorzugten Präparationen hergestellten Fäden beträchtlich höher als die Festigkeiten von 4,1 —6,0 g/Denier der mit Präparationen von hohem Wassergehalt
hergestellten Fäden.
Claims (2)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung hochverstreckter Polyäthylenterephthalat-Fäden,
bei dem geschmolzenes Polyethylenterephthalat durch Spinndüsen extrudiert, die gesponnenen
Fäden gekühlt, mit einem Gleitmittel präpariert und über beheizte Lieferrollen mit einer Ob'er.flächentemperatur
von 75 bis 130°C sowie über .beheizte Streckrollen mit einer Oberflächentemperätur von
180 bis 2400C mit mehr als 5 Umläufen geführt und
die verstrecken Fäden anschließend bei, einer Geschwindigkeit von wenigstens 1800 m/Min, aufgewickelt
werden, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Herstellung von Fäden mil einer mindestens 5fachen, einstufigen Verstreckung der
Verfahrensablauf so getroffen wird,· daß die VerstrecKung der Fäden bereits während der 5 letzten
Umläufe auf den Lieferrollen begonnen und erst während der 5 ersten Umläufe auf den Streckrollen
beendet wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberflächen der Rollen folgende Rauhigkeitswerte aufweisen:
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US2882170A | 1970-04-15 | 1970-04-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2118316A1 DE2118316A1 (de) | 1971-11-04 |
DE2118316B2 DE2118316B2 (de) | 1978-01-12 |
DE2118316C3 true DE2118316C3 (de) | 1984-03-01 |
Family
ID=21845636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2118316A Expired DE2118316C3 (de) | 1970-04-15 | 1971-04-15 | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung hochverstreckter Polyäthylenterephthalat-Fäden |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3715421A (de) |
BE (1) | BE763271A (de) |
CH (1) | CH522048A (de) |
DE (1) | DE2118316C3 (de) |
FR (1) | FR2089958A5 (de) |
GB (1) | GB1302650A (de) |
LU (1) | LU62895A1 (de) |
NL (1) | NL148958B (de) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4113821A (en) * | 1971-09-23 | 1978-09-12 | Allied Chemical Corporation | Process for preparing high strength polyamide and polyester filamentary yarn |
US3975488A (en) * | 1972-10-24 | 1976-08-17 | Fiber Industries, Inc. | Process for preparing poly(tetramethylene terephthalate) yarn |
DE2254998B2 (de) * | 1972-11-10 | 1975-07-10 | Barmag Barmer Maschinenfabrik Ag, 5600 Wuppertal | Verfahren zur Herstellung von Kord aus Chemiefasern |
US4195161A (en) * | 1973-09-26 | 1980-03-25 | Celanese Corporation | Polyester fiber |
US3914835A (en) * | 1974-01-14 | 1975-10-28 | Dow Badische Co | Apparatus for drawing and crimping synthetic yarn |
US4045534A (en) * | 1974-05-24 | 1977-08-30 | Allied Chemical Corporation | Process for melt-spinning synthetic fibers |
US3963678A (en) * | 1974-06-17 | 1976-06-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Large denier polyethylene terephthalate monofilaments having good transverse properties |
US4070432A (en) * | 1975-02-13 | 1978-01-24 | Allied Chemical Corporation | Production of low shrink polyester fiber |
US4003974A (en) * | 1975-04-04 | 1977-01-18 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Continuous spin-drawing process for preparing polyethylene terephthalate yarns |
AR207251A1 (es) * | 1975-05-22 | 1976-09-22 | Monsanto Co | Procedimiento para producir un hilado partiendo de un polimero de poliamida termoplastica para la hilatura en estado de fusion |
US4101525A (en) * | 1976-10-26 | 1978-07-18 | Celanese Corporation | Polyester yarn of high strength possessing an unusually stable internal structure |
US4195052A (en) * | 1976-10-26 | 1980-03-25 | Celanese Corporation | Production of improved polyester filaments of high strength possessing an unusually stable internal structure |
US4247505A (en) * | 1978-05-05 | 1981-01-27 | Phillips Petroleum Company | Melt spinning of polymers |
DE3026520C2 (de) * | 1980-07-12 | 1985-03-21 | Davy McKee AG, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung hochfester technischer Garne durch Spinnstrecken |
DE3026451C2 (de) * | 1980-07-12 | 1985-03-14 | Davy McKee AG, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung hochfester technischer Garne durch Spinnstrecken und Verwendung von durch das Verfahren hergestellten Garnen |
US4554200A (en) * | 1983-07-11 | 1985-11-19 | American Hoechst Corporation | Polyester film primed with organic acid salts |
US4486483A (en) * | 1983-07-11 | 1984-12-04 | American Hoechst Corporation | Polyester film primed with organic acid salts |
US4851172A (en) * | 1984-08-21 | 1989-07-25 | Allied-Signal Inc. | Process for high speed, multi-end polyester high performance tire and industrial yarn |
DE3675343D1 (de) * | 1985-11-25 | 1990-12-06 | Schweizerische Viscose | Verfahren und vorrichtung zum spinnstrecken von polyesterfaeden. |
US5266254A (en) * | 1990-02-05 | 1993-11-30 | Rhone-Poulenc Viscosuisse Sa | Process for the high-speed spinning of monofilaments |
TW357202B (en) * | 1996-12-20 | 1999-05-01 | Rhodial Ind Yarns Ag | Method and apparatus for manufacturing polyester formed industrial yarn |
EP2456913B1 (de) | 2009-07-24 | 2015-09-23 | Oerlikon Textile GmbH & Co. KG | Verfahren zum schmelzspinnen, verstrecken und aufwickeln eines multifilen fadens sowie eine vorrichtung zur durchführung des verfahrens |
DE102009037125A1 (de) | 2009-08-11 | 2011-02-17 | Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Schmelzspinnen, Verstrecken und Aufwickeln eines multifilen Fadens sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
EP3327180A1 (de) * | 2016-11-25 | 2018-05-30 | Dako Ag | Verwendung einer präparationsflüssigkeit mit niedriger viskosität und geringem wassergehalt zur behandlung von fäden |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA628863A (en) * | 1961-10-10 | B. Macleod Roderick | Drawing process | |
CA611444A (en) * | 1960-12-27 | G. Evans Cyril | Methods and apparatus for preparing elasticized thermoplastic yarns | |
CH309881A (de) * | 1951-12-21 | 1955-09-30 | Phrix Werke Ag | Vorrichtung zum Verstrecken von Fäden aus organischen Hochpolymeren. |
BE530338A (de) * | 1953-07-14 | |||
US2859472A (en) * | 1955-10-05 | 1958-11-11 | Allied Chem | Apparatus for reducing shrinkage and creep of thermoplastic yarns |
NL107409C (de) * | 1957-04-10 | |||
US2990603A (en) * | 1958-04-23 | 1961-07-04 | Leesona Corp | Apparatus for draw-stretching and winding yarn |
US3020621A (en) * | 1959-12-03 | 1962-02-13 | Du Pont | Draw roll |
US3101990A (en) * | 1960-10-13 | 1963-08-27 | Du Pont | Process of drawing filamentary structures |
NL270026A (de) * | 1960-10-21 | |||
US3091805A (en) * | 1960-11-02 | 1963-06-04 | Du Pont | Apparatus and process for drawing yarn |
US3123891A (en) * | 1961-04-10 | 1964-03-10 | Apparatus for drawing textile filaments | |
NL282183A (de) * | 1961-12-18 | |||
US3216187A (en) * | 1962-01-02 | 1965-11-09 | Du Pont | High strength polyethylene terephthalate yarn |
NL133640C (de) * | 1963-06-17 | |||
NL6402717A (de) * | 1963-10-09 | 1965-04-12 | ||
GB1037629A (en) * | 1963-10-30 | 1966-07-27 | British Nylon Spinners Ltd | Apparatus for handling and guiding a moving continuous elongated structure |
US3400194A (en) * | 1963-11-04 | 1968-09-03 | Du Pont | Process for making high-tenacity, low elongation industrial yarn |
US3422491A (en) * | 1964-09-09 | 1969-01-21 | Asahi Chemical Ind | Apparatus for stretching synthetic fibers |
US3485913A (en) * | 1965-10-20 | 1969-12-23 | Toho Beslon Co | New method of manufacturing acrylic fibers and the related products |
US3433008A (en) * | 1965-11-19 | 1969-03-18 | Du Pont | Bulked yarn |
GB1176164A (en) * | 1966-05-11 | 1970-01-01 | Ici Ltd | Process and apparatus for Drawing Thermoplastic Filamentary Yarns |
US3366721A (en) * | 1966-07-21 | 1968-01-30 | Monsanto Co | Process for treating filaments |
US3481136A (en) * | 1967-12-11 | 1969-12-02 | Celanese Corp | Process for producing polyester yarn |
US3500519A (en) * | 1968-04-01 | 1970-03-17 | Techniservice Corp | Strand treatment |
GB1264327A (de) * | 1968-07-05 | 1972-02-23 | ||
NL164909C (nl) * | 1968-10-08 | 1981-02-16 | Algemene Kunstzijde Unie Nv | Werkwijze en inrichting voor het in ten minste twee trappen strekken van een thermoplastisch produkt en het volgens de werkwijze vervaardigde produkt. |
-
1970
- 1970-04-15 US US00028821A patent/US3715421A/en not_active Expired - Lifetime
-
1971
- 1971-02-10 NL NL717101765A patent/NL148958B/xx not_active IP Right Cessation
- 1971-02-22 BE BE763271A patent/BE763271A/xx not_active IP Right Cessation
- 1971-03-22 CH CH416371A patent/CH522048A/de not_active IP Right Cessation
- 1971-03-31 LU LU62895D patent/LU62895A1/xx unknown
- 1971-04-14 FR FR7114043A patent/FR2089958A5/fr not_active Expired
- 1971-04-15 DE DE2118316A patent/DE2118316C3/de not_active Expired
- 1971-04-19 GB GB2301071*A patent/GB1302650A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2118316A1 (de) | 1971-11-04 |
LU62895A1 (de) | 1971-08-24 |
CH522048A (de) | 1972-04-30 |
GB1302650A (de) | 1973-01-10 |
DE2118316B2 (de) | 1978-01-12 |
BE763271A (fr) | 1971-07-16 |
US3715421A (en) | 1973-02-06 |
FR2089958A5 (de) | 1972-01-07 |
NL148958B (nl) | 1976-03-15 |
NL7101765A (de) | 1971-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2118316C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung hochverstreckter Polyäthylenterephthalat-Fäden | |
DE2846720C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von bauschfähigem Polyester-Filamentgarn | |
DE2117659A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von Fäden und Fasern | |
DE2528128A1 (de) | Verfahren zum spinnen von polyamiden, insbesondere von nylon 66 | |
DE3026520C2 (de) | Verfahren zur Herstellung hochfester technischer Garne durch Spinnstrecken | |
DE3026451A1 (de) | Verfahren zur herstellung hochfester technischer garne durch spinnstrecken und durch das verfahren hergestellte garne, insbesondere aus polyamid- und polyesterfaeden | |
EP0173221A2 (de) | Hochfestes Polyestergarn und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE1435637C3 (de) | Verfahren zur Herstellung orientierter Polyesterfäden mit niedriger Oberflächenreibung | |
DE2501265A1 (de) | Verfahren zur herstellung von texturiertem, synthetischem fadengarn | |
EP0846197B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines hochfesten, hochschrumpfenden polyamid-66-filamentgarns | |
DE1435332A1 (de) | Faeden und Verfahren zu ihrer Herstellung sowie daraus hergestellte Produkte | |
EP0287604B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines glatten polyesterfadens und polyesterfaden hergestellt nach dem verfahren | |
DE2461198A1 (de) | Verfahren zum herstellen von polyesterfasern | |
DE2152766B2 (de) | Verfahren zum gleichfoermigen verstrecken eines filamentkabels aus einem synthetischen linearen thermoplastischen polymer | |
EP0345307B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines glatten polyesterfadens und polyesterfaden hergestellt nach dem verfahren | |
DE2004558B2 (de) | Verfahren zum Strecken von Polyesterfäden | |
DE2211843A1 (de) | Verwendung unverstreckter polyaethylenterephthalatfaeden | |
DE3036683A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum schmelzspinnen von synthetischen polymeren | |
DE1660383B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines bauschigen Mehrfadengarns | |
DE2514874B2 (de) | Verfahren zum Schnellspinnen von Polyamiden | |
EP0519927B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines präadhärisierten polyesterfilaments und reifenkord aus diesem polyesterfilament | |
DE2855779A1 (de) | Schmelzspinnverfahren zum herstellen von unverstreckten nylon-66-garnen | |
DD207007A5 (de) | Integriertes verfahren zur herstellung von texturierten mehrfaedigen garnen | |
DE2813012C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen aus Schmelzen kristallisierbarer Polymere | |
DE2203486A1 (de) | Schlagfeste Polyaethylenterephthalatfasern und Verfahren zu deren Herstellung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: MARTIN, HORST G., DIPL.-PHYS. DR., ZUG, CH GLUTZ, BERNHARD, DIPL.-CHEM. DR. LINZ, HANS, DIPL.-PHYS., LUZERN, CH |
|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |