DE2842949A1

DE2842949A1 - Verfahren zum schmelzspinnen eines selbstkraeuselnden garns

Info

Publication number: DE2842949A1
Application number: DE19782842949
Authority: DE
Inventors: James Ernest Bromley; Jae Chun Hyun; Wayne Thomas Mowe; Frank Stutz; Jing-Peir Yu
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1977-10-03
Filing date: 1978-10-02
Publication date: 1979-04-12
Also published as: GB2005188A; FR2404686A1; IT1099345B; CA1118172A; GB2005188B; JPS5459429A; IT7828363A0; FR2404686B1

Description

D:l. SERG DIPL.-ING STAPF DIPL.-ING. SCKWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE Postfach 860245 · 8000 München 86

Dr. Berg Dipl.-Ing. Stapf und Partner, P.O.Box 860245, 8000 München 86 '

Ihr Zeichen Yourref.

Unser Zeichen Our ref. 445

Mauerkircherstraße 45

80O0MÜNCHEN80 2. Okt. 1978

Anwaltsakte-Nr.: 29

MONSANTO COMPANY St. L ο u i s, Missouri / USA

Verfahren zum Schmelzspinnen eines seIbstkräuselnden Garns

X/R

»(019) 988272 918273 988274 9t 3310 909815/090?

Telegramme:

BERGSTAPFPATENT München TELEX: 0524560 BERG d

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C-14-54-O29OA GW

Die Erfindung betrifft das Schmelzspinnen von selbstkräuselnden Garnen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren für ein derartiges Spinnen, worin der Kräuselungseffekt vergrößert ist.

Es ist bekannt, selbstkräuselnde Garne durch Schmelzspinnen und Erzeugen einer unterschiedlichen Abkühlung quer über die geschmolzenen Ströme herzustellen. Ein derartiger Stand der Technik wird in den US-Patentschriften 3 135 646 und 3 623 939 beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Die bekannten Verfahren sind jedoch nicht imstande, die maximale Stufe an verfügbarer Kräuselung zu erreichen.

In der vorliegenden Erfindung wird der Kräuselungseffekt in signifikanter Weise dadurch erhöht, daß man einen Strom eines geschmolzenen Polymeren entlang seiner Achse in eine Kühlzone extrudiert, wobei der geschmolzene Strom einen ersten flossenartigen Teil mit einer ersten Seite von gegebener Breite, die in der Kühlzone einem Abschreckmedium ausgesetzt ist und eine gegenüberliegende Seite, und einen zweiten Teil mit einer Breite, die kleiner als die gegebene Breite ist, der mit einer Zwischenzone der gegenüberliegenden Seite des ersten flossenartigen Teils verbunden und gegen das Abschreckmedium abgeschirmt ist, aufweist, und die Dicke des geschmolzenen Stroms, die sich additiv aus der Dicke des ersten und

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zweiten Teils in einer zur gegebenen Breite senkrechten Richtung zusammensetzt, kleiner als 70 % der gegebenen Breite ist, den geschmolzenen Strom zu einem Endlosfaden verfestigt, den verfestigten Endlosfaden aus dem geschmolzenen Strom bei einer gegebenen Spinngeschwindigkeit abzieht, und den Endlosfaden in ordnungsgemäßer Weise sammelt.

Der zweite Teil ist mit dem ersten Teil durch einen Hals verbunden, der eine geringere Breite als die Breite des zweiten Teils aufweist, und die Breite des zweiten Teils ist kleiner als 60 % der gegebenen Breite. Die Dicke des Stromes beiträgt weniger als 60 % der gegebenen Breite mit einer Querschnittsfläche des zweiten Teils innerhalb von ±25% der Querschnittsfläche des ersten Teils.

Ein bevorzugter Strom eines Polymeren ist Polyester, und die gegebene Spinngeschwindigkeit ist so ausgewählt, daß man eine Schrumpfung von weniger als 25 %₃ vorzugsweise weniger als 10 % erhält. Der Endlosfaden wird in eine Verstreckungszone geleitet und vor der Stufe, in welcher der Endlosfaden gesammelt wird, verstreckt.

In den beiliegenden Zeichnungen ist

Figur 1 eine Unteransicht einer bevorzugten Spinndüse für die Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren;

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Figur 2 ist eine Schnittansicht eines typischen Endlosfadens, wie er nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung einer Spinndüse gemäß Figur 1 erhalten wird;

Figur 3 ist eine Schnittansicht eines typischen Endlosfadens, der unter Verwendung einer geringen Modifikation der Spinndüse von Figur 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde; und

die Figuren 4 und 5 sind Grundrißansichten von anderen beispielhaften Spinndüsen, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbar sind.

Die Spinndüsenausführung der Figur 1 besteht aus zwei in der Platte 2k in spiegelbildlicher Anordnung ausgebildeten spiraligen Schlitzen 20 und 22. Die Schlitze 20 und 22 sind in engem Abstand angeordnet und sind einander am nächsten an der Stegfläche 26, die nahe den Mittelpunkten der zwei Spiralen liegt. Die Stegfläche 26 ist genügend eng, so daß die Expansion des nach der Düse quellenden, aus den Schlitzen 20 und 22 austretenden Polymeren ausreicht, die Ströme in Kontakt zu bringen und zu einem Verbundstrom zu vereinigen. Wenn die Schlitze 20 und 22 0,1 mm breit sind, kann der Steg 26 beispielsweise an seiner engsten Stelle 0,075 mm breit sein.

Als Beispiel wird Polyäthylenterephthalat-Polymeres von nor-

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malern Molekulargewicht für Garne für Bekleidungszwecke bei 290° C durch die Kapillaren von Figur 1 nach unten in eine 1,5 m-Abschreckzone extrudiert, in die transversal Luft zum Abschrecken von 20° C eingeführt wird, wobei die Luft eine Geschwindigkeit von 15 m pro Minute hat. Die Spinndüse ist so orientiert, daß die Luft in Richtung des Pfeils in Figur strömt und auf die äußeren Teile der Spiralen einwirkt, während die inneren Teile der Spiralen von der Abschreckluft abgeschirmt sind. Der geschmolzene Strom verfestigt sich zu einem Endlosfaden, der von dem geschmolzenen Strom bei einer gegebenen Spinngeschwindigkeit abgezogen wird. Bei Polyäthylenterephthalat liegt diese vorzugsweise zwischen 4 000 und 6 000 m pro Minute und man erhält einen Endlosfaden mit einer Schrumpfung von unterhalb 25 %» wobei eine maximale Produktivität erzielt wird, wenn die Spinngeschwindigkeit ausreichend hoch ist, daß die Schrumpfung unterhalb 10 % liegt.

Infolge der Oberflächenspannung und anderen Faktoren verändert sich die Form des geschmolzenen Stroms vor der Verfestigung in die endgültigen Anordnungen des Endlosfadens, wie sie in den Figuren 2 und 3 gezeigt werden. Wenn sich die inneren Enden der spiraligen Schlitze 20 und 22 den Zwischenbereichen der entsprechenden Schlitze ausreichend eng nähern, expandieren die inneren Enden der geschmolzenen Ströme infol-

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ge der Quellung nach der Düse und Verschmelzen mit den Zwischenbereichen der entsprechenden Ströme, wodurch der Endlosfaden der Figur 2 gebildet wird. Bei einem etwas größeren Zwischenraum tritt dieses Verschmelzen nicht auf, und man erhält den Endlosfaden gemäß Figur 3. Unter besonderen Extrusions- und Abschreckbedingungen kann eine Hybridstruktur gebildet werden, bei der das eine innere Ende der Spirale wie in Figur 2 verschmilzt, während das andere Ende nicht verschmilzt, wie in Figur 3· Die Einstellung des Spielraums zwischen den inneren Enden der Spiralen und den Zwischenbereichen der Spiralen kann die Bildung des Hybrids, falls gewünscht, verhindern.

Gemäß Erfindung ist die Kräuselung maximal, wenn der geschmolzene Strom einen flossenartigen Teil 28 mit einer ersten Seite 30 von gegebener Breite 32, die in der Kühlzone einem Abschreckmedium ausgesetzt ist, und einen zweiten Teil 34 aufweist, der mit einem Zwischenbereich der gegenüberliegenden Seite 36 des flossenartigen Teils 28 verbunden und gegen das Abschreckmedium abgeschirmt ist, und eine Breite 38 hat, die kleiner als die gegebene Breite 32 ist. Es ist gemäß Erfindung ferner auch erforderlich, daß der geschmolzene Strom eine Dicke 40, die sich additiv aus der Dicke des ersten und zweiten Teils 28 und 34 in einer zur Breite 32 senkrechten Richtung zusammensetzt, von weniger als 70 % (optimal

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weniger als 60 %) der Breite 32 hat. Eine weitere Verbesserung ist festzustellen, wenn die Breite 38 des Teils 34 kleiner als 60 % der Breite 32 ist. Eine maximale Kräuselung wird erhalten, wenn die Querschnittsfläche des Teils 34 innerhalb ±25 % der Querschnittsfläche des Teils 28 beträgt. In Abhängigkeit von der Konfiguration des geschmolzenen Stromes wird es manchmal vorgezogen, daß der Teil 34 mit dem Teil 28 durch einen Hals, wie bei 42 in Figur 3, verbunden ist, da dies den Unterschied in der Abschreckrate zwischen den zwei Teilen erhöhen kann und so den Kräuselungseffekt vergrößert.

Die Figuren 4 und 5 erläutern andere Beispiele für Spinndüsen gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei sonst gleichen Bedingungen wird die Spinndüse der Figur 5 einen höher gekräuselten Endlosfaden liefern als die Spinndüse der Figur 4, da das Verhältnis der dem Abschreckmedium ausgesetzten Breite zur Dicke größer sein wird.

Der Ausdruck "Polyester", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Polymere von faserbildendem Molekulargewicht, die aus zumindest 85 Gewichtsprozent eines Esters eines zweiwertigen Alkohols und Terephthalsäure bestehen. Der Polyester kann entweder durch direkte Veresterung der Säure mit dem Alkohol, oder durch Umesterung, wie dies dem Fachmann bekannt ist, hergestellt werden.

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ff

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Schmelzspinnen eines selbstkräuselnden Garns, wobei die Dicke des geschmolzenen Stroms im Vergleich zur Breite des dem Abschreckmedium ausgesetzten Teils klein ist, was den Kräuselungseffekt erhöht.

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-Μ'

Leerseite

Claims

DR. 3£RG DIPL.-ING STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR £ Q 4 2 9 4 PATENTANWÄLTE Postfach 8602 45 ■ 8000 München 86 Dr. Ben DipI.-Ini.SUpf und Putner, P.O.Box 86024S, 8000 München 86 ' Ihr Zeichen Unser Zeichen DQ 44*5 MauerkircherstnBe 45 Yourref. Ourref. J 8000 MÜNCHEN 80 Anwaltsakte-Nr.: 29 445 Monsanto Company Patentansprüche

1. Verfahren zum Schmelzspinnen eines selbstkräuselnden Garns, dadurch gekennzeichnet, daß man (a) einen Strom eines geschmolzenen Polymeren entlang seiner Achse in eine Kühlzone extrudiert, wobei der geschmolzene Strom

(1) einen ersten flossenartigen Teil (28) mit einer ersten Seite (30) von gegebener Breite (32), die in der Kühlzone einem Abschreckmedium ausgesetzt ist und eine gegenüberliegende Seite (36), und

(2) einen zweiten Teil (34) mit einer Breite (38), die kleiner als die gegebene Breite (32) ist, der mit einer Zwischenzone der gegenüberliegenden Seite (36)

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Bankkonten: Hype-Bank Manchen 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM Btyec Vereinsbank Manchen 453100 (BLZ 70020270) Postscheck München 65343-808 (BLZ 700100SO)

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(089)988272 BERGSTAPFPATENT Manchen 988273 TELEX: 988274 0524560 BERG d 983310

des ersten flossenartigen Teils (28) verbunden und gegen das Abschreckmedium abgeschirmt ist,

aufweist, und

(3) die Dicke (40) des geschmolzenen Stroms, die sich additiv aus der Dicke des ersten flossenartigen (28) und zweiten Teils (34) in einer zur gegebenen Breite (32) senkrechten Richtung zusammensetzt, kleiner als 70 % der gegebenen Breite (32) ist,

(b) den geschmolzenen Strom zu einem Endlosfaden verfestigt,

(c) den verfestigten Endlosfaden aus dem geschmolzenen Strom bei einer gegebenen Spinngeschwindigkeit abzieht, und

(d) den Endlosfaden in ordnungsgemäßer Weise sammelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil (3²O mit dem ersten flossenartigen Teil (28) durch einen Hals (42) verbunden ist, der eine kleinere Breite als die Breite (38) des zweiten Teils (34) hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (38) des zweiten Teils (34) kleiner als 60 % der gegebenen Breite (32) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (40) des Stroms kleiner als 60 % der gegebenen Breite (32) ist.

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5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (40) des Stroms kleiner als 60 % der gegebenen Breite (32) ist.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des zweiten Teils (34) innerhalb von ±25 % der Querschnittsfläche des ersten flossenartigen Teils (28) liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerstrom Polyester ist und die gegebene Spinngeschwindigkeit so ausgewählt wird, daß eine Schrumpfung von unterhalb 25 % erzielt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gegebene Spinngeschwindigkeit so ausgewählt wird, daß eine Schrumpfung von unterhalb 10 % erzielt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endlosfaden in eine Verstreckungszone geführt und vor der Stufe des Sammelns des Endlosfadens verstreckt wird.

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