DE2122748A1 - Spinnstreckverfahren für Polyamidgarn - Google Patents

Description

Priorität: 13. Mai 197o Nr. 36 7^3 USA

Die Ei'findung bezieht sich auf ein Spinnstreckverfahren für Polyamidgarn, bei welchem das gesponnene Garn durch eine Abschreckzone geführt, auf das ungestreckte Garn eine wässerige Spinnpräparation aufgebracht, das Garn über eine Liefergaiotte geführt, zwischen der Liefergalette und wenigstens einer Streckgalette gestreckt und das gestreckte Garn aufgesammelt wird.

Unter Spinnstrecken ist ein Verfahren zu verstehen, bei welchem ein Garn in einem kontinuierlichen Vorgang sowohl gesponnen als auch gestreckt wird. Unter dem Ausdruck "Polyamidgarn" sind Litzen, Fäden, Multifilamente oder Kabel aus Polyamid.zu verstehen.

Bei der Herstellung von Fäden aus synthetischen linearen organischen Polymerisaten sind bereits viele Versuche unternommen worden, den Streckvorgang mit dem Spiimvorgang zu

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koppeln. Dieses Spinnstreckverfahren hat eine Anzahl von Problemen aufgeworfen. Eines dieser Probleme besteht darin, daß die Streckbarkeit beim Spinnstreckverfahren niedriger ist als bei einer getrennten Ausführung der Verfahrensschritte des Spinnens und Streckens. Diese niedrigere Streckbarkeit führt zu einer relativ großen Anzahl von Fadenbrüchen. Man mußte sich deshalb auf ein niedrigeres Streckverhältnis einstellen, was ttfiederutn asu einer niedrigeren Reißfestigkeit und einer höheren Bruchdehnung führte.

Bei einem bekannten SpiraistreckverfaSiren der oben beschriebenen Art wird das Polyamidgarn nach dem Auftragen der Präparation im ungestreckten Zustand Io bis 60 Sekunden lang langsam vor— wärtsbewegt bsw. verzögert. Dabei wird das Garn um die Lieferrolle und eine frei drehbare RoIIe₅ die im Abstand von der Lieferrolle angeordnet ist, geführt. Der Abstand zwischen der Lieferrolle und der frei drehbaren Rolle sowie die Anzahl der Gänge, in welchen das Garn herum^gelegt 'ist, wird so eingestellt, daß man die erforderliche Verzugszeit erhält.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren für das Spinnstrecken von einem Multifilamentgarn aus Polyamid wird das Auftreten von Fadenbrüchen beim Strecken dadurch verhindert, daß man als Spinnpräparation eine Ölpräparation verwendet," die kein Wasser oder einen Wasseranteil von maximal Io 6ew,-% enthält. Nach dem Strecken des Garns, jedoch vor dessen Aufspulen, wird eine zweite Ölpräparation aufgetragen, die 5o bis 75 % Wasser enthält. Durch das Aufbringen der zweiten Präparation soll erreicht werden, daß das Garn soviel Wasser absorbiert, daß sein Wassergehalt in der Größenordnung des Gleichgewichtswassergehaltes liegt, wodurch die Absorption von Feuchtigkeit aus der Atmosphäre nach dem Aufspulen des Garns verhindert wird.

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Bei einem anderen bekannten Verfahren erfolgt das Spinnstrecken" von Polycaproamid in einem geschlossenen Raum mit einer niedrigen relativen Feuchte. Im Spinnbereich wird auf das Garn eine nicht wässerige Spinnpräparation aufgetragen. Das Garn wird von einer Spinndüse durch ein Galettenpaar abgezogen, das auf 115° C erhitzt ist und dann von einem Streckgalettenpaar gestreckt, das auf 19o° C erhitzt ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Sp'innstreckverfahren für Polyamidgarn der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich auf äußerst einfache Weise durchführen läßt, ohne daß die besonderen Vorkehrungen der bekannten Verfahren getroffen werden müssen.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das Garn über eine Liefergalette geführt ist, deren Umfangsgeschwindigkeit sich wenigstens zwischen der ersten und der zweiten Garnwicklung bzw. zwischen dem ersten und zweiten Garngang erhöht.

Bei diesem Verfahren kann eine wässrige Spinnpräparation aufgetragen werden, ohne daß es erforderlich ist, das Garn im nicht gestreckten Zustand langsamer vorwärtszubewegen, und ohne daß . die Gefahr besteht, daß sich längs des Garns eine nicht gleichförmige FeuQhtigkeitsverteilung einstellt, die zu großen Nachteilen führen würde.

Gemäß einer speziellen Durchführung wird das Polyamidgarn über eine abgestufte Liefergalette geführt. Unter einer "abgestuften Galette" ist eine Galette zu verstehen, die wenigstens zwei Teile mit unterschiedlichen Durchmessern hat. Wenn die Liefergalette eine Galette mit einer Stufe ist, d. h. eine Galette mit zwei verschiedenen Durchmessern, befindet sich die erste Garmiricklung auf dem Teil mit dem kleineren Durchmesser, während die zweite und die weiteren Garnwicklungeii um den Teil mit dem größeren Durchmesser gelegt sind.

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Zweckmäßigerweise wird, das Polyamidgarii um eine konische Liefergalette gelegt geführt.

Vorzugsweise hat die Liefergalette eine Temperatur zwischen 25 C und loo C, wobei ein Temperaturbereich zwischen 25 C und 5o C besonders geeignet ist.

Bei der Streckgalette wird eine Temperatur bevorzugt, die in dem Bereich zwischen 25 C und loo C liegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft für die Herstellung von Garn aus Polycapoamid verwenden.

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Anordnung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht einer Stufengalette. Fig. 3 zeigt eine Ansicht einer konischen Galette.

Das in Fig. 1 gezeigte Produktionsschema beginnt mit dem Spinnen und endet mit dem Aufwickeln. Dabei wird ein Polyamid, beispielsweise Nylon 6,schmelzgesponnen und durch eine Spinndüse 1 extrudiert, anschließend in einem Blasschacht 2 gekühlt oder abgeschreckt und dann durch einen Kamin 3 bzw. Fallschacht auf herkömmliche Weise geführt, wobei herkömmliche Vorrichtungsteile. verwendet werden. Das abgekühlte Garn wird dann mit einer Spinnpräparation in Form einer wässerigen Emulsion behandelt, die von einem Applikator k, beispielsweise einer Stein- bzw. Porzellangalette, aufgetragen wird, und dann einer abgestuften Liefergalette 7 zugeführt. Diese Galette ist

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an sich nicht beheizt oder wird höchstens auf eine Temperatur unter dem Siedepunkt des Wassers erhitzt.. Der Durchmesser der Galette nimmt zwischen dem Punkt der ersten Garnwicklung und wenigstens der zweiten Garnwicklung zu. Das Garn wird dann um die Liefergalette 7 und eine Führungsrolle 6 gelegt. Um einen Schlupf zu verhindern, verwendet man eine ausreichende Anzahl \'on WiddLungen bzw. Gängen. Von der Lief ergalette 7 wird das Garn zur Streckgalette 9 und einer Führungsrolle 8 geführt. Das Garn wird dann zur Streckgalette 11 und der Führungsrolle Io, dann zur Leerlauf- bzw. Führungsrolle 12 geführt und anschließend im ungedrehten Zustand zu einem Wickel I3 aufgewickelt. Das Gern kar... zwischen den Galetten 7 und 9 gänzlich oder teilweise gestreckt werden, wobei im letzteren Fall die Streckung zwischen den Galetten 9 und 11 vervollständigt wird. Wahlweise kann ein Trennltamm 5 für die Wicklungen angeordnet werden.

Bei den in den Figuren 2 und 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen der Liefergaletten nimmt deren Durchmesser von der ersten bis zu wenigstens der zweiten Garnwicklung zu. Fig. 2 zeigt eine abgestufte Liefergalette, während Fig. 3 eine sich verjüngende bzw. konische Liefergalette zeigt. Mit I5 bzw. I9 ist die erste Garnwicklung und mit 17 bzw. 21 die letzte Garnwicklung bezeichnet, während die kleinen Durchmesser die Bezugszeichen l6 bzw. 2o und die großen Durchmesser die Bezugszeichen l4 bzw. l8 haben.

Die jeweils verwendete Spinnpräparationsemulsion kann variieren. Eine bevorzugte Präparation umfaßt speziell ein Mineralöl technischer Qualität, ein sulfoniertes pflanzliches 01, Triäthanolaminseife, eine anorganische Seife, Wasser, Orthophenylphenol, Butylstearat und ein Fettalkohol-Antistatikum, das durch Oxyathylenisierung von einem Fettalkohol (8 Mol) hergestellt wird. Dieser bevorzugte Präparationsansatz kann

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bezüglich der Komponenten und Anteilsmengen innerhalb der dem Fachmann geläufigen Bereiche verändert werden. Die Auswahl einer speziellen Präparationsemulsion zum Erzielen der angeführten speziellen Ergebnisse ist nicht kritisch.

Die Präparationsemulsion kann auf. herkömmliche Weise atifgetragen werden, beispielsweise bevorzugtermaßen durch eine Porzellangalette. Die speziellen Galettenarten, die Anzahl von Wicklungen um die Galetten, die Galettentemperaturen und die Galettenumfangsgeschwindigkeiten können ebenfalls auf übliche Weise geändert werden. Die Galette 7 arbeitet jedoch vorzugsweise bei etn~r Temperatur zwischen 25 C und loo C und hat zwischen der ersten Garnwicklüng und wenigstens der zweiten Garnwicklung eine Durchmesserzunahme. Als Galetten und 11 können herkömmliche normale gerade zylindrische Galetten verwendet werden. Die Anzahl der Wicklungen bei den Galetten 7» 9 und 11 soll zur Vermeidung eines Schlupfs ausreichend groß sein und beträgt vorzugsweise zwölf, neun bzw. acht Wicklungen. Bevorzugt werden bei den Galetten 7, 9 und Temperaturen von ko C, 50 C bzw. 80 C.

Die jeweiligen Umfangsgeschwindigkeiten der Galetten können 425, I6I0 bzw. I6I0 m/min für die genannten Galetten betragen. Die Garnaufwickelgeschwindigkeit sollte eine ausreichende Garnspannung für eine gute Wickelausbildung gewährleisten.

Das erfindungsgemäß hergestellte Garn hat bezüglich Feuchte und Ölretention,prozentuale Schrumpfung durch siedendes Wasser, Denier, Reißfestigkeit (gpd) und Bruchdehnung akzeptable Eigenschaften.

Die Verwendung von normalen zylindrischen Liefergalet ten führt zu einem schlecht laufenden Verfahren und einer Änderung des Garndeniers beim Strecken.

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Die Stufengalette von Fig. 2 hat eine einzige Stufe, kann jedoch erfindungsgemäß so abgeändert werden, daß sie mehrere Stufen aufweist, wenn nur die erforderliche Durchmesserzunahine beibehalten wird. Die Durchmessererhöhung wird zweckmäßigerweise im Hinblick auf einen vorteilhaften Betriebsablauf und eine brauchbare Garnqualität gewählt. Sie kann bei einem .so niedrigen Wert wie 2 % liegen, im allgemeinen genügen jedoch wenige Prozent. Weiterhin hat sich ergeben, daß die Verwendung einer abgestuften oder konischen Führungs- bzw. Leerlaufrolle in Kombination mit beispielsweise einer Stufenliefergalette noch wirksamer ist. Die Verwendung einer derartigen Führungsrolle bleibt jedoch freigestellt. Ebenfalls fakultativ ist die Verwendung eines herkömmlichen und bekannten Trennkammes für die Wicklungen.

Anstatt in zwei getrennten Stufen werden sowohl Ol als auch Wasser (wässrige Emulsionen) dem ungestreckten Garn in einem einzigen Vorgang zugegeben.

Das Garn hat eine ausreichende Siedewasserschrumpfung, wobei dem Garn eine minimale Wärmemenge zugeführt wird, was den weiteren Vorteil nach sich zieht, daß Präparationsdämpfe aus dem Garn vermieden werden und daß über der Garnlänge eine gute Gleichförmigkeit der Feuchteverteilung erreicht wird.

Anhand eines Beispiels wird die Erfindung näher erläutert. BEISPIEL

Erfindungsgemäß hergestelltes Garn ist wegen seiner Eigenschaften für die Verwendung als Hauptgarn bzw. Seele in beispielsweise einem Teppichgarn von 25oo Denier geeignet. Im folgenden wird die erfindungsgemäße Herstellung eines speziellen Garns erläutert, wobei eine Spinnpräparationsemulsion verwendet wird, die auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellt ist.

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Polycaproamid (Nylon 6) ward schmelzgesponnen, gestreckt und kontinuierlich, wie in Fig. 1 gezeigt, aufgewickelt. Das Polymerisat hat eine relative Viskosität von 2,4l (1 % gelöstes Polymerisat in 9o % Ameisensäure bei Jo C). Das Polymerisat wird bei einer Temperatur von 285 C schmelzgesponnen. Der Spinndenier liegt be.i etwa 8300, die Fadenzahl beträgt I36. Die relative Viskosität des gesponnenen Garns liegt bei 2,45. Aus der Spinndüse · 1 wird das Garn durch eine Kühlkammer, die Blaskammer 2, geführt und mit Luft abgekühlt. Aus der Kühlkammer 2 wird das Garn durch den Kamin geführt, der im wesentlichen auf Raumtemperatur gehalten ist. Dann wird das Garn π'· i Io % Präparationsemulsioii (wie vorstehend beschrieben)von einem Steingalettenapplikator 4 aufgetragen. Die Präparation enthält 93 » 9 % Wasser. Das behandelte Garn wird dann von einer abgestuften Liefergalette 7 und einer Führungsrolle 6 aufgenommen, wobei die Anzahl der Wicklungen, beispielsweise 12, ausreicht, um einen Schlupf auszuschließen. Die Galette 7 ist eine Binstufengalette und hat zwei Teile mit verschiedenen Durchmessern. Die Durchmesserzunahme beträgt 2 %. Die Umfangsgeschwindigkeit des Teils mit dem größeren Durchmesser liegt bei 425 m/min. Die Galette 7 wird im wesentlichen auf einer Temperatur von etwa 28 C gehalten. Das Garn wird dann der Streckgalette 9 zugeführt, deren Temperatur auf etwa ^o C gehalten wird und deren Umfangsgeschwindigkeit I6I0 m/min beträgt. Das Garn wird dann um die Führungsrolle 8 und dann zur Streckgalette 11 und der Führungsrolle Io gebracht. Die Streckgalette 11 wird auf etwa 8o°C gehalten, ihre Umfangsgeschwindigkeit beträgt l6Io m/min. Dann wird das Garn im ungedrehten Zustand auf dem Wickel 13 aufgewickelt.

Der Temperaturbereich über der am Anfang angeordneten Liefergalette 7 kann sich von 25 C bis etwa loo C erstrecken, der der Streckgalette 9 von etwa 25 C bis etwa loo C, währ*end

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die Temperatur der Streckgalette 11 zwischen 5o und etwa loo C liegen kann. Die Umfangsgeschwindigkeit der Streckgalette kann innerhalb der üblichen Bereiche geändei't werden. Die bei diesem Beispiel verwendeten Streckgaletten haben eine normale gerade zylindrische Form.

Der Spinnstreckvorgang läuft zufriedenstellend ab. Das gezeigte Garn hat einen Feuchtegehalt von 3j2, einen Olprozentsatz von 1,8, einen Siedewasserschrumpffaktor von 12 %, eine Denierzahl von 2185, eine Festigkeit bzw. Reißfestigkeit von 3,ο g/Den und eine Bruchdehnung von 39

Auf gleiche Weise kann Nylon 66 behandelt werden. Dabei erhält man im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie sie oben für Nylon 6 beschrieben sind.

Die erste Galette bleibt im wesentlichen unbeheizt, d. h. sie wird vorzugsweise auf einer Temperatur von 25 C bis loo C gehalten. Dabei soll die Temperatur der ersten Galette unter der Temperatur liegen, bei welcher die Präparationsemulsion verdunstet und/oder abraucht bzw. kohlt. Die jeweils auszuwählende Temperatur läßt sich auf übliche Weise soavoIiI aus den Betriebsbedingungen als auch ausgehend von der verwendeten speziellen Präparationsemulsion abschätzen. Dabei weist die erste Galette zwischen der ersten und wenigstens der zweiten Garnwicklung eine Durchmesserzunahme auf, wobei die erste Wicklung eine halbe oder eine ganze Wicklung sein kann. Die Größe der Galette und die speziell gewählte Galette ist nicht kritisch. Wie jedoch vorstehend erwähnt, besteht die Erfindung in der Verwendung einer konischen oder abgestuften Galette mit einer Durchmesserzunahme zwischen der ersten und wenigstens der zweiten Garnwicklung.

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- Io -

Anstelle der vorstehend beispielsweise genannten Polyamide, nämlich Nylon 6 und Nylon 66.können Polymerisate, deren Hauptzusatz Polycaproamid ist, gleichermaßen behandelt werden. So erhält man im wesentlichen die gleichen Ergebnisse, wenn man beispielsweise Polymerisatraischungen aus einem in Polycaprolactam dispergierten damit verträglichen Polymerisat verwendet.

Dabei können auch weitere Modifizierstoffe vorhanden sein, beispielsweise Pigmente, Stabilisatoren und Schmiermittel (US-PS 2 7o5 277, 3 3^2 134).

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere in seiner Gesamtheit für lineare Fasern bildende Polyamide (US-PS 2 o71 250, 2 07I 253, 2 I30 948). Dem Polyamid kann auch ein Antioxydans zugesetzt sein (US-PS 2 7"5 227, 2 64o o44, 2 630 421). Schließlich können aiich noch andere,

werden,,
zweckmäßige Zusatzstoffe zugegeben/(US-PS 2 5I0 777, ² 3*5 7oo) Das gleiche gilt für herkömmliche Mattierungsmittel.

Erfindungsgemäß können somit Mehrfachendlosfäden aus Polyamid hergestellt werden, die herkömmliche Zusatzstoffe und Modifiziermittel, wie sie für einen gegebenen Ansatz und ein entsprechendes Endergebnis gewünscht sind, enthalten. Erfindungsgemäß können "" " " Textilgarne und Game mit höherer Denierzahl, d. h. für Reifenkord und Teppiche, hergestellt werden.

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Claims (7)

1. - 11 -

   PATENTANS PRUCHE

   Verfahren zum Spinnstrecken von Polyamidgarn, bei welchem das gesponnene Garn durch eine Abschreckzone geführt, eine wässx~ige Spinnpräparation auf das ungestreckte Garn aufgetragen, das Garn um eine Liefergnlette geführt, zwischen der Liefergalette und wenigstens einer Streckgalette gestreckt und das gezogene Garn gesammelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn um eine Liefergalette geführt ist, deren Umfangsgeschwindigkeit wenigstens zwischen der ersten und der zweiten Garnwicklung zunimmt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamidgarn um eine abgestufte Liefergalette geführt wird.
3. 3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamidgarn um eine konische Liefergalette geführt wird.
4. k. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Liefergalette zwischen 25 C und loo C liegt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Liefergalette eine Temperatur zwischen 25 C und 5ο C hat.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, "dadurch gekennzeichnet, daß die Streckgalette eine Temperatur zwischen 25 C und loo C hat.

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7. 7. Verfaitren nach einem der voi-lieargehendeji Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn aus Polycaproamid hergesteilt wird.

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