DE2836513C2

DE2836513C2 - Streckspinnverfahren zur Herstellung von Polyamidgarnen

Info

Publication number: DE2836513C2
Application number: DE2836513A
Authority: DE
Inventors: Paul Lambton Inwood Harrogate North Yorkshire Carr
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1977-08-19
Filing date: 1978-08-21
Publication date: 1982-07-01
Also published as: JPS583048B2; DE2836513A1; AU3905578A; GB2003085B; FR2400575A1; FR2400575B1; GB2003085A; ZA784659B; US4338276A; ES472704A1; IT7826842A0; NZ188184A; NL178703B; CA1106563A; CH631494A5; AU516465B2; JPS5459423A; NL7808488A; IT1098252B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Streckspinnverfahren zur Herstellung von Polyamidgarnen, bei dem die extrudierten Filamente vor dem Aufspulen durch ein erhitztes Medium geleitet und dann mit einer Geschwindigkeit von mehr als 5500 m/min aufgespult werden.

Bei einem aus der GB-PS 14 87 843 bekannten Verfahren der eingangs beschriebenen Art werden die frisch extrudierten Filamente aufeinanderfolgend durch eine Verfestigungs- und eine Konditionierungszone geführt und dann mit einer Geschwindigkeit zwischen 1000 und 6000 m/min aufgespult. Es ist bekannt, daß sich Filamentgarne mit Vorteil durch ein solches Verfahren herstellen lassen, jedoch mußte in der Praxis dabei festgestellt werden, daß die Garneigenschaften, insbesondere die mechanischen Eigenschaften, schlechter werden, wenn die Aufspulgeschwindigkeit über ungefähr 5500 m/min erhöht wird. Insbesondere nimmt die Anzahl der gerissenen Fäden im Garn zu, bis das Garn schließlich vollständig reißt. Dies gilt ganz besonders für Filamentgarne mit niedrigem Titer, wobei gerissene Fäden noch leichter auftreten.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art so weiterzubilden, daß es ohne Verschlechterung der Garneigenschaften wesentlich höhere Aufspulgeschwindigkeiten gestattet.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die frisch extrudierten Filamente aufeinanderfolgend durch ein erstes auf über den Schmelzpunkt der Filamente erhitztes Medium und durch ein zweites auf eine Temperatur von 80 bis 150⁰C erhitztes Medium hindurchgeführt werden und die beiden Medien durch eine Strecke zwischen 100 und 500 cm voneinander getrennt sind. Die Erfindung macht es möglich, nicht nur brauchbare und günstige Garneigenschaften bis zu Aufspulgeschwindigkeiten von 6000 m/min aufrechtzuerhalten, sondern die Aufspulgeschwindigkeiten und damit die Spinnproduktivität noch weiter zu steigern, ohne daß eine wesentliche Verschlechterung der Garneigenschaften eintritt Durch die vorliegende Erfindung wurden bei der Herstellung von Filamentgarnen mit hohem Titer besondere Vorteile erreicht.
Vorzugsweise wird das erste Medium auf eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt der Filamente (im Bereich von 260—270"C) und 350⁰C (gemessen wie in Beispiel 1 beschrieben) und das zweite Medium auf eine Temperatur von IOObis 150⁰C erhitzt

Das Medium besteht vorzugsweise aus Luft, obwohl

ίο natürlich auch beispielsweise Stickstoff verwendet werden kann. Es ist wesentlich, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren kein Dampf verwendet wird, dessen Verwendung bei der Herstellung von Polyamidfilamentgarnen sonst üblich ist

Die Aufspulgeschwindigkeiten liegen vorzugsweise über 6000 m/min. Geschwindigkeiten über 8000 m/min sind technisch nur schwierig zu erreichen, weshalb sie nicht bevorzugt werden.

Das erste erhitzte Medium (Luft), durch welches die Filamente geführt werden, kann zweckmäßig innerhalb einer elektrisch geheizten, vertikal angeordneten zylindrischen Metalihüise angeordnet sein, die einen für den Durchlauf der Filamente geeigneten Durchmesser aufweist wobei ein Ende derselben an der Oberfläche der Spinndüsenplatte befestigt ist Die Länge der Hülse ist nicht kritisch und kann bis zu 100 cm betragen, obwohl kürzere Längen bevorzugt werden. Das zweite erhitzte Medium (Luft), durch welches die Filamente hindurchlaufen, kann sich innerhalb eines elektrisch

JO erhitzten länglichen Rohrs mit einem kreisförmigen Querschnitt befinden, das vertikal zwischen der Hülse und dem Aufspulmechanismus angeordnet ist Die Länge des Rohres kann 30 cm bis 3 m betragen. Vorzugsweise beträgt die Länge des Rohrs ungefähr

)5 1 m. Die Luft kann, abgesehen von der durch die laufenden Fäden verursachten Turbulenz, stehen, es kann aber auch erhitzte Luft in das Rohr eingeführt werden.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele

•to näher erläutert:

Beispiel 1

Ein Garn mit 20 Filamenten und einem Titer von 78 dtex wurde aus einem Polyhexamethylenadipamidpolymer bei einer Temperatur von 285°C durch eine Spinndüsenplatte mit 20 Löchern gesponnen, wobei die Löcher einen Durchmesser von 0,23 mm aufwiesen. Die relative Viskosität der resultierender. Fäden war 40,5. Unterhalb der Spinndüsenplatte (Extrusionspunkt) war eine 30 cm lange elektrisch erhitzte zylindrische Metallhülse mit einem Innendurchmesser von 10 cm befestigt. Die mittlere Lufttemperatur in der Hülse, gemessen du:ch Thermoelemente, die 2 cm von der Innenwandung entfernt waren, betrug 310⁰C. Ein elektrisch erhitztes längliches Rohr mit statischer Luft und mit einem kreisförmigen Querschnitt, das 1 m lang war und einen Durchmesser von 5 cm aufwies, war vertikal unterhalb der heißen Hülse in einem Abstand von etwa 1,9 m, gerechnet von der Spinndüsenplatte,

ho angeordnet. Die mittlere Wandungstemperatur des Rohrs (gemessen durch Thermoelemente) war 110° C. Ein Paar zylindrischer Führungen war am Garneinlauf zum Rohr angeordnet, um die Filamente in ein Band zusammenzuführen und die Mitführung von kalter Luft

h5 möglichst geringzuhalten. Garnspannungseinrichtungen waren nicht vorhanden. Das Garn wurde nach dem Aufbringen einer schmierenden Appretur mit verschiedenen Geschwindigkeiten zwischen 4000 und

7000 m/min aufgespult Es wurden die nachstehend aufgeführten Garneigenschaften erhalten. Diese zeigen die Wirkung der Erfindung, wenn die Aufspulgeschwindigkeit auf 6000 m/min und darüber angehoben wird, d.h, daß keine wesentliche Verschlechterung der Garneigenschaften eintritt, wenn die Aufspulgeschwindigkeit angehoben wird. In der Tat waren bei 7000 m/min die Garneigenschaften wesentlich verbessert, und zwar insbesondere hinsichtlich des Moduls. Im allgemeinen wird behauptet, daß der Modul des Garns den Grad der Waschfestigkeit des Garns nach dem Trocknen widerspiegelt Im vorliegenden Fall wurde festgestellt, daß mit Geschwindigkeiten von 6000 m/min und darüber aufgespulte Garne eine annehmbare Waschfestigkeit aufwiesen, während Garne, die mit 5000 m/min und weniger aufgespult wurden, in dieser Hinsicht unannehmbar waren.

Bei 6000 m/min und 7000 m/min ließen sich die Verfahren gut durchführen, wobei nicht mehr gerissene Filamente als bei den in der Tabelle angegebenen niedrigeren Geschwindigkeiten auftraten.

Aufspui-

geschwindigkeit

(m/min)

Reißfestigkeit
(g/dtex)

Dehniahigkeit 5 %-Modui (%) (g/dtex)

,4000
5000
6000
7000

4,09
4,33
4,03
4,68

64
61

47,2
44,4

Beispiel 2

17,2
19,1
21,9
24,0

3,52
3,73
3,91
4,11

69,7
75,0
69,0
50,9

15,9
14,2
19,6
24,8

Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß die Länge der erhitzten Hülse unterhalb der Sphindüsenplatte auf 10 cm verringert wurde und daß die mittlere Lufttemperatur darin (gemessen wie in Beispiel 1) auf 400⁰C gesteigert wurde. Auch die Rohrtemperatur wurde auf 13O⁰C erhitzt. Die entsprechenden Resultate waren wie folgt:

Aufspul- Reißfestigkeit Dehnfähigkeit 5 %-Modul

geschwindigkeit (g/dtex) (%) (g/dtex)

(m/min)

Im Hinblick auf die Reißfestigkeit und den Modul ist also eine kürzere und heißere Hülse in Kombination mit einer höheren Temperatur im Rohi bei 6000 m/min bevorzugt.

Vergleichsbeispiel 1

(zweistufiges Spinn-Streckverfahren

gemäß dem Stand der Technik)

Ein Garn mit 13 Filamenten und mit einem Titer von 130dtex wurde aus einem Polyhexamethylenadipamidpolymer bei einer Temperatur von 286° C durch eine Spinndüsenplatte mit 13 Löchern gesponnen, wobei der Durchmesser der Löcher 0,33 mm betrug. Die Filamente wurden unter Verwendung einer Abschreckvorrichtung mit quergerichteter Sirömung, die eine Länge von 60 cm und eine Breite von 11 cm aufwies, abgekühlt, wobei diese Vorrichtung 2,5 mVmin Luft von Raumtemperatur lieferte. Die Filamente wurden dann durch ein ähnliches Rohr wie im vorhergehenden Beispiel hindurchgeführt, das mit Dampf gefüllt war, und dann mit einer Geschwindigkeit von 1180 m/min aufgespult.

In einem gesonderten Verstreckverfahren wurde das Garn kalt auf das 2,93fache verstreckt, so daß ein Garn von 44 dtex erhalten wurde. Die Verstreckrorlengeschwindigkeit war 1230 m/min.

Das Garn besaß die folgenden Eigenschaften:

Reißfestigkeit
Dehnfähigkeit

4,2 g/dtex
41,0%

Vergleichsbeispiei 2

(einstufiges Verfahren gemäß dem Stand
der Technik)

Beispiel 2 wurde wiederholt, außer daß die 10 cm lange Hülse unter der Spinndüsenplatte weggelassen wurde, d. h. also, daß nur ein erhitztes Rohr vorlag. Die entsprechenden Resultate waren wie folgt:

Aufspul- Reißfestigkeit

geschwindigkeit (g/dtex)
(m/min)

Dehnfiihigkeit

5 %-Modul (g/dtex)

4000
5000
5500
6000

4,05
3,58
3,50
3,52

64,9
74,0
61,8
54,0

20,6
16,9
18,6
20,4

Es war also nicht möglich, ähnliche Garneigenschaften wie in Beispiel 2 dadurch zu erreichen, daß man lediglich ein erhitztes Rohr und keine erhitzte Hülse verwendete.

Vergleichsbeispiel ?.

(einstufiges Verfahren gemäß dem Stand

der Technik)

Ein Garn wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 gesponnen, außer daß die erhitzte Hülse durch eine Abschreckvorrichtung mit quergerichteter Strömung ersetzt wurde, die derjenigen von Vergleichsbeispiel 1 ähnlich war. Die Geschwindigkeit war 25 m/min. Die entsprechenden Resultate waren wie folgt:

Aufspul- Reißfestigkeit

geschwindigkeit (g/dtex)
(m/min)

Dehnfiihigkeit 5 %-Modul (%) (g/dtex)

3000 2,85 89,6

4000 3,64 73,2

5000 3,72 65,6

6000 4,05 56,7

6500 das Garn riß

13,0
13,7
15.8
19,8

Es war also nicht möglich, ähnliche Garneigenschaften wie in Beispiel 1 zu erhalten, wenn bei den höheren Aufspulgeschwindigkeiten der vorliegenden Erfindung eine bekannte Abschreckvorrichtung mit quergerichteter Strömung verwendet wurde.

Claims

Patentansprüche:

1. Streckspinnverfahren zur Herstellung von Polyamidgarnen, bei dem die extrudierten Filamente vor dem Aufspulen durch ein erhitztes Medium geleitet und dann mit einer Geschwindigkeit von mehr als 5500 m/min aufgespult werden, dadurch gekennzeichnet, daß die frisch extrudierten Filamente aufeinanderfolgend durch ein erstes auf über den Schmelzpunkt der Filamente erhitztes Medium und durch ein zweites auf eine Temperatur von 80 bis 150⁰C erhitztes Medium hindurchgeführt werden und die beiden Medien durch eine Strecke zwischen 100 und 500 cm voneinander getrennt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn_T zeichnet, daß das erste Medium auf eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt der Filamente und 350° C erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Medium auf eine Temperatur von iOObis i50⁼C erhitzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Medium Luft verwendet wird.