DE2241822C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine <·ο Vorrichtung zur Herstellung eines synthetischen Filamentbündels, das zur Gewinnung eines Vorgarns im Reißkonverter-Verfahren verarbeitbar ist, durch periodische Querablenkung des aus der Spinndüse austretenden, noch plastischen Filamentbündel mittels eines '>s durch den Reibungskontakt mit dem Filamentbündel angetriebenen, frei drehbaren Führungsteils, wobei die Querablenkung durch Änderung des Kontaktpunktes zwischen dem Führungsteil und dem Filamentbündel bewirkt wird.

Aus der DT-PS 8 04 697 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunstfäden mit Titerschwankungen bekannt, bei welchen die Führungsteile, welche die periodische Änderung der Fadenspannung bewirken, aus exzentrischen Scheiben oder aus prismatischen, mit Kanten versehenen Walzen bestehen. Hierbei ist jedoch die Aufgabe, Endlosfädtn mit sich ändernder Dicke in Längsrichtung herzustellen, um so eine Musterung des Textilstoff es herbeizuführen.

Darüber hinaus ist aus »Deutsche Textiltechnik«, 10 (I960), Heft 2, Seite 53, bekannt, daß durch Titerschwankungen der Einzelfäden ein kontrollierbares Reißen der Fadenkabel möglich ist, weil durch Titerschwankungen Schwächungsstellen, d. h. Stellen mit verminderter Bruchfestigkeit, in den Fäden in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen gebildet sind. Hierbei befaßt man sich jedoch mit einer Technologie, bei der das Filamentbündel durch Walzeneinwirkung oder durch Einwirkung von Zug zu Stapelfasern geschnitten wird.

Mit diesen bekannten Verfahren ist es jedoch weder beabsichtigt noch möglich, die Querablcnkung des Filamentbündels so einzustellen, daß das Filamentbündel ganz bestimmte Bruchfestigkeitswerte und Reibungskoeffizienten aufweist und dadurch für die Gewinnung eines Vorgarns im Reißkonverter-Verfahren geeignet ist.

Wegen ihrer hohen Produktivität und der hohen Qualität der erhaltenen Produkte wurden einige gebräuchliche Dehnungs-Bruch-Maschinen vorzugsweise für die Erzeugung eines Vorgarns direkt aus einem Filamentbündel verwendet.

Bei dem Dehnungs-Bruch-Verfahren zur Erzeugung von Vorgarnen direkt aus einem Synthesefadenstrang ist es erforderlich, einen Synthesefadenstrang zuzuführen, der physikalische Eigenschaften aufweist, welche ihn für die Technik des Dehnungs-Bruch-Vorganges geeignet machen. Erfahrungsgemäß erheben sich Probleme, wenn die Einzelfäden des Fadenstranges in einem sehr begrenzten Dehnungs-Bruch-Bereich unter Dehnung gebrochen werden, d. h. wenn die Einzelfäden als ein Bündel unter Dehnung gebrochen werden. Zu den Problemen gehören: ein bemerkenswertes Ansteigen der auf die Maschine ausgeübten Belastung zum Durchführen des Dehnungs-Bruch-Vorgangcs, ein Ansteigen der Neigung, daß sich Fasern um eine Walze wickeln, und weiterhin werden zwangsläufig übermäßig viele kurze Fasern erzeugt. Diese letzteren führen zum Reißen des Garns während des Verspinnens, oder es werden Garne von abnormer Dicke gebildet. Diese Garnfehler führen zu flusigem oder knotigem Garn.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Führungsteil zwischen zwei Führungswalzen vor oder nach der Stelle angeordnet ist, an der die Koagulation der Fäden beendet ist, und daß die Perioden und die Amplitude der Querablenkung durch das Führungsteil so eingestellt wird, daß das Filamentbündel eine durchschnittliche Änderung der Bruchfestigkeit in Längsrichtung der Filamente im Bereich von 8 bis 20%, eine Ungleichmäßigkeit der Bruchfestigkeit der Filamente in Längsrichtung von weniger als 9% und in Querrichtung von weniger als 10% und einen Koeffizienten der statischen und der dynamischen Reibung zwischen den Filamenten in Bereichen von 0,20

bis 0,35 bzw. 0,18 bis 0,30 aufweist.

Das Prinzip der Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die wechselseitige Überlagerung der Fäden die Verteilung der Dehnungs-Bruch-Position der Einzelfäden beeinflußt. Diese wechselseilige Überlagerung wird hauptsächlich von der Qualität des Öls, das zur Erzeugung des Synthesefadenstranges verwendet wird, und durch die Parallelität der Einzelfäden des Stranges beeinflußt. Darüber r'naus wurde die Feststellung gemacht, daß die Änderung der Bruchfestigkeit der Einzelfäden entlang der Längsachse des Stranges die Verteilung der Dehnungs-Bruch-Positionen der Einzelfäden beachtlich beeinträchtigt.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Vor der näheren Erläuterung der Erfindung sollen die Bedeutungen einiger Ausdrücke erklärt werden.

Durchschnittliche Änderung der Bruchfestigkeit
der Einzelfäden in Längsrichtung

Von jedem Einzelfaden eines Stranges wurden 150 Probestücke in Abständen von 4 cm genommen. Die Bruchfestigkeit wurde mit einem konventionellen Prüfgerät unter den folgenden Bedingungen gemessen: Testmaß 3 cm, Belastungsgeschwindigkeit 100%/min. Dann wurde die Änderung der Bruchfestigkeit des Einzelfadens in Längsrichtung berechnet. Nach Beendigung dieser Zugprüfungen, die an 50 von dem Strang entnommenen Einzelfäden durchgeführt wurden, wurde der Durchschnittswert der Bruchfestigkeilsänderung berechnet.

Wenn die .Schwächepunkte in einem sehr begrenzten Teil jeden Einzelfadens oder Stranges liegen, besieht eine große Möglichkeit, daß die Fäden bei dem Dehnungs-Bruch-Vorgang an diesen Teilen brechen. Diese Konzentration der Schwächepunkte sollte Ausgeschaltet werden, wenn der Strang dem Dehnungs-Bruchvorgang unterzogen wird. Mit anderen Worten ist es wünschenswert, die Schwächepunkte unregelmäßig über den Endlosfaden zu verteilen. Diese Unregelmäßigkeit kann mit dem Ausdruck »Ungleichmäßigkeit in Längsrichtung« belegt werden. Um die Ungleichmäßigkeit in Längsrichtung zu berechnen, wird der Koeffizient der Autokorrelation berechnet, und das Korrelogramm wird gemäß einer in der statist·: chen Mathematik gut bekannten Methode erstellt. Bei dieser mathematischen Analyse ist ΔΙ=4 cm, da die Länge der Teststücke 4 cm beträgt und sie aufeinanderfolgend von jedem Einzelfaden entnommen wurden. Es ist Allgemeingut, daß, wenn der Koeffizient der Autokorrelation R weniger al.« 0,2 beträgt, die Änderung des Maßes (in diesem Fall die Änderung der Bruchfestigkeit in Längsrichtung) als »unregelmäßig« interpretiert werden kann. Der Koeffizient der Autokorrelation wird als R(KAI)bezeichnet eingegeben, entspricht der folgenden Gleichung:

R₁[K I/) = ^]— Σ " ^Λ i -1

wobei F/ίΔΙ)= f/iAI)- /",ist.

M)FjU +K) I/,

j ist die Zahl der von dem Bündel entnommenen

Einzelfäden, d h.y= 1 bis 50,
η ist die Gesamtzahl der Teststücke, d. h. n— !50,
/ ist die Folgezahl dei Teststückes,

d.h./=1 bis 150,

((UkI) ist die Bruchfestigkeit eines Teststückes der / Folgezahl, was dem mit 17 bezeichneten Punkl in Fig.4entspricht,

/, ist der Durchschnitt von (j, was einer horizontalen Linie 18 in F ig. 4 entspricht, d.h.

'" Unregelmäßigkeit der Bruchfestigkeit

in Längsrichtung und in Querrichtung

Wenn die Schwächepunkte unregelmäßig in jedem Faden angeordnet sind, ist es wichtig, zunächst die is Ungleichmäßigkeit der Bruchfestigkeit in Längsrichtung bei jedem Einzelfaden in dem Strang zu begrenzen. Diese Ungleichmäßigkeit der Bruchfestigkeit in Längsrichtung (UBL) wird nach der folgenden Gleichung berechnet:

...,, (Standardablenkunii von i.)

U BL - ~ , , - ■ " " ilHI|"/o) .

(Durchschnitt von /,)
wobei

und

»ι - I bis 50 ist.

Die Ungleichmäßigkeit der Bruchfestigkeit der Einzelfäden eines Stranges in Querrichtung (UBQ) wird nach der folgenden Gleichung berechnet:

₌ (Standardablcnkunj: von J)) .

(Durchschnitt von J₁) '

Koeffizienten der statischen
und der dynamischen Reibung

Die Reibung zwischen den Einzelfäden eines Stranges

bewirkt die Überlagerung zwischen dur~h Dehnung gebrochenen Fasern A mit Fäden B. Folglich ist es

wichtig, eine wünschenswerte Bedingung für das ölen zu finden. Zu diesem Zweck wurden die Koeffizienten der statischen und der dynamischen Reibung nach der

so »Röder-Methode« gemessen, welche im einzelnen in »Journal of the Textile Institute«, T 247, Juni 1953, beschrieben ist.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 A, IB, IC und ID Diagramme zur Erläuterung ss des Dehnungs-Bruch-Vorganges, angewendet auf einen Synthesefadenstrang,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt, der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,

f«> Fig. 3A eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Ablenkungswalze bei der Vorrichtung nach Fi g. 2,

Fig. 3B eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform der in Fig. 3A dargestellten Ablenfis kungswalze und

Fig. 3C eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer bei der Vorrichtung nach F i g. 2 eingesetzten Ablenkungswalze und

F i g. 4 ein erläuterndes Diagramm, das die Änderung der Bruchfestigkeit eines Einzelfadens in Längsrichtung zeigt.

In Fig. 1Λ, die ein schematisches Diagramm des Hauptelements bei dem Dehnungs-Bruch-Vorgang zeigt, besteht, das Hauptelement aus einem Paar von Zufiihrungswalzen 2,2' und einem Paar Förderwalzen 3, 3', die sich mit größerer Oberflächengeschwindigkeit drehen als die Zuführungswalzen 2,2'. Ein Filamentbündel 1 wird in den Spalt zwischen den Zufiihrungswalzen 2, 2' eingegeben. Die Filamente werden in der Zone zwischen den Walzen 2, 2' und 3, 3' unier Dehnung gebrochen. Die Filamente werden stationär in der Dehnungs-Bruch-Zone, wie in Fig. IA dargestellt,unter Dehnung gebrochen. Wenn der stationäre Dehnungs-Bruch-Vorgang ausgeführt wird, werden durch Spannen gerissene Fasern A noch durch die Walzen 2, 2' ergriffen, werden Filamente B entsprechend der Oberflächengesehwindigkeilsdifferenz zwischen den Zuführungswalzen 2, 2' und den Förderwalzen 3, 3' gespannt, und haben unter Dehnung gebrochene Fasern C die Walzen 2, 2' verlassen und werden von den Walzen 3,3' ergriffen.

Es sind deshalb die vorstehend erläuterten drei Fasertypen zu berücksichtigen.

Zur Beobachtung dieser drei Fasertypen wurde der Dehnungs-Bruch-Vorgang abgebrochen und die Anzahl (N)an Fasern A. Fäden Sund Fasern Causgezählt. Die Kurven A, B und C in Fig. IB zeigen, wie die Endlosfäden durch Spannen gerissen werden. In diesen Kurven stellt die Ordinate bei der Beobachtung an Positionen entlang der Passage der Fasern in der Dehnungs-Bruch-Zone die Anzahl (N) won Fasern oder Fäden dar, die einem beliebigen der genannten drei Typen angehören. Wie diese Kurven zeigen, sinkt die Anzahl (N) an Fasern A von nahezu der Mittelposition der Passage allmählich ab und wird Null an dem Spalt der Walzen 3,3'. Auch die Anzahl (N)an Fasern Cist bei nahezu der Mittelposition der Passage vernachlässigbar klein, steigt allmählich an und erreicht ein Maximum an dem Spalt der Walzen 3, 3'. Andererseits ist die Anzahl (N) an Fäden B nahezu konstant. Man muß sich jedoch darüber klar sein, daß, wenn auch Endlosfäden B beobachtet werden, wenn der Dehnungs-Bruch-Vorgang abgebrochen wird, diese Fäden mit Sicherheit unter Dehnung gebrochen werden, bis ihr hinterer Teil in der Dehnungs-Bruch-Zone zu dem Spalt zwischen den Walzen 3 und 3' gelangt ist. Wenn der Dehnungs-Bruch-Vorgang läuft, kann angenommen werden, daß die Fasern A zusammen mit den Fäden B in überlagerter oder verfilzter Form aus der Dehnungs-Bruch-Zone hinaus gelangen. Folglich kann angenommen werden, daß die Fasern A mit der Längsabweichung der Fäden B überlagern. Wenn, mit anderen Worten, ein Zug Tals ein Zug angenommen wird, der auf das gesamte Bündel aus Fasern A mit den Fäden B ausgeübt wird, so ändern sich die auf jede Einzelfaser A oder auf jeden Einzelfaden B ausgeübten Zuganteile entsprechend den Positionen entlang ihrer Passage. Beispielsweise ist bei einer Position nahe dem Spalt der Walzen 2, 2', da der Zug Tauf jede Faser A und jeden Faden B ausgeübt wird, der Durchschnittswert der auf jeden Faden B ausgeübten Zuganteile ein Minimum. Da jedoch die Anzahl (N) an Fasern A von nahezu der Mittelposition der Passage allmählich abnimmt, steigt folglich der Durchschnittswert der auf jeden Faden B ausgeübten Zuganteile an und erreicht ein Maximum an dem Spalt der Walzen 3,3'. Deshalb kann angenommen

werden, daß die vorstehend erläuterte Erscheinung beachtlich wird, wenn die genannte Überlagerung von Fasern A mil Fäden B groß ist. Die Kurven D, Fi. /in Fig. IC zeigen, wie der Durchschnittswert der auf die Fäden B ausgeübten Zuganteile sich ändert, wenn der Durchschnittswert an Positionen entlang der Passage der Fäden B berücksichtigt wird. In diesen Diagrammen stellt die Kurve D den Fall dar, wo die genannte Überlagerung bemerkenswert ist, während die Kurve /·' den Fall darstellt, wo diese Überlagerung nicht so groß ist. Wenn folglich der Dehnungs-Bruch-Vorgang unter Überlagerung der Fasern A bei einem zwischen diesen beiden Zuständen liegenden Zustand vorgenommen wird, so kann die die Änderung der Zuganteile entlang der Fadenpassagc darstellende Kurve durch die Kurve /^dargestellt werden.

Nachstehend wird die Verteilung der Schwächepunktc in Längsrichtung der Fäden näher erläutert.

Um diese Verteilung der Schwächepunktc in Längsrichtung darzustellen, wird die sogenannte Änderung der Bruchfestigkeit der Fäden in Längsrichtung herangezogen. Der Einfachheit halber wird der Ausdruck »Änderung der Bruchfestigkeit in Längsrichtung« nachstehend als »Festigkeitsänderung« bezeichnet. Wenn die Festigkeitsänderung groß ist. ist anzunehmen, daß viele Schwächepunktc vorhanden sind. Wenn infolgedessen die Festigkeitsänderung groß ist, werden die Fäden möglicherweise an Positionen brechen, wo der auf die Fäden ausgeübte durchschnittliche Zug nicht so groß ist. Mit anderen Worten, die Fäden werden an Positionen brechen, die von dem Spalt der Walzen 3, 3' weit entfernt sind. Vvenn die Fäden bei überlagertem Zustand (dargestellt durch die Kurve /■') unter Dehnung gebrochen werden, werden die Fäden höchstwahrscheinlich in den Bereichen gebrochen werden, die nahe dem Spalt der Walzen 3,3' liegen. Und wenn die f-äden in dem durch die Kurve /'dargestellten Zustand unter Dehnung gebrochen werden, sind die Bruchpositionen der Fäden in der hinteren Hälfte der Passage zwischen den Walzen 2, 2' und 3, 3' verteilt. Das Diagramm in Fig. ID zeigt die mögliche Position, wo die Fäden gebrochen werden. In diesem Diagramm stellt die Ordinate den Häufungsbereich der Anzahl der gebrochenen Fäden dar, während die Abszisse die Position entlang der Fadenpassage in der Dehnungs-Bruch-Zone darstellt.

Demnach entspricht die Kurve G dem durch die Kurve Din F"ig. IC dargestellten Zustand. Die Kurven Wund /entsprechen den durch die Kurven Ebzw. /"in Fig. IC dargestellten Zuständen.

In Übereinstimmung mit der vorstehenden Analyse wurde gefunden, daß. wenn die Überlagerung der Fasern A ?uf den Fäden B größer wird, die Konzentration der Dehnungs-Bruch-Position auf den Teil der Fadenpassage beträchtlich wird, die in der Nähe der Förderwalzen 3, 3' liegt. Diese Konzentration der Dehnungs-Bruch-Position führt zu den Schwierigkeiten die einleitend erläutert wurden.

Wenn auf der anderen Seite die Bruchfestigkeitsänderung größer wird, breitet sich die Position, wo der Faden unter Dehnung gebrochen wird, über eine größere Zone entlang der Fadenpassage aus.

Es wird deutlich, daß die vorstehend erläuterte Bedingung D in Fig. IC, d.h. die Bedingung / in Fig. ID, zum Ausschalten der eingangs erläuterten Schwierigkeiten zu bevorzugen ist. Bei der Herstellung des Spinnmaterials ist jedoch die Qualität des Endproduktes zu berücksichtigen. Es sollten also derart

hegrcn/tp Bedingungen eingehalten werden, et a B nicht nur ein komplikationsloser Dehnungs-Bruch-Vorgang. sondern auch ein .Spinnvorgang mit hoher Effizienz und überragende Garnquilität gewährleistet werden.

Bei dem konventionellen Dehnungs-Bruch-Vorgang wurden die vorerwähnten, durch die Konzentration der Dehnungs-Bruch-Positionen auf eine sehr begrenzte Zone veru^rsachtcn Schwierigkeiten in unterschiedlicher Weise analysiert. Es wurde festgestellt, daß die Überlagerung der Fasern A mit der Längsabweichung der Fäden ßeine der Hauptursachen für das Anwachsen der Konzentration der Dehnungs-Bruch-Positioncn auf eine sehr begrenzte Zone war. Um diese Schwierigkeit auszuschalten, wurden die folgenden beiden l.ösungsmöglichkeiten angewendet. F.inmal wurde das Bündel in geeigneter Weise geölt, um die Reibung zwischen den Einzelfaden herabzusetzen, und/oder die Parallelität der Fäden des Bündels wurde verbessert. Trotz der Anwendung dieser beiden Lösungsmöglichkeiten konnte jedoch erfahrungsgemäU das durch die Konzentration von Dehnungs-Bruch-Positionen hervorgerufene Problem nicht zufriedenstellend gelöst werden, und /war deshalb, weil es sehr schwierig ist. richtig zu ölen, und die perfekte Parallelisierung der Fäden des Bündels kann infolge der dichten Packung des Bündels nicht erreicht werden. Noch ein weiterer wichtiger Faktor wurde festgestellt, der zu der Konzentration der Dehnungs-Bruch-Positionen der Fäden führt, nämlich die Änderung der Bruchfestigkeit in Längsrichtung der Fäden.

Mit der Vorrichtung nach den F i g. 2 und 3A kann das Verfahren der Erfindung zufriedenstellend ausgeführt werden. Eine Vielzahl von Filamenten 7, T tritt kontinuierlich aus einem Paar Spinndüsen 5 und 5' in ein Spinnbad 6. Die Filamente werden mit Hilfe einer Führung 8 zu einem Filamentbündel 9 vereinigt, zu einem Paar Förderwalzen 15, 16 über ein Paar Führungswalzen 10 und 14 geführt und durch nicht dargestellte Mittel entnommen. Die Koagulation der Filamente 7, 7' findet hauptsächlich in dem Bad 6 statt und wird an einer Stelle zwischen den Führungswalzen 10 und 14 vervollständigt. Eine vieleckige Ablenkungswalze 11. die mit ihrer Achse 12 drehbar gelagert ist, ist quer kurz vor oder nach der Stelle zwischen den Führungswalzen 10 und 14 angeordnet, wo die Koagulation der Filamente vervollständigt wird. Wenn das Filamentbündel 9 zwischen den Führungswalzen 10 und 14 geführt wird, berührt es die vieleckige Walze 11. so daß die Walze 11 um die Achse 12 gedreht wird. Diese Drehung der Walze 11 lenkt das Filamentbündei durch periodische Änderung ihres Berührungspunktes von der normalen Passage zu einer Position periodisch ab, die schräg dahinter liegt, so daß die Spinnspannung periodisch verändert wird. Diese periodische Änderung der Spinnspannung beeinflußt die molekulare Orientierung der Fäden. Andererseits beeinflußt diese periodische Änderung die Fällgeschwindigkeit in dem Bad 6, weil die Aufnahmegeschwindigkeit von den Spinndüsen 5, 5' bestimmt wird. Da sich die vieleckige Walze U durch Reibungskontakt mit dem Filamentbündel 9 dreht, tritt ein bestimmter Schlupf zwischen den Filamenten und den querverlaufenden Kanten der Walze 11 auf, welcher vorteilhaft ist, weil dadurch die Einwirkung auf die Filamente unregelmäßig ist. Wie bereits erläutert wurde, ist die Ablenkung der Bündelpassage sehr wirksam für eine Veränderung der Koagulation und der molekularen Orientierung der Fiiamente. wenn die Aufnahmegeschwindigkeit oder die Spinnspanniing der Filamente in dem Spinnbad 6 geändert werden. Aus diesem Grunde ist die Lage der Querachse 12 begrenzt auf eine Stelle, die kurz vor oder hinter der Stelle liegt, wo die Koagulation der Fäden vervollständigt wird. Im Hinblick auf das Ausmaß dieser Ablenkung ist zu beachten, daß jede Ablenkung der Bündelpassage, die zu einer unerlaubten Änderung der Filamentdicke führt, vermieden werden muß. Das durch die beschriebene Vorrichtung erzeugte Filamentbündel 9 wird dann anschließend verstreckt, getrocknet und Wärmebehandlungsprozessen unterworfen. Eine Vielzahl von Bündeln 9 wird zu einem Strang vereinigt, uer Strang wird in geeigneter Weise gekräuselt. Bei der vorstehenden Ausführungsform wird das Filamentbündel im Naßverfahren hergestellt. Jedoch kann die vieleckigc Walze wirkungsvoll auch auf im Trockenoder im Schmelzspinnverfahren hergestellte Filamentbündel mit Erfolg angewendet werden.

Die Ablenkungswalze wird nachstehend im einzelnen erläutert. K ι g. JA zeigt eine perspektivische Ansicht einer vieleckigen Walze 11. An jeder Grenze zwischen jeweils zwei benachbarten Flächen des vieleckigen Teils 11a wird parallel zu der Querachse 12 eine Kante 13a gebildet. Die Anzahl der Kanten 13a kann 5 bis 8 betragen, und der Abstand zwischen zwei benachbarten Kanten 13a beträgt vorzugsweise 10 bis 30 mm. Eine abgeänderte Ausführungsform der vieleckigen Walze wird in Fig. 3B in Seitenansicht gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind die zwischen zwei benachbarten Kanten 13i»liegenden Flächen llckonkav. Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 3C dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Walze mit einer Vielzahl von spiralförmigen Blättern 13c versehen, die radial von der zentralen Achse 12 verlaufen. Da das Filamentbündel 9 eine bestimmte Breite hat, entsteht eine gewisse zeitliche Nacheilung der periodischen Ablenkung auf die Einzelfilamente entlang der Querachse 12.

Die Ablenkungswalze 11 kann aus beliebigem Material, wie rostfreiem Stahl oder chromplattiertem Stahl, bestehen, das eine ausreichende Beständigkeit gegen Korrosion durch chemische Mittel aufweist. Jedoch beim Schmelzspinnen, wo die Spinngeschwindigkeit ziemlich hoch ist, muß die Drehung der Ablenkungswalze der Spinngeschwindigkeit folgen. Folglich besteht in diesem Fall die Ablenkungswalze vorzugsweise aus einem Leichtmetall oder seiner Legierung.

Beispiel

Zur Herstellung eines Acrylfilamentstranges mit einem Titer von 480 000 den, bestehend aus 3-den-Einzelfilamenten aus einem Kopolymerisat aus 96% Acrylnitril und 4% Vinylacetat, wurde die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung verwendet. Als Ablenkungswalze wird die in F i g. 3C dargestellte Ausführungsform verwendet. Jede Spiralkante bildet einen Winkel von 10° mit der Achse 12. Als Spinnlösung wird eine 25%ige Lösung des genannten Kopolymerisates in Dimethylformamid (DMF) verwendet. Die Spinntemperatur beträgt 80⁰C. und das Fällbad ist wenig DMF enthaltendes Wasser mit einer Temperatur von 45°C. Eine Gruppe von Filamenten (Gesamtzahl 4I0⁴) (nachstehend bezeichnet als Primärstrang) wurde durch Spinndüsen ersponnen und mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 40 m/min aus dem Spinnbad 6 entnommen und zu den Förderwalzen 15, 16 geführt, während sie mit der Ablenkungswalze U in Kontakt

kam. Sie wurden dann in heißem Wasser von etwa 95"C um das 5fache gestreckt. Nach einer Ölbehandlung wurde der Primärstrang bei 130°C getrocknet. Danach wurden vier Primärstränge, die nach dem vorstehenden Verfahren hergestellt worden waren, zusammengebündelt, und nach dem Kräuseln wurde ein Sekundärstrang erhalten. Dieser Sekundärstrang wurde mit Sattdampf (2,0 kg/cm² Dru«.k) wärmebehandelt, wonach als End-

K)

produkt ein gebräuchlicher Strang mit einheitlicher Dicke und 170 mm Breite erhalten wurde. Bei diesen Versuchen wurden vier Ablenkungswalzen mit unterschiedlichen Größen und Formen verwendet.

Die Eigenschaften der Stränge wurden mit denen eines Stranges verglichen, der mit einer üblichen Vorrichtung ohne Ablenkungswalze hergestellt worden war. Tabelle t zeigt die Ergebnisse dieses Versuchs.

"abelle I

Vorrichtung

Mist.mil /wischen /wei
benachbarten Kanten (cmI

Form der Ablenkiingswal/e

Periode der Ablenkung der
Hünilelpassage (I I/)

Größe der Ablenkung der
IJündelpassiigc (mm)

Durchschnittliche Bruchfestigkeit der Liii/elfilamente

Durchschnittliche Änderung
der Bruchfestigkeit in
Längsrichtung ("■<)

(g)

UBL <".'„)

Statischer Reibungskoeffizient

Dynamischer Reihurmskoelfi/ient

I'riiliing Nr. I	■)	.1	1	L ig. 2	5
üblich	gemäß I ig. 2 1.5	gemäß l-'ig. 2 1.5	1.5	äßiücs k	gemäß I-iii. 2.0
	regelmäßiges Siebeneck 44.4	regelmäßiges Sechseck 44.4	regelm I Tm fee 44.4		Mii.iilratisi.li
	1.7	2.0	2.4		5.'1
8.5	X."	S/.	S.4		S. 3
(\2	S.I	LU	13.0	23.s

0.25 - (U(I
0.23 - 0.27

0.25 - (Uli 0.2.1 - 0.27

0.3d

0.2"

0.25 ■ 0.30 0.23 - 0.2?

13 11

11.25 0.23

11.30

Gemäß einer statischen Analyse durch das Korrclogramm wurde beobachtet, daB der Strang, der unter den Bedingungen der Prüfung Nr. 5 hergestellt worden war, eine sogenannte periodische Änderung der Bruchfestigkeit entlang der Fadenachse zeigte.

Danach wurden die erläuterten Stränge dem Dehnungs-Bruch-Verfahren unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen unterzogen.

Tabelle 2

Erstes Verstrecken

Temperatur beim ersten Verstrecken

1,2fach
160° C Erster Dehnungs-Bruch-Vorgang
Abstand 450 mm

Spannung 4,0

Zweiter Dehnungs-Briich-Vorgang

Abstand 180 mm

Spannung 1.5

Fördergeschwindigkeit 60 m/min

Anmerkung: »Abstand« isi der Abstand /wischen den Spalten zweier

Walzenpaare. Bei diesem Dehnungs-Bruch-Vorgang wurde das

Betriebsverhalten sorgfältig beobachtet. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse dieser Beobachtungen.

Tabelle 3

Prüfung
Nr.

Beobachtetes Betriebsverhalten Durchschnittliche
SuipeUänge nach dem ersten Dehnungs-Bruch-Voreana

Bei dem Vorgang

verbrauchte

Belastung

Bei dem ersten Dehnungs-Bruch-Vorgang sind die Bruchpunkte der Einzelfilamente häufig in der Nähe der Förderwalzen konzentriert, und Fasern wickeln sich häufig um die Förderwalzen
Fast keine Schwierigkeiten
Gutes Verhalten
Gutes Verhalten

110 mm

85 kg

150 mm	74 kg
193 mm	66 kg
210 mn	61 ke

I'riiluiii!

Beobachtete·. Betnehs\crh,dleii Durchschnittliche
Stapellange nach clem ersten Dehnungs-Bruch-V'nrgang

Hei clem Vorgang

verbrauchte

Belastung

last keine Schwierigkeiten, iedoch waren bei dem 205 mm 54 kg

ersten Pelinungs-Uruch-Vorgang die liruchpunkle
der Lin/cllllamcnle oft in der Nähe der l-'örderwal/en
konzentriert

Die /ur Durchführung lies Dehnungs-Brucli-Vorg.inges verbrauchte Belastung wurde mit einem l'enclclspannungsmesser gemessen !erläutert in »Journal of the Textile Machinery Society«. Japan, Identifikation

aus den Strängen wurde aus jedem Strang ein Garn (36\ metrisches Nummernsystem) erzeugt. Tabelle 4 zeigt einige physikalische Eigenschaften dieser Garne.

\nmerkung-

Wie Tabelle 3 deutlich zeigt, haben die Stränge Nr. 2. 3 und 4 für den Dehnungs-Brueh-Vorgang überragende Eigenschaften. Nach der Herstellung von Vorgarnen

Tabelle 4

l'iüliinii

Nr.

Bruch-	Änderung	Änderung tier
lesligkeit des	der Bruch	Schrumpfung
l-.in/elgarns	festigkeit	durch Behandlung
		mit kochendem
		Wasser
Ig)	( ■■·!
:>8o	I1J	2.5
M) 5	10	1.0
332	11	0.5
406	II	0.3
3(H	η;	3.0

Wie Tibelle 4 zeigt, haben die aus den Strängen Nr. 2, 3 und 4 erzeugten Garne überragende Eigenschaften. Beim Spinnen wurde die Anzahl der Garnrisse beobachtet. Danach betrug die Anzahl der Garni isse für 400 Spindeln pro Stunde 5 bis 6 Enden im Falle der Stränge Nr. 2. 3 und 4. während bei den Strängen Nr. 1 bzw. Nr. 5 8 Enden bzw. 15 Enden gezählt wurden.

Zusätzlich wurden Doppelstränge einem OM-Strangreaktor zugeführt und auf gleiche Weise untersucht. Die Ergebnisse waren mit den vorstehenden vergleichbar.

Hier/u 2 BLitt Zeichnuimen

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   t. Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Filamentbündels, das zur Gewinnung eines Vorgarns im Reißkonverter-Verfahren verarbeitbar ist, durch periodische Querablenkung des aus der Spinndüse austretenden, noch plastischen Filamentbündels mittels eines durch den Reibungskontakt mit dem Filamenlbündel angetriebenen, frei drehbaren Führungsteils, wobei die Querablenkung durch Änderung des Kontaktpunktes zwischen dem Führungsteil und dem Filamentbündel bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil zwischen zwei Führungswalzen vor oder nach der Stelle angeordnet ist, an der die Koagulation der Fäden beendet ist, und daß die Periode und die Amplitude der Querablenkung durch das Führungsteil so eingestellt wird, daß das Filamentbündel eine durchschnittliche Änderung der Bruchfestigkeit in Längsrichtung der Filamente im Bereich von 8 bis 20%, eine Ungleichmäßigkeit der Bruchfestigkeit der Filamente in Längsrichtung von weniger als 9% und in Querrichtung von weniger als 10% und einen Koeffizienten der statischen und der dynamischen Reibung zwischen den Filamenten in Bereichen von 0,20 bis 0,35 bzw. 0,18 bis 030 aufweist.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I mit einem frei drehbaren, das Filamentbündel quer ablenkenden Führungsteil, dessen Drehachse quer zur Laufrichtung des Filamentbündels angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen Füllt ungswalzcn (10, 14) angeordnete FührungsteK eine Ablenkungswalzc (11) ist, die eine Vielzahl von quei zur Laufrichtung des Fadenbündels angeordneten Kanten (13a, 136, 13c) aufweist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkungswalzc (11) einen regelmäßigen Vieleckquerschnitt aufweist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkungswalzc (II) mit einei Vielzahl von Blättern versehen ist, die sich radial von der Querachse (12) erstrecken.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Kanten der Ablenkungswalze (11) im Bereich von 10 bis 30 mm liegt.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Ablenkungswalze (11) parallel zu ihrer Querachse (12) verlaufen.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Ablenkungswalze (11) zu ihrer Querachse (12) spiralförmig angeordnet sind.

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