DE2360707A1

DE2360707A1 - Verfahren zur herstellung synthetischer endlosfaeden mit guten kraeuseleigenschaften

Info

Publication number: DE2360707A1
Application number: DE2360707A
Authority: DE
Inventors: Hans Bach; Karl-August Dr Heinroth; Hans-Dieter Jurischka; Hans Dr Kaloff; Juergen Dr Klee; Herbert Schmidt
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1973-12-06
Publication date: 1975-06-19
Also published as: FR2253860B1; NL7415882A; GB1483670A; US4164838A; IE40464L; IE40464B1; IT1026770B; CA1020021A; DK633674A; DD116268A5; LU71423A1; JPS5089630A; BE822981A; FR2253860A1

Description

Zeniralbereich Patente, Marken und Lizenzen

509 Leverkusen, Bayerwerk

4 OEZ. 1

Verfahren sur Herstellung synthetischer Endlosfäden mit guten Kräuseleigensohaften

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Simultanstrecktexturierung von hochmolekularen, linearen synthetischen Endlosfäden nach der Palsehdrallmethode bei ladengeschwindigkeiten von 3oo bis 12oo m/min durch kontinuierliche Führung der Fäden über ein Lieferwerk, eine Fixierheizung_? einen Falseliurallgeber und eine Streckgelatte.

Falschdralltexturierte Garne können sowohl durch Texturierung von zuvor verstreckten Fadt-ii als auch durch gleichzeitige Yerstreckung und Texturierung hergestellt werden. Im letzteren Fall, der sogenannten Simultanstreck texturierung, gelangt der nicht ausgestreckte Faden in die eigentliche Strecktexturierzone,bestehend aus Lieferwerks, Fixierheizung_s Kühlzone _? Falschdrallgeber und Streckgalette. Der Drallgeber

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BAD ORIGINAL

sorgt für eine Verdrillung des Fadens zwischen .Lie: erv^r«. und Drallgeber. Die aufgebrachte Verdrillung wird auf dem Fixierheizkörper dem Faden einfixiert= Gleichzeitig erfolgt hauptsächlich auf dem Fixierheizkörper die Verstreckung des Fadens. Derartige Verfahren sind beispielsweise in den deutschen Offenlegungsschriften 2 o49 357 und 2 2oo 42" sowie in der britischen Patentschrift 777 625 und in der oaxerreichischen Patentschrift 202 690 beschrieben.

Bei Betrachtung der Kräuselgeometrie der einzelnen Filamente zwischen Lieferwerk und Drallgeber erkennt man einen der wesentlichen Nachteile der Falschdrallmethode, insbesondere bei der Simultanstrecktexturierung, wie sie in den obengeaannten Druckschriften beschrieben wird;

Die Außenlagen-Filamente v/erden bei gleichzeitiger Vera creckni und Verdrillung anders verstreckt und beansprucht als die Innenlagen-Filamente. Als Konsequenz ergibt sich daraus eine Erhöhung der Flusenanfälligkeit des Garnes, der man dareh Verminderung des Streckgrades ausweicht unter [nkaufi-c-.,..ie schlechterer Reißfestigkeiten.

Die geschilderten ilachteile steigern sich aui3erd«m :ηχΐ wachsender Texturiergeschwindigkeit durch die dann verwendeten längeren Streckfeldlängen infolge höherer Hei.3:-.<.;hienen- und Kühl s trec'icenlängen.

Ea ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die geschilderten Nachteile zu vermeiden«

Es wurde nun gefunden_s daß sich die geschilderten Nachteilt; vermeiden lassen, v/ean man die Endlosfäden über unüblich kurze, durch den Abstand zwischen Lieferwerk und dtreckgalette definierte Streckfeldlängen führt, wobei gleichzeitig 4ie

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OA e\ ία ρ* f iOa c\ F³ Ψ**

BAD ORiGINAL

Abstände zwischen Lieferwerk und FaIschdrallgebereinlauf sowie zwischen PaIschdrallgeberauslauf und Streckgalette in definierter Beziehung zu der Streckfeldlänge stehen»

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Streektexturierung von hochmolekularen linearen synthetischen Endlosfäden bei Fadengeschwindigkeiten τοη 3oo bis 12oo m/min durch kontinuierliche Führung der Fäden über ein Lieferwerk, eine Fixierheizung, einen Falschdrallgeber und eine Streckgalette, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Endlosfäden über eine durch den Abstand zwischen Lieferwerk und Streckgalette definierte Streckfeldlänge S von 55 bis 18o cm führt, wobei der Abstand zwischen Lieferwerk und Falschdrallgebereinlauf S-X cm und der Abstand X zwischen Falschdrallgeberauslauf und Streckgalette 5 bis 3o cm beträgt.

Vorzugsweise beträgt die von den Endlosfäden durchlaufende Streckfeldlänge 80 bis 12o cm, während der Abstand Lieferwerk/ Drallgebereinlauf 65 bis 1o5 cm lang ist.

Kurze Streckfeldlängen lassen sich nur realisieren mit entsprechend kurzen Fixierheizungslängen und kurzen Kühlstreckenlängen. Kurze Fixierheizungen von 30 bis 70 cm länge verlangen aber Übertemperaturen des Heizkörpers gegenüber dem Faden bei hohen Fadengeschwindigkeiten, so daß für Temperaturgleichmäßigkeit des Fadens eine nur mit erheblichem Aufwand zu erreichende exakte Fadenführung notwendig ist. Andererseits ermöglichen kurze Fixierheizungen eine definierte Streckpunktlage und einen geringeren Fadenspannungsabfall längs des Heizkörpers, d. h. eine Verbesserung der Filamentmigration und somit Kompensation der durch die Kräuselgeometrieinhomogenitäten der Einzelfilamente verursachten Probleme, wie mechanische Überbeanspruchung der

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Außenfilamente und notwendige Verminderung des Streckgrades mit entsprechender Verschlechterung der Kräuselbeständigkeit. Ferner wird eine Verminderung der Abdampfung teils flüchtiger Spinnpräparationsbestandteile und somit eine Verminderung der gegenseitigen Filamentreibung, d.h. Verbesserung der Fadenmigration, bewirkt.

Kurze Kühlstreckenlängeh lassen sich realisieren durch wassergekühlte Kontaktkühler oder entsprechend gestaltete luftdüsen, d.h. nach Verlassen der Fixierheizstrecke werden die Endlosfäden vorzugsweise über einen Kontaktkühler von 20 bis 50 cm Länge geführt. Bei Verwendung von luftdüsen wird vorzugsweise eine Kühlfeldstrecke von 3 bis 15 cm länge gewählt.

Zu beachten ist jedoch, daß für die weiter unten geschilderten Vorteile des Verfahrens nicht primär die Kühlstrecken- und Heizschienenlängen entscheidend sind, sondern die länge zwischen lieferwerk und Drallgebereinlauf, die, da hier die Verstreckung des Fadens erfolgt, als eigentliche Streckfeldlänge anzusehen ist. Der Faden kann in der Streckfeldzone als eine Torsionsstabfeder angesehen werden, d.h. bei konstantem Drehmoment, ausgeübt vom Drallgeber am Faden, ist der Drehwinkel proportional zur länge der Drehstabfeder; nicht vermeidbare Drehmomentschwankungen Drallgeber/Faden, insbesondere bei Friktionsdrallgebern, äußern sich bei größeren längen mit größeren Drehwinkeländerungen (intensiveres Rutschen Faden/Drallgeber). Größere Streckfeldlängen als die erfindungsgemäßen werden somit einerseits eine höhere mechanische Fadenbeanspruchung, andererseits eine größere Instabilität der verdrillten G-arnsäule verursachen, die sich dann in instabiler Streckpunktlage, uneinheitlicher Filamentmigration und ungleichförmiger Verdrillung (Kräuselung) äußert.

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Das Verhältnis der Fadenspannung am Einlauf der Fixierheizung zur Fadenspannung am Auslauf der Fixierheizung beträgt 1 : 1,01 Ms 1 : 1,3°

Bei der Strecktexturierung von Polyamid-6-Garnen beträgt die Fadentemperatur in der Streckdrallζone 145 - 185 °C, vorzugsweise 155 - 160 ⁰O. Der Streckgrad für Spinnmaterial das mit 1 000 m/min gesponnen wurde, beträgt 1 ι 2,6.bis 1 : 3,3, Torzugsweise 1 : 2,9 bis 1 : 3,1. Der Streckgrad vermindert sich pro 100 m/min Erhöhung der Geschwindigkeit um 0,1.

Bei Polyestergarnen beträgt die Fadentemperatur 150 bis 210 ⁰C, vorzugsweise 170 bis 190 ⁰C. Der Streckgrad beträgt bei Spinnmaterial, das mit 1 100 m/min gespronnen wurde, 1 : 3,1 bis 1 : 3.,75_:s vorzugsweise 1 s 3,4 Ms 1 : 3,5.

Falls das Spinnmaterial mit Geschwindigkeiten von 3 200 m/min gesponnen wurde, wird als Streckgrad 1 ; 1,7 bis 1 : 1,95, vorzugsweise 1 : 1,79 bis 1 : 1,87, gewählt.

Das Yerfahren eignet sich zur Simultanstrecktexturierung von hochmolekularen linearen synthetischen Endlosfäden, insbesondere von Polyester- und Polyamidfäden.

Simultanstreektexturierte Polyamidfäden und Polyesterfäden, die bei hohen Reißfestigkeiten von größer 42 Rkm bzw. größer 35 Rkm Flusenzahlen kleiner o,1 Flusen/kg aufweisen, sind daher ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Als zusätzliches vorteilhaftes Kennzeichen beträgt bei Polyamidfäden die Abweichung des Kaltwasserrücksprungs maximal 15 $« Die Polyesterfäden zeichnen sich durch eine Kräuselbeständigkeit größer 6o fo aus.

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Die Vorteile des erfindungsgemäßen' Verfahrens sind überraschend vielfältig:

Die Ausbeuten werden bei z. B. 5oo m/min Texturiergeschwindigkeit um einige Prozent höher (Fadenbrüche seltener), die Ausbeuteverbesserung macht sich besonders stark bei nicht optimalem Spinnmaterial bemerkbar, wie es produktionsbedingt zeitweise auftreten kann.

Als besonders vorteilhaft ist zu werten, daß der Streckgrad für geringe Flusenzahlen weniger gesenkt werden muß; dadurch können höhere Reißfestigkeiten erreicht werden bei niedrigen Flusenzahlen.

Die Kräuselgleichmäßigkeit der Fäden verschiedener Stellen wird wesentlich besser. Dieses ist insbesondere bei den Strumpftitern und der dort üblichen mehrsystemigen (z. B.

8-systemigen) Verarbeitung ein wesentlicher Qualitätsvorteil.

Die Häufigkeit ringliger bzw. reihiger Strümpfe wird stark gemindert.

Der Kochschrumpf des Garnes wird zudem gesenkt.

Der Verfahrensablauf ist nachstehend näher geschildert unter Bezugnahme auf Abb. 1. Der Faden gelangt von der Spinnspule (1) über die Fadenführer (2) zu den Fadenbremsen (2a) zum Lieferwerk (3), bestehend aus Lieferzylinder (3a) und Grummiwalze (3b). Vom Lieferwerk gelangt der unverstreckte Faden in die eigentliche Strecktexturierzone, bestehend aus Fixierheizkörper (4), Kühlstrecke (5), Drallgeber (6), der bei hohen Geschwindigkeiten über 3oo m/min als Friktionsdrallgeber ausgebildet ist, und Streckgalette (7) mit Beilaufrolle (7a) und von dort gegebenenfalls nach Passieren einer Setheizung und weiterer Lieferwalze zur Aufwickelvorrichtung. Im Bereich des Fixierheizkörpers erfolgt die Verstreckung des dort duroh den Friktionsdrallgeber verdrillten Fadens.

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Der Abstand Meferwerk/Streckgalette (S) bzw«, der Abstand Lieferwerk/Drallgebereinlauf (LD) soll möglichst kurz sein. Da zur Kräuselfixierung gewisse Mindestheizungs- und Kühlstreckenlängen notwendig sind_? beträgt die Mindeststreckfeldlänge 55 cm, der Mindestabstand Lieferwerk/Drallgebereinlauf 40 cm. Als sehr günstig erwies sich eine Streckfeldlänge von 100 cm bei einem Abstand Lieferwerk/Drallgebereinlauf von 85 cm bei 5QO m/min Texturiergesehwindigkeit und einem Spinnpräparat ionsauf trag von ca. 1 fo.

Zur Ermittlung der Maschinenbedingungen bzw. der Garneigenschaften der gekräuselten Garne wurden folgende Meßmethoden eingesetzt:

1. Ausbeute: Zahl der ohne Fadenbruch durchgelaufenen Kopse von z. B. 12oo g Gewicht zur Zahl der angelegten Päden.

2. Flusenzahl: Durch Messung der Kapillarbrüche/kg; für Plusenwerte über o,5/kg wurde eine Streckgradminderung notwendig.

3. Festigkeitsprüfung: Mit z. B. dem Zwickreißfestigkeitsprüfer nach DIN 53834 in Rkm.

4. a) Kräuselgleichmäßigkeit: Messung des Kaltwasserrück-

sprunges verschiedener Stellen. Ein Strang von 44oo dtex wird 3 Minuten in Wasser von 25°C bei einer Belastung von 9o,3 mp/dtex entwickelt und die Länge 1. des Stranges verglichen mit der Stranglänge nach einer Entlastung auf 1,8 mp/dtex (1„) für eine Erholungszeit von 1 Minute. Der Kaltwasserrücksprung KW ist

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(! -^) * 1oo fo

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b) Einkräuselung und Kräuselbeständigkeit: Messung nach DIF-Entwurf 5384o; die Beständigkeitslast zur Bestimmung der Kräuselbeständigkeit betrug bei Polyester 1 p/dtex, bei Polyamid 6 1,5 p/dtex.

Beispiel 1

Ein Polyesterfaden 78 f 24 dtex Endtiter, Spinngeschwindigkeit 27oo m/min wurde bei 4oo m/min bei einer Zonenlänge Lieferzylinder/lnnenfriktionsfalschdrallgebereinlauf von 85 cm und einer Gesamt-Streckfeldlänge von 1oo cm mit einer Flusen zahl von o,o5 Flusen/kg bei einem Streckgrad von 1 : 1,87 simultan strecktexturiert. Die Temperatur des Fixierheizkörpers war so eingestellt, daß die Fadentemperatur 18o°C am Auslauf des Fixierheizkörpers betrug, die Fadenkühlung zwischen Heizkörperauslauf und Drallgebereinlauf kühlte den Faden bis zum Drallgebereinlauf auf 86°G ab; die Verdrillung des Fadens in der Texturierzone lag bei 299o Drehungen/m. Nach der Streckgalette wurde vor der Aufwicklung der Faden bei einer Fadentemperatur von Ho⁰C bei einem Schrumpf von 14 f» gesettet. Die Fadenspannung vor dem Fixierheizkörper betrug 13,ο ρ,nach dem Fixierheizkörper 16,ο ρ; die Einkräuselung des texturierten Fadens betrug EK = 23 $, die Kräuselbeständigkeit 64 %, die Reißfestigkeit betrug 36 Rkm, die Reißdehnung 39 $, der Kochachrumpf betrug 1,8 ^.

Beispiel 2

Ein Polyamid-6-Faden 44 f 1o dtex Endtiter,Spinngeschwindigkeit 1ooo m/min wurde mit 6oo m/min bei einer Streckfeldlänge von 1oo cm mit einer Flusenzahl kleiner o,1 Flusen/kg simultan strecktexturiert. Die Fadentemperatur in der Fixierzone betrug 155⁰C, am Drallgebereinlauf 72⁰C, der Streckgrad betrug 1 : 3,o, die Reißfestigkeit lag bei 42 - 48 Rkm bei einer Dehnung von 44 - 38 $, die mechanische Kräuselbeständigkeit betrug 65 $, der Kaltwasserrücksprung lag bei 31 $, der Kochschrumpf 5 - 7 #. Von 1oo Kopsen lag der niedrigste Wert bei 27 i<> Kaltwasserrücksprung, der höchste bei 35 fo. Eine Nebeneinander-

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Verarbeitung mit Kopsen von 27 fo und 35 fo KW-Wert verursachte im Strumpf keine Reihigkeit.

Bei einem Gegenversuch des gleichen Materials bei gleichen Texturierbedingungen,allerdings mit einer Streckfeldlänge von 3,5 m (gleiche Heizschienenlänge wie bei 1oo cm Streckfeldlänge!) mußte wegen der im verstärktem Maße auftretenden Flusen der Streckgrad auf 1 % 2,64 vermindert werden, die G-arnfestigkeit betrug nur noch 28 Rkm, die mechanische Kräuselbeständigkeit nur noch 25 $, der Kaltwasserrücksprung von 1oo Kopsen lag im Mittel bei 35 #, mit einem Wert bei 23 i° und einem Wert bei 25 $, drei Werten bei 28 fo und zwei Werten bei 37 fo und eine.m Wert bei 39 #. Bei einer Strumpfverarbeitung führten Kopse mit KW-Werten kleiner 27 % zu einer deutlich erkennbaren Reihigkeit, Kopse mit höheren Werten als dem Mittelwert erwiesen sich dagegen als nicht so kritisch. Die Gleichmäßigkeit der Kräuselung von Stelle zu Stelle war somit wesentlich schlechter.

Beispiel 3

Ein Polyamid-6-]?aden 22 f 5 dtex Endtiter, Spinngeschwindigkeit 9oo m/min wurde mit 7oo m/min bei einer Streckfeldlänge von 1oo cm mit einer Flusenzahl kleiner o,o5 Plusen/kg friktionssimultan strecktexturiert. Die Fadentemperatur am Pixierheizkörperauslauf betrug 155°C, am Drallgebereinlauf 68⁰C. Der Streckgrad war auf 1:3,17 eingestellt. Die Reißfestigkeit lag bei ca. 44 Rkm, die Dehnung bei ca. 38 <fo_t der-Kaltwasserrücksprung betrug 41 $» die Ausbeute bei 1o ooo , geprüften Kopsen lag bei 94 $. .

Im Gegensatz dazu verminderte sich bei Verwendung des gleichen Materials unter gleichen Texturierbedingungen bei einer Streckfeldlänge von 3,5 m die Ausbeute auf 87 ^.

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Claims

Patentansprüche .J Verfahren zur Strecktexturierung von hochmolekularen linearen synthetischen Endlosfäden bei Fadengeschwindigkeiten von 3oo bis 12oo m/min durch kontinuierliche Führung der Fäden über ein Lieferwerk, eine Fixierheizung, einen Falschdrallgeber und eine Streckgalette, dadurch gekennzeichnet, daß man die Endlosfäden über eine durch den Abstand zwischen Lieferwerk und Streckgalette definierte Streckfeldlänge S von 55 bi3 18o cm führt, wobei der Abstand zwischen Lieferwerk und Falschdrallgebereinlauf S-X cm und der Abstand X zwischen Falschdrallgeberauslauf und Streckgalette 5 bis 3o cm beträgt. 2'. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlosfäden zwischen Lieferwerk und Drallgebereinlauf eine Fixierheizlänge von 3o bis 7o cm durchlaufen. ■ 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlosfäden nach Verlassen der Fixierheizstrecke eine durch einen Kontaktkühler gebildete Kühlstrecke von 2o bis 5ο cm durchlaufen. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlosfäden nach Verlassen der Fixierheizstrecke eine Kühlstrecke von 3 bis 15 cm durchlaufen und die Kühlung durch eine Luftdüse erzielt wird. 5· Verfahren nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Fadenspannung am Einlauf der Fixierheizung zur Fadenspannung am Ausgang der Fixierheizung 1 : 1,01 bis 1 : 1,3 beträgt. Le A 15 354 - 1o - 509825/0855 '6. Simultanstrecktexturierte Polyamidfäden mit einer Flusenzahl kleiner o,1 Flusen/kg bei einer Festigkeit größer 42 Rkm und einer Abweichung des Kaltwasserrücksprungs von maximal 15 ft.

1. Simultanstrecktexturierte Polyesterfäden mit einer Flusenzahl kleiner o,1 Flusen/kg und einer Festigkeit größer 35 Rkm und einer mechanischen Kräuselbeständigkeit größer 6o fo.

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