DE2254998B2

DE2254998B2 - Verfahren zur Herstellung von Kord aus Chemiefasern

Info

Publication number: DE2254998B2
Application number: DE2254998A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 5630 Remscheid Schippers
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1972-11-10
Filing date: 1972-11-10
Publication date: 1975-07-10
Also published as: US3987136A; BR7308053D0; GB1408737A; DE2254998A1; JPS49133648A

Description

Kordgarne werden als Grundmaterialien in Treibriemen, Transportbändern, Gurten und insbesondere Reifen verwandt. Die Herstellung von Kordgarnen aus Chemiefasern kann nach verschiedenen Methoden durchgeführt werden, wobei die Arbeitsgänge: Spinnen der Chemiefasern, Verstrecken, Fachen, Zwirnen, Gewebeherstellung, Nachverstreckung, Fixierung und Gummifreundlichmachen variiert und den speziellen Eigenschaften und Erfordernissen der synthetischen Rohstoffe bzw. Rohgarne angepaßt werden können. Bei der Herstellung von Kordfäden aus Polyamiden oder Polyestern ist es beispielsweise bekannt (Fourne, Synthetische Fasern 1964, S. 88If), ein Multifilgarn im Schmelzspinnverfahren zu erspinnen und auf eine Spinnspule aufzuspulen. Zur Verstreckung wird die Spinnspule einer Streckzwirnmaschine vorgelegt, so daß der Fadenstrang in diesem Verfahrensschritt seine Endverstreckung (z. B. 1: 5,6 bis 1:6,4) und einen geringen Zwirn oder Schutzdrall von üblicherweise 20 bis 180 Drehungen je laufenden Meter Garnlänge erhält. Es ist bekannt, den Fadenstrang in einem kontinuierlichen Verfahren zn erspinnen, ihn auf einer Streckspulmaschine zu verstrecken und dann ungedreht aufzuspulen.

Zweck der Nachverstreckung ist es, das Dehnungsverhalten des Kordes auf das Dehnungsverhalten der Kautschukmischung abzustimmen und die Schrumpfneigung bzw. das Hitzewachstum des Kordes zu vermindern (Gummi, Asbest, Kunststoffe, 24 [1971], Nr. 5, S. 480 bis 484 und S. 492).

Die Nachverstreckung und Heißfixierung erfolgt in Nachverstreckungsmaschinen, denen die Kordfaden einzeln zugeführt werden oder in Gewebeverstreckanlagen, denen das Kordgewebe zugeführt wird.

Es ist nun bekannt (US-PS 30 53 611), voll verstreckte Chemiefasern einschließlich Reifenkord zu erzeugen, die infolge besonderer Betriebsbedingungen in der Spinnstufe keiner weiteren Verstreckung unterworfen werden sollen. Dadurch wird jedoch auch die erforderliche Modifikation der Fäden hinsichthdh de besonderen von Fall zu FaIi geforderten textil« Eigenschaften ausgeschlossen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren zu Herstellung von Kordgamen vom Erspmnen de multifilen Chemiefasern bis zum Nachverstrecken de Konizwirne oder der Kordgewebe unter Erhaltunj und Verbesserung der Eigenschaften des Fertigpro duktes zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemal dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäi dadurch gelöst, daß die multifilen Faserstränge un mittelbar Idnter der Spinndüse einem Vorverzuj mit einer Abzugsgeschwindigkeit von mehr all 3000 m/min unterworfen und gekühlt, und ohn< weitere Verstreckung gefacht und zu Kordzwira ver zwirnt und erst dann einer Restvertreckung vor weniger als 2,4:1 unterworfen werden.

Sofern bei diesem Verfahren die planparalleler Kordlagen zu Geweben verarbeitet werden, wird vorgeschlagen, daß der Webvorgang vor Einbringung dei Restverstreckung erfolgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Kordgarn aus Chemiefasern, seiue weitere vorteilhafte Ausgestaltung und seine Vorteile werden an Hand der Zeichnung verdeutlicht. Es zeigt

Fig. la die Herstellung von Spinnspulen nach einem konventionellen Verfahren,

Fig. Ib die Verstreckung und Aufwicklung dei Rohgarne nach einem konventionellen Verfahren,

Fig. Ic den ersten Verfahrensschritt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig.2a das Vorzwirnen und gleichzeitige Fachen nach dem Doppeldrahtzwirnverfahren,

Fig.2b das Auszwirnen nach dem Doppeldrahtzwirnverfahren,

F i g. 3 die Herstellung eines Reifenkordgewebes,
Fig.4a eine Gewebe-Verstreckungs- und Fixieranlage in schematischer Darstellung und

Fig.4b den Imprägnierteil einer Gewebeverstrekkungsanlage,

Fig.5 ein Diagramm über die Abhängigkeit des Verstreckverhältnisses von der Abzugsgeschwindigkeit.

Nach dem bekannten diskontinuierlichen Herstellungsverfahren eines Kordrohgarnes, beispielsweise eines Polyesterkordfadens 840 den. aus 140 Einzelfäden gemäß F i g. 1 a und 1 b wird die Schmelze aus einer Spinndüse mit 140 Bohrungen mittels Extruder und Spinnpumpe 1 ausgepreßt, und in einer Benetzungseinrichtun_o 3 als zusammengefaßter Faserstrang mit Spinnpräparaten uenetzt, über die Galetten 4 und 5 abgezogen und auf die Spinnspule 7 mittels eines Changierfadenführ .s 6 mit einer Geschwindigkeit von z. B. 800 m/min mit einer konstanten Lauflänge aufgespult.

Gemäß F i g. 1 b wird die Spinnspule 7 e^:^ei schweren Heißstreckzwirnmaschine vorgelegt Diese besteht insbesondere aus der Fadenbremse 8, der beheizten Galette 9 mit Temperaturen von z. B. 70 bis 90⁰C, die der Faden mehrfach umschlingt, einet weiteren Heizplatte 10 sowie der Streckgalette 11 und der Ringzwirnspindel 13. Der Faden wird mit einem Gesamtstreckverhältnis von mehr als 5,4:1 verstreckt. Dabei bildet sich in bekannter Weise der Streckpunkt oder Neckpunkt 12 aus, der sich in der Nähe der beheizten Galette 9 stabilisiert. Wegen weiterer Einzelheiten und Modifikationen dieser Ver-

fahrensschritte wird auf den Stand der Technik verwiesen.

An die Herstellung und Verstreck ung der Kordgarne schließt sich die Herstellvng der Kordzwirne an, die beispielsweise in zwei Stufen erfolgt In der ersten Stufe (Fig.2a) wird das Kordgarn auf einer Kordzwirnfachmaschine mittels Doppeldraht- Zwirnspindeln 17 gezwirnt und zwei oder drei vorgezwirnte Kordgarae unter Einhaltung konstanter Fadenlängen und -spannungen mittels Fadenüberwachungseinrichtang und Meterzahler 18 auf die Scheibenspule 19 aufgespult In der zweiten Stufe (Fig. 2b) werden der gezwirnte und gefachte Kordzwirn beispielsweise ebenfalls mittels einer Doppeldraht-Zwirnspindel 20 augezwirnt und auf einer zylindrischen Kreuzspule ?1 aufgespult (Weitere Einzelheiten und Modifikationen vgl. z. B. Knur, Textil-Praxis 1970, S. 270 ff.) Die Anzahl der Zwirndrehungen sowohl im Vorzwirn als auch im Auszwirn hängt vom technischen Einsatzzweck des Kordes und von der daraus herzuleitenden Qualitätsanforderung ab.

In der schematischen Darstellung nach F i g. 3 ist die Herstellung eines Kordgewebes gezeigt. Der Kordzwirn wird von im Ablaufgatter 22 aufgesteckten Vorlagespulen 23 unter gleichbleibender Span- a₅ nung als Kettfadenschar abgezogen und im Webstuhl 24 durch Schußfäden geringer Festigkeit, beispielsweise dünne Baumwollgarne, zur gegenseitige Bindung in regelmäßigen Abständen miteinander zum Kordgewebe verwebt. Das Kordgewebe wird dann auf dem Warenwickelbock zu dem Gewebewickel 25 aufgebäumt.

In Fig.4a und 4b ist eine Kordgewebeverstrekkungs- und Imprägnieranlage schematisch dargestellt mit Gewebe nickel 25, Einlaufspeicher 26, erstem Streckwerk 27, Heizkammer 28 und zweitem Streckwerk 29, sodann einer zweiten Heizkammer 30, dem Streckwerk 31, Auslaufspeicher 32 und den nachverstreckten Kordgewebewickeln 33. Möglicherweise schließt sich an die thermische Gewebehandlung kontinuierlich der Imprägnierprozeß an.

Die Imprägnieranlage nach F i g. 4 h besteht aus dem nachverstreckten Kordgewebe^ ^kel 33, dem Einlaufspeicher 34, dem Imprägnierung 35, wo die Gewebebahn mit geeigneten Dip-Mitteln wie beispielsweise Latex-Tauchlösungen oder Resorcin-Formaldehyd-Harzen in Gegenwart feinteiliger Kieselsäure imprägniert werden, dem Zugwerk 36, dem Trockner 37, dem Zugwerk 38, dem Auslaufspeicher 39 und der Aufwicklung 40 (weitere Einzelheiten und Modifizierungen der Nachverstreck- und Imprägnieranlage sowie des zugehörigen Verfahrens: vgl. Krückeis: »Imprägnier-, Heißverstreck- und Heißfixieranlagen für Rayon-Polyamid und Polyester-Reifenkord« in Gummi, Asbest, Kunststoffe 1971, S. 480 ff).

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, das sich im Schema aus den Fig. Ic, 2a, 2b, 3 sowie 4a, 4b ergibt, werden zur Kordherstellung geeignete multifile Chemiefasern wie insbesondere Polyamid 6.6 und Polyester-Garne von üblicher Kapillarzahl und üblichem Titer in einem ersten — in F i g. 1 c dargestellten — Verfahrensschritt ersponnen. Hierzu werden die Garne 2 hinter dem Spinnaggregat 1 nach Abkühlung und geeigneter Präparation 3 mit einer Geschwindigkeit von mehr als 3000 m/min durch die Galette 15 abgezogen und zu einer Spule 16 aufgewickelt. Die Galette 15 kann auch fehlen, so daß der Fadenstrang durch die Spule 16 unmittelbar abgezogen wird.

Für Polyester-Garne dürfen die Abzugsgeschwindigkeiten nicht unter 3000 m/min liegen. Denn es wurde gefunden, daß Polyestergarn, das mit mehr als 3000 m/min abgezogen wurde, beim Verstrecken keine Fließzone mit einem ausgeprägten Streckpunkt ausbildet. Dadurch kann die Verstreckung des Polyesterkordes ohne Streckstift oder sonstige Mittel erfolgen, die bei normal gesponnenem Polyester-Garn sonst zur örtlichen Festlegung des Streckpunktes erforderlich sind (US-Patent 25 33 013), die aber beim Verstrecken von Kordlagen bzw. Kordgewebebahnen technisch schwierig anzubringen wären.

Für Polyamid 6.6-Garne, die ein bevorzugtes Ausgangsmaterial für Reifenkord darstellen, werden vorzugsweise Abzugsgeschwindigkeiten von mehr als 3500m/min in der Spinnstufe nach Fig. Ic eingehalten, da Abzugsgeschwindigkeiten zwischen etwa 2000 m/min und 3500 m/min beim Spinn- und Spulprozeß Schwierigkeiten bereiten.

Die auf diese Weise ersponnenen Garne werden sodann — wie zu den Fig. 2a, 2b beschrieben — vorgezwirnt, gefacht und endverzwirnt. Hierbei werden die Zwirnspindelgeschwindigkeit und die Fadengeschwindigkeit so aufeinander abgestimmt, daß das vorgezwirnte Garn bzw. der endverzwirnte Kordfaden die vorgegebene Anzahl von Zwirndrehungen pro Meter Fadenlänge (T/m) dann aufweist, wenn sie verstreckt sind. Dies bedeutet, daß ein Kordgarn, das eine Vorzwirnung von 600 T/m aufweisen soll und das nach dem Zwirnvorgang noch mit einem Verstreckverhältnis von 1,6:1 verstreckt und anschließend bei einem zugelassenen Schrumpf von 3 °/o fixiert wird, bei der Vorverzwirnung nach Fig.2a einen Zwirn von 600 · (1,6 —0,03) = 600 · 1,57 = 980 T/m erhält. Entsprechendes gilt für die Endverzwirnung der gefachten und nach F i g. 2 b ausgezwirnten Kordfaden. Zu hohe Zwirnung kann durch Erhöhung der Abzugsgeschwindigkeit in der Spinnzone (F i g. 1 c) und die dadurch bewirkte Senkung des Verstreckverhältnisses vermieden werden. Die endverzwirnten Kordfäden werden — vorzugsweise noch vor Einbringung der Verstreckung — zu Scharen planparalleler Fäden zusammengelegt und gegebenenfalls — wie zu F i g. 3 beschrieben — zu einem Kordgewebe verwebt.

Die Verstreckung dieses Gewebes erfolgt auf einer Gewebeverstreckmaschine nach F i g. 4 a in der Verstreckstufe 28. Es sei erwähnt, daß die Verstreckung auch auf einem Scharstreckwerk oder durch Einzelverstreckung der Kordfaden erfolgen kann. Das Verstreckverhältnis beträgt weniger als 2,4:1. Im einzelnen ist das zu wählende Verstreckverhältnis vor allem abhängig von den gewählten Abzugsgeschwindigkeiten in der Spinnstufe (F i g. 1 c) und von der Strecktemperatur. Bereiche, in denen das Verstreckverhältnis liegt, sind in dem Diagramm nach F i g. 5 insbesondere für Polyester und Polyamid 6.6 dargestellt. Dabei wurde gefunden, daß andere Spinnparameter, wie Düsendurchmesser, Spritzgeschwindigkeit in bzw. unmittelbar hinter der Düse, Einzeltiter usw. in den Titerbereichen, die für Kord in Betracht kommen, keinen ausgeprägten Einfluß haben und daher technisch ohne Bedeutung sind. Es ist möglich, den dargestellten Zusammenhang zwischen Abzugsgeschwindigkeit und Verstreckverhältnis durch Änderung der Abkühlbedingungen in der Spinnzone zu

5 6 *

ändern und insbesondere durch eine Wärmebehand- gegebene Schrumpf in der Fixierzone 30 sind so auflung des Faserstranges die Vororientierung herabzu- einander abzustimmen, daß ohne nachteilige Beeinsetzen und damit die Restverstreckurig zu erhöhen. flussung der in der Verstreckzone erzielten Festig-

Die Einstellung des richtigen Verstreckverhält- keits- und Dehnungseigenschaften die für Kord ernisses und der richtigen Strecktemperatur ist für die S wünschten Schrumpfeigenschaften erzielt werden. Qualität des Kordgarnes von besonderer Wichtigkeit. Einzelheiten des Fixierverfahrens sind an Hand

Durch diese Verfahrensparameter werden nicht nur des Standes der Technik ohne weiteres durch Versuch die Festigkeits- und Dehnungseigenschaften des Kor- zu ermitteln (vgl z.B. Riggert: »Das kontinuierdes, sondern auch die insbesondere für Reifenkord liehe Thermofixieren von Polyester-End'osfäden« in sehr wichtigen Schrumpfeigenschaften (üblicherweise io Chemiefasern 1969, S. 816 ff). Auch ist es möglich, als Heißluftschrumpfung oder Kochschrumpf defi- der Fixierzone 30 eine weitere für eine spannungsniert) maßgeblich beeinflußt. Die Verstreckung kann freie Wärmebehandlung geeignete Temperaturzone in einem besonderen Medium, z. B. Wasser, Dampf, vor- oder nachzuschalten.

erfolgen. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die in

Wie in F i g. 4 a dargestellt, schließt sich an die Ver- 15 F i g. 1 b schematisch dargestellte Streckzwirnstreckung die Heißfixierung in der Heizstufe 30 an. maschine bzw. die statt dessen erforderliche Streck-Die Fixierung geschieht vorzugsweise unter Einwir- wickelmaschine wegfallen und hierdurch eine erhebkung von Wärme mit oder ohne Spannung. Die liehe Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Kordher-Fixierbehandlung dient vor allem der Herabsetzung stellung hinsichtlich Anlage- und Betriebskosten erder Schrumpfneigung auf ein für den technischen 20 zielt werden kann. Ferner kann wegen des erheblich Einsatzzweck des Kordgarnes angemessenes Maß. höheren Ausstoßes der Spinnanlage nach F i g. 1 c Jedoch lassen sich durch Wahl geeigneter Thermo- auch in dieser Verfahrensstufe eine weitere Einfixierungsbedingungen auch die Festigkeits- und Deh- sparung an Anlagekosten und Betriebskosten erzielt nungseigenschaften beeinflussen. werden.

Für die Thermofixierung kann die Geschwindigkeit as Wider Erwarten hat sich herausgestellt, daß das des Zugwerks 31 gegenüber der Geschwindigkeit des nach dem Verfahren nach F i g. 1 c ersponnene Zugwerks 29 so eingestellt werden, daß die Reifen- Fadenmaterial zur Verzwirnung und zur Herstellung kordflächen um einen vorgegebenen Betrag schrump- der Kordgewebekette ohne vorherige Verstreckung fen. Dieser vorgegebene Schrumpf ist von maßgeb- gut geeignet ist und daß die Kräfte, die zur Verlichem Einfluß auf die Schrumpfneigung des fertigen 3° Streckung der nach F i g. 1 c mit Geschwindigkeiten Reifenkordes, ausgedrückt als Heißluftschrumpf oder von mehr als 3000 m/min, abgezogen anschließend Kochschrumpf. Er berechnet sich nach der Formel verzwirnten Fäden erforderlich sind, kleiner sind als

die Kräfte zur Verstreckung von Chemiefasern aus

r» — ^vn gleichem Material nach einem üblichen Spinn- und

K₂, ' 35 Streckprozeß nach Fig. la und Ib. Schließlich hat

sich erwiesen, daß das mit Abzugsgeschwindigkeiten

worin V₄₉ die Umfangsgeschwindigkeit des Zugwerks von mehr als 3000 m/min ersponnene Fadenmaterial 29 und Fj₁₁ die Umfangsgeschwindigkeit des Zug- selbst, wenn es sich um Polyester handelt, keine werks 31 bedeuten. Derartige vorgegebene Schrumpf- Fixierung des Streckpunktes beim Verstrecken erforbeträge liegen bei 0 bis 15%> und darüber. Der vor- 40 dert. Diese Feststellungen erst in ihrer Gesamtheit gegebene Schrumpfbetrag kann so groß sein, daß die haben es ermöglicht, das bisher übliche Verstreck-Fadenspannung in den Kordlagen praktisch gleich verfahren von Kord und insbesondere Reifenkord Null ist. zu verlassen und unter Änderung des gesamten bis-

AIs Fixiertemperaturen sind weite Temperatur- herigen Herstellungsverfahrens die bisher schon bereiche zur Erzielung der gewünschten Kordeigen- 45 üblichen und bei den Reifenkordherstellern vorhanschaften in Betracht zu ziehen. Eine Grenze ist ins- denen Gewebeverstreckanlagcn statt der bisher besondere durch den Erweichungspunkt des Poly- üblichen Streckzwirn- oder Streckspulmaschinen zur mers gesetzt. Die Fixiertemperaturen und der vor- Verstreckunug des Reifenkordes zu verwenden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Kord aus Chemiefasern, insbesondere aus Polyamid und Polyester, bei dem im Schmelzspinnverfahren ersponnene Endlosfasern durch Fachen und Zwirnen zu Kordfaden verarbeitet und die Kordfäden zu Kordlagen aus im wesentlichen planparallelen Kordfäden mit oder ohne Verweben rusammengeführt werden, dadurchgekennzeichnet, daß die multifilen Faserstränge unmittelbar hinter der Spinndüse einem Vorverzug mit einer Abzugsgeschwindigkeit von mehr als 3000 m/min unterworfen und gekühlt, und ohne weitere Verstreckung gefacht und zu Kordzwira verzwirnt und erst dann einer Restverstreckung von weniger als 2,4:1 unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die endverzwirnten Kordfaden zu Kordgeweben ver- xa arbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Webvorgang vor Einbringung de; Restverstrekkung erfolgt.