DE2900028A1

DE2900028A1 - Verfahren zum schmelzspinnen von polyestergarn von grosser elementarfaserstaerke mit hoher geschwindigkeit

Info

Publication number: DE2900028A1
Application number: DE19792900028
Authority: DE
Inventors: James Ernest Bromley; Jing-Pei Yu
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1978-01-03
Filing date: 1979-01-02
Publication date: 1979-07-12
Also published as: GB2011830A; FR2413483A1; FR2413483B1; IT7919011A0; CA1107471A; GB2011830B; JPS5496118A; IT1110800B

Description

DR. BERCt DIPL.-ING. STAPB
DIPL.-ING. SCHWEBE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE
Postfach 860245 · 8000 München 86

20OQO2&

AnwaltraJrte 29

2. Januar 1979

Konsanto Company, St. Louis, Mo. USA

Verfahren zum Schmelzspinnen von Polyester· pam von großer Elementarf? s er stärke mit hoher Geschwindigkeit

- Ansprüche -

f (089) 988272 ⁹⁸⁸²?3 ⁸² 74 ⁹⁸³³¹⁰

Q Π Q S *) R

Telegramme: ^3U3OiO BERGSTAPFPATENT München TELEX: 0524560 BERG d

Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM Bayer Vereinsbank München 453100 (BLZ 700 202 70) Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schmelzspinnen von nicht runden Polyesterfilamenten (-elementarfasern) mit hoher Geschwindigkeit.

Verfahren, in denen verschiedene schmelzflüssige Polymere durch nicht runde Spinndüsenöffnungen hindurch extrudiert und die sich dabei ergebenden schmelzflüssigen Ströme zu nicht runden Filamenten gelöscht bzw. abgekühlt werden, sind allgemein bekannt. Diese Verfahren sind gewöhnlich ohne nennenswerte Schwierigkeiten durchführbar. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß es bei Anwendung bekannter Verfahren nicht möglich ist, Filamente mit einer Stärke von wenigstens 10 Denier und deutlich unrundem Querschnitt mit hohen Geschwindigkeiten aus schmelzflüssigem Polyesterpolymer zu erspinnen. Die Erfindung schafft ein neuartiges Verfahren, welches das Schmelzspinnen solcher Filamente mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bei einem Verfahren der genannten Art vorgesehen, daß ein erster nicht runder, schmelzflüssiger Polyesterstrom durch eine erste nicht runde Spinndüsenöffnung extrudiert wird, daß ein zweiter schmelzflüssiger Polyesterstrom durch eine zweite Öffnung extrudiert wird, welche so nahe an der ersten Öffnung angeordnet ist, daß sich der erste und der zweite schmelzflüssige Polyesterstrom zu einem kombinierten Strom vereinigen, daß der kombinierte Strom gelöscht oder abgekühlt wird, so daß ein Filament mit einer Stärke von wenigstens 10 Denier entsteht, und daß das Filament mit einer Spinngeschwindigkeit von wenigstens 4-000 m/min von dem kombinierten Strom abgezogen wird.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß das Filament mit einer Spinngeschwindigkeit von wenigstens 4-500 m/min von dem kombinierten Strom abgezogen wird.

909828/0864

2300028

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die zweite Öffnung nicht rund.

Gemäß noch einem weiteren Merkmal der Erfindung hat die erste Öffnung die Form einer Spiral- bzw. Schneckenlinie.

Ferner ist in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die erste und die zweite Öffnung die Form von einander entgegengesetzten Spiralbzw. Schneckenlinien haben.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung, deren einzige Figur eine Ansicht der Unterseite einer kombinierten Spinndiisenöffnung gemäß der Erfindung darstellt.

Die Figur zeigt eine Spinndüsenplatte 22 mit einer eindeutig nicht runden bzw. nicht kreisförmigen ersten Öffnung 20. Die Öffnung 20 ist ein die Platte 22 durchsetzender, spiralförmiger Schlitz mit- einer Breite von 0,1 mm und einer entlang der Spirallinie gemessenen Länge von ca. 4,3 nun, wobei die Spirallinie über beträchtlich mehr als 360°verläuft. Die meisten gebräuchlichen thermoplastischen Polymere können mit Geschwindigkeiten bis wenigstens 6500 m/min durch die Öffnung 20 extrudiert werden, um Filamente mit einer Stärke bis zu ca. 25 Denier zu erspinnen. Zum Schmelzspinnen von Filamenten mit einer derartigen Stärke aus Polyester-Polymeren können diese mit Geschwindigkeiten von weniger als ca. 4000 m/min extrudiert werden. Bei Geschwindigkeiten von mehr als A-OOO m/min, insbesondere mehr als 4500 m/min, treten beim Erspinnen von eindeutig nicht runden Filamenten mit einer Stärke von mehr als etwa 10 Denier häufige Brüche und sonstige Störungen des Spinnvorgangs auf. Die niedrigste Geschwindigkeit, bei welcher solche Störungen auftreten,

909828/0884

29Ö0028

ist abhängig von der Form der Spinndüse, der angestrebten Stärke der filamente und den Lösch- oder Kühlbedingungen und läßt sich durch Versuche mühelos ermitteln. Das Erspinnen von Polyesterfilamenten größerer Stärke mit hohen Geschwindigkeiten ist gemäß der Erfindung dadurch ermöglicht, daß ein zweiter schmelzflüssiger Polyesterstrom durch eine zweite Spinndüsenöffnung 24- extrudiert wird, welche so nahe an der ersten Öffnung 20 angeordnet ist, daß sich die beiden aus den Öffnungen 20 und 24 austretenden schmelzflüssigen Ströme zu einem kombinierten Strom vereinigen, daß der kombinierte Strom gelöscht bzw. abgekühlt wird, so daß ein Filament mit einer Stärke von wenigstens 10 Denier entsteht, und daß das Filament mit einer Spinngeschwindigkeit von wenigstens 4000 m/min von dem kombinierten Strom abgezogen wird. Die zweite Öffnung kann gegebenenfalls rung oder kreisförmig sein, vorzugsweise ist sie jedoch ebenfalls nicht rund bzw. kreisförmig. Hat die erste Öffnung 20, wie dies in der bevorzugten Ausfuhrungsform der Fall ist, die Form einer in einer gegebenen Richtung verlaufenden Spirale, dann hat die zweite Öffnung 24- vorzugsweise die Form einer in entgegengesetzter Richtung verlaufenden Spirale.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von Beispielen erläutert. Dabei sind in

Beispiel 1

die durch die Erfindung bewältigten Schwierigkeiten dargestellt. Polyäthylenterephthlat mit dem für Garne für Bekleidungsstücke üblichen Molekulargewicht wird bei einer Spinndüsentemperatur von 290 ⁰G abwärts in eine 1,5 m hohe Löschzone extrudiert und in dieser von einem quer verlaufenden Luftstrom mit einer Temperatur von 18 ⁰C und einer Geschwindigkeit von 15 m/min beaufschlagt. Das verfestigte Filament wird mit einem herkömmlichen Spinnhilfsmittel beschichtet und aufgewickelt.

909828/0884

Die Spinndüse hat eine spiralförmige Öffnung 20 der vorstehend beschriebenen Art, jedoch keine nahe an dieser angeordnete zweite Spinndüse 24. Die Zufuhrgeschwindigkeit des Polymers und die Aufwickelgeschwindigkeit sind auf das Erspinnen eines Filaments mit einer Stärke von 10 Denier mit einer Geschwindigkeit von 5000 m/min eingestellt, wobei dar. Filament jedoch wiederholt abreißt und nicht in annehmbarer Weise fortläuft.

Beispiel 2

Beispiel 1 wird wiederholt, wobei jedoch zusätzlich die zifeite spiralförmige Öffnung 24 vorhanden ist. Der Steg zwischen den einander zunächst liegenden Bereichen der Öffnungen 20, 24 ist schmal genug, daß sich die aus den Öffnungen 20 und 24 austretenden Ströme zu einem kombinierten Strom vereinigen. Dazu ist der Steg 26 vorzugsweise ca. 0,9 mm breit. Bei gleicher Zufuhrgeschwindigkeit des Polymers und gleicher Aufwicjelgeschwindigkeit verläuft das "Verfahren zügig und ohne Abreißen des Filaments. Die Polymer-Zufuhrgeschwindigkeit wird auf eine Filamentstärke von 12 Denier erhöht, wobei das Verfahren weiterhin zügig abläuft.

Die Öffnungen 20 und 24 brauchen nicht, wie vorstehend beschrieben, die Form durchgehender Schlitze zu haben, sie können vielmehr auch jeweils aus einer Anzahl von die Spinndüsenplat!;e durchsetzenden Durchlässen zusammengesetzt sein, wobei die zwischen den einzelnen Durchlässen vorhandenen Stege schmal genug sind, daß sich die Polymerströme zu einem kombinierten Strom vereinigen. Die Durchlässe können etwa in geringem gegenseitigem Abstand durch einen Spinndüsenrohling gebohrte Löcher sein. Derartige Ausführungsformen von Spinndüsenöffnungen sind in den US-Patenten 2 804 645 und 2 891 277 beschrieben, auf welche hier insoweit bezug genommen wird.

909828/088 4

Der vorstehend verwendete Ausdruck "Polyester" bezeichnet Polymere von für die Faserbildung geeignetem Molekulargewicht, welche aus wenigstens 85 Gew.% eines Esters
eines zweiwertigen Alkohols und Terephthalsäure zusammengesetzt sind. Die industrielle Herstellung solcher Polyester geschieht entweder durch direkte Veresterung von
Säure und Alkohol oder durch eine Ester-Austauschreaktion.

909828/0864

Claims

DR. BERG DIPL.-ING. STAPB DIPL.-ING. SCHWEBE DR. DR. SANDMAIR PATENTANWÄLTE Postfach 860245 · 8000 München 86 Anv-altr^ktc 2

1. Verfahren zum Schmelzspinnen "von. nicht runden

ro I. ,yesterf !lementen (ELementarfasern) mit einer Stärke von wenigstens 10 Denier, dadurch gekennzeichnet daß ein erster schmelzflüssiger Polyesterstrora durch eine erste nicht: runde SpinndÜKenöffnunp· extrudiert wird, daß ein zxr it^i· schmelzflüssiger Polyesterstrom durch <?inr zweite Öffnung extrudiert wird, welche so nahe an 'er ersten üi'fnunp: angeordnet ist, daß sich der erste und der zweit» schnelzflüpsige Polyes'-.erstrom zu einem kombinierten Strom vereinigen, daß der kombinierte Strom peLör-cht bzw. abgekühlt wird, so daß ein Filament rvi+. einer Stärke von w nipstens 10 Denier entsteht, und rir.ß das Filament mit einer Srunnpeschwindigkeit von weniprtens ^;i-000 ra/rain von dem kombinierten Strom abprezopen wird.

909828/086/,

t (089) 98 82 72 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122

988273 BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

988274 TELEX: Bayer Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270) 983310 0524560 BERG d Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

BAD ORIGINAL

230ÖÜ28

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Filament rait einer Spinngeschwindigkeit von wenigstens 4500 m/min von dem kombinierten Strom abgezogen wird.

5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die zweite Öffnung nicht rund ist.

^zl·. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die erste öffnung die Form einer Spirale hat.

5· Verfahren nach >/enigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die erste und die zweite Öffnung die Form von einander entgegengesetzten Spiralen haben.

909828/086 £

BAD ORIGINAL