DE3026451A1

DE3026451A1 - Verfahren zur herstellung hochfester technischer garne durch spinnstrecken und durch das verfahren hergestellte garne, insbesondere aus polyamid- und polyesterfaeden

Info

Publication number: DE3026451A1
Application number: DE19803026451
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 6051 Dietzenbach Koschinek; Dietmar Dipl.-Phys. 6450 Hanau Wandel
Original assignee: DAVY INTERNATIONAL AG 6000 FRANKFURT; Davy International AG
Current assignee: Davy McKee AG
Priority date: 1980-07-12
Filing date: 1980-07-12
Publication date: 1982-02-11
Also published as: US4374797A; DE3026451C2; CH657156A5; IN154437B

Description

352645t

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Davy International AG

Borsigallee- 1

6000 Frankfurt (Main) 6G

Verfahren zur Herstellung hochfester technischer Garne durch Spinnstrecken und durch das Verfahren hergestellte Garne, insbesondere aus Polyamid- und Polyesterfäden "

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung hochfester technischer Garne, insbesondere aus Poylamid- und Polyesterfäden mit niedriger Bezugsdehnung durch Spinnstrecken, wobei die aus der Spinndüse austretenden Fäden in einer Kühlzone durch Anblasen mit Blasluft abgekühlt werden, worauf sie über eine Präparationssystem geführt und anschließend in direktem Verlauf über mehrere Galettenysteme verlegt werden, wobei die Fäden zwischen mindestens zwei Galettensystemen in mindestens einer Verstreckzone verstreckt werden und auf mindestens einem Galettensystem einer Temperatur von >;160 ⁰C ausgesetzt werden und schließlich über ein Auslauf-Galettensystem laufen, bevor sie mit einer Geschwindigkeit ^ 2.200 m/min aufgespult werden.

Für den Einsatz bei Gurten, Bändern und Beschichtungsgeweben muß der Heißluftschrumpf niedrig sein, wobei gleichzeitig eine

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möglichst niedrige Bezugsdehnung anzustreben ist.

Werden die Rohgarne aus Polyamid oder aus Polyester hergestellt, so stellen sich in den verschiedenen Verarbeitungsstufen unterschiedliche Fadenstrukturen ein. Der direkt im Spinnprozeß verstreckte Faden durchläuft andere Kristallmodifikationen als ein auf einer Streckmaschine hergestellter Faden, der aus einem gelagerten Spinnfaden entsteht (Literaturstelle "Angewandte Chemie", 74. Jahrgang 1962, Nr. 15, S. 566: Spinnprozeß und Kristallstrukturen von Perlonfäden).

Außerdem wird mit höheren Produktionsgeschwindigkeiten die gleichmäßige Temperaturübertragung auf den Faden schwieriger. Höhere Geschwindigkeiten bedeuten aber auch geringere Kontaktzeiten des Fadens mit den Heizsystemen, so daß die Aufheizung des Fadens auf bestimmte Temperaturen problematischer wird. Temperatur- und Strukturbedingungen bestimmen aber entscheidend die erreichbaren textlien Fadenqualitäten.

Der technische und wirtschaftliche Werte des Spinnstreckprozesses ist aber erst dann positiv zu bewerten, wenn gleichzeitig die textlien Fadenqualitäten nicht verschlechtert, sondern sogar noch verbessert werden.

Durch die DE-OS 1 435 467 ist ein Verfahren zum Spinnstrecken von PES mit Geschwindigkeiten von 1.000 - 4.000 m/min bekannt. Diese Anmeldung geht von einer Temperaturbehandlung des Spinnfadens bei bestimmten Verweilzeiten vor der Verstreckung aus. Verfahrensparameter für das Verstrecken und Thermofixieren, wie

⁺ -* PES = Abkürzung für Polyester

130066/0107 " ⁶ ~

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- if ~

Temperaturführung und Fadenspannungen, fehlen jedoch. Es hat sich gezeigt, daß im Zusammenhang mit hohen Festigkeiten und niedrigen Dehnungen oder niedrigem Heißluftschrumpf bei Befolgung der vorstehenden Lehre im allgemeinen keine niedrigen Bezugsdehnungen erhalten werden.

Durch die US-PS 3 452 131 und die DE-OS 1 912 299 sind Verfahren zum Spinnstrecken von Polyamid bekannt, bei denen zusätzliche Streckhilfsmittel eingesetzt werden. Im Falle der Dampfdüse besteht die Gefahr der gleichzeitigen Befeuchtung aufgrund der niedrigen Fadentemperatur, was bekanntlich den Glasumwandlungspunkt des Polymeren wesentlich beeinflußt und in Zusammenhang mit hohen Geschwindigkeiten - sprich geringen Verweilzeiten - Verstreckstörungen zur Folge haben kann.

Die Anwendung eines festen Streckstiftes ist vom konventionellen Streckprozeß bekannt und läßt sich nur für nicht zu hohe Geschwindigkeiten anwenden. Bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten tritt eine zu starke Reibung und damit unkontrollierte Aufheizung des Stiftes auf. Beide Schriften weisen keinen Hinweis auf die Prozeßführung zur Einstellung der gewünschten niedrigen Bezugsdehnungen auf.

Werden beim Spinnstreckverfahren die abgekühlten Spinnfäden bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten mit Hilfe von feststehenden Verstreckhilfsmitteln verstreckt und werden zur Erhöhung der Produktivität insbesondere mehr als ein Faden in derselben Spinnstreckposition verarbeitet, so besteht die Gefahr des ungleich-

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"T"*" 1/7803

mäßigen Streckverhaltens insbesondere zwischen den Fäden verschiedener Positionen.

Durch die US-PS 3 790 995 ist ein Verfahren zum Spinnstrecken von PES bei Geschwindigkeiten ==i1.800 m/min bekannt, wobei die Galettenoberflachen so rauh sein sollen, daß über mehrere Fadenlagen ein Fadenschlupf auf den Galetten entsteht.

Es hat sich gezeigt, daß ein derartiger Fadenschlupf bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten zu einer starken Reibungsbeanspruchung führt. Die dabei entstehende Reibungswärme führt zu einer unkontrollierten Aufheizung der Galetten. Eine Lehre zur Einstellung niedriger Bezugsdehnungen ist aus den angegebenen Parametern nicht zu entnehmen.

Durch die US-PS 4 003 974 ist ein Verfahren zum Spinnstrecken von PES bekannt, bei dem die Fäden bei 225 - 250 ⁰C thermofixiert und bei einer Spannung 0,09 - 0,15 g/den relaxiert werden, wobei die Geschwindigkeit beispielhaft 1.829 m/min beträgt, Eine Lehre für das Arbeiten bei höheren Geschwindigkeiten ist nicht zu ziehen. So lassen die angegebenen Temperaturen keine weitere Steigerung zu, da dann im Bereich des Polymerschmelzpunktes bereits ein Verkleben der Fäden auf den Galetten eintritt. Eine Erhöhung der Verweilzeit auf beheizten Galetten ist aus konstruktiven Gründen beschränkt. Es wurde festgestellt, daß die Anwendung derartiger Relaxationsspannungen im allgemeinen einen so hohen Schrumpf im Faden auslöst, der dann zwangsläufig durch eine hohe und unerwünschte Bezugsdehnung gekennzeichnet ist.

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Bei Anwendung von Relaxationsspannungen < 0,2 g/dtex auf die aufgeheizten thermofixieren Fäden, entweder zwischen beheizten Galetten oder zwischen der beheizten Auslaufgalette und der Aufspuleinheit mit entsprechend unterschiedlichen Geschwindigkeiten, entsteht eine starke Fadenschrumpfung, die zwar einen niedrigeren Heißluftschrumpfwert, aber einen hohen •Wert der Bezugsdehnung zur Folge hat. Bei den bekannten Verfahren läuft ein aufgeheizter thermofixierter Faden über die unbeheizte Auslaufgalette auf die Aufspulhülse oder - wenn diese letzte Galette zur Fixierung eingesetzt wurde direkt auf die Aufspulhülse. Der Faden kann nicht ausreichend schnell abkühlen und hat dann noch eine Schrumpftendenζ, während er unter niedriger Spannung steht. Die Folge ist eine Erhöhung der Bezugsdehnung. Dies wird naturgemäß um so kritischer, je höher die Produktionsgeschwindigkeit und damit je niedriger die Verweilzeit des Fadens wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Spinnstrecken von hochfesten technischen Garnen anzugeben, das trotz hoher Produktionsgeschwindigkeiten zu qualitativ hochwertigen Garnen mit niedriger Reißdehnung und niedriger Bezugsdehnung oder mit niedrigem Heißluftschrumpf und niedriger Bezugsdehnung führt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß a) das vor der mindestens einen Verstreckzone liegende Galettensystem auf eine konstante Temperatur zwischen T^ - 20⁰C und T- + 65°C aufgeheizt wird, wobei T_r die Temperatur für den Glasumwandlungspunkt ist, und die Fäden ohne Zuhilfenahme feststehender Verstreckhilfsmittel verstreckt werden,

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_ Q_-, 1/7803

b) die hinter der mindestens einen Verstreckzone liegenden Galettensysteme eine Temperatur von mehr als 110 C aufweisen und die Fadenspannung der Fäden nach Ablauf von diesen Galettensystemen den Wert von 0,2 g/dtex nicht unterschreitet, c) die Verweilzeit der Fäden im Auslauf-Galettenystem zu mindestens 0,2 see gewählt wird,

d) die Aufspulgeschwindigkeit der Fäden nicht mehr als 2,51 von der Umfangsgeschwindigkeit des Auslauf-Galettensystems nach unten abweicht, und daß

e) die Temperatur des Auslauf-Galettensystems auf einen Wert von -=~110 °C eingestellt wird.

Die Spulenwickel der derart hergestellten Fäden können ohne Einschaltung eines weiteren Verfahrensschrittes direkt einer Zwirnmaschine vorgelegt werden. Durch Fachen und Zwirnen wird der Cordzwirn hergestellt, der dann die weiteren Stufen zur Gewebeherstellung durchläuft.

Der Spinnstreckprozeß spart also durch Vereinigung der Verfahrensschritte Spinnen und Strecken einen separaten Prozeß ein. Durch Anwendung hoher Aufspulgeschwindigkeiten wird er zudem sehr wirtschaftlich.

Die verstreckten Rohgarne erfüllen hohe Qualitötsanforderungen im Hinblick auf einen technisch verwertbaren Warenausfall im Gewebe.

Neben anderen Eigenschaften wird für den Einsatz als Reifencord vor allem eine hohe Reißfestigkeit, eine niedrige Reißdehnung und eine niedrige Bezugsdehnung des Rohgarns gefordert. Auch diese Bedingungen werden vom Erfindungsgegenstand erfüllt.

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- ver-

Die angegebenen Merkmale geben für jeden Schritt eine definierte Behandlung des Fadens vor, bezogen auf Fadentemperaturen, Fadenverweilzeiten und Fadenspannungen, so daß durch die Gesamtheit der Merkmale überraschend die angestrebten textlien Kenndaten erhalten werden. Es wurde gefunden, daß allein die Erwärmung des Fadens auf rotierenden Galettensystemen die definierteste Einstellung der zur Verstreckung und Temperaturbehandlung notwendigen Temperatur gestattet. Die Thermofixierung des Fadens bei Temperaturen ^160 C wird nach oben durch das Ankleben des Fadens im Bereich des Polymerschmelzpunktes an den Galetten gegeben. Die maximal einstellbare Temperatur liegt somit for PES höher als für PA-6. Bei herkömmlichen Verfahren läuft dann der Faden oftmals in eine Zone niedriger Spannung von < 0,2 g/dtex. Dadurch tritt eine erhebliche Schrumpfung des Fadens ein, abhängig von der Fadentemperatur· Zum Teil ist eine derartige Relaxation des Fadens gewünscht, weil dadurch die Neigung des fertigen Fadens zum Schrumpfen in Heißluft geringer wird, d.h. ein Faden mit niedrigem Heißluftschrumpfwert erhalten wird. In herkömmlichen Prozessen werden Relaxationsspannungen von ==0,15 g/den angewendet zur Einstellung von Heißluftschrumpfwerten (bei 160 ⁰C) von ^4 %. Damit geht jedoch ein starker Anstieg der Bezugsdehnung einher, der für den technischen Anwendungsbereich nicht wünschenswert ist. Die Beschränkung der RelaxationsSpannung auf^?0,2 g/dtex ist somit eine Voraussetzung, um bei niedrigem Heißluftschrumpf eine niedrige Bezugsdehnung zu erhalten.

Um eine Relaxation weitgehend auszuschließen, werden Spannungen von^t1,0 g/dtex eingestellt. Dadurch werden Garne mit niedriger Reißdehnung und niedriger Bezugsdehnung erhalten. Wird zur

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Thermofixierung die Auslaufgalette aufgeheizt, so tritt der aufgeheizte Faden nach Ablauf von dieser Galette direkt in einen Bereich niedriger Spannung, die im Hinblick auf das Aufspulen und einen stabilen Spulenaufbau im Bereich < 0,2 g/dtex üblicherweise eingestellt wird. Weil dann die Fadentemperatur weit größer als 110 ⁰C ist, ist die Folge eine starke Zunahme der Bezugsdehnung (Beispiel 6).

Aber auch bei unbeheizter Auslaufgalette transportiert der auf der Thermofixiergalette aufgeheizte Faden erhebliche Wärmemengen zu der Auslaufgalette. Bei Anwendung mittlerer Geschwindigkeiten < 2.200 m/min und Fixiertemperaturen von 190 - 250 ⁰C stellt sich auf herkömmlichen Aus laufgaletten eine Temperatur von 55 - 85 ⁰C ein. Bei Erhöhung der Geschwindigkeit kann diese Galettentemperatur bis 115 C ansteigen. Der ablaufende Faden hat dann eine relativ hohe Fadentemperatur und erfährt eine starke und unerwünschte Schrumpfung. Wird jedoch das Auslaufgalettensystem gekühlt, so sinkt auch die Fadentemperatur entsprechend ab und die Schrumpfneigung des Fadens wird weitgehend eingeschränkt.

Während die Erwärmung des Fadens durch Kontakt auf Galetten mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten erschwert wird, wird bei der Abkühlung unter den erfindungsgemäßen Bedingungen erstaunlicherweise ein positiver Effekt erreicht. Das vorzugsweise Auslauf-Galettensystem besteht dabei aus mindestens einer angetriebenen Galette und gegebenenfalls weiteren, nicht angetriebenen, frei gelagerten Rollen und einer Luftstrecke zwischen den rotierenden Aggregaten. Die LuftströmungsVerhältnisse, insbesondere in der Luftstrecke, ermöglichen einen besonderen Abkühleffekt, wenn die Gesamtverweilzeit mindestens 0,2 sec. be-

30 trägt.

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Schließlich beschreibt das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen Auslaufgalette und Wickler direkt den Schrumpf des Fadens und in Zusammenhang mit der zugehörigen Fadenspannung auch die Schrumpfneigung des Fadens auf dem Wickel. Dieses Verhältnis darf darum die angegebene Grenze nicht überschreiten. So beträgt dieses Verhältnis bei herkömmlichen Prozeßbedingungen mehr als 2,5 %, wenn eine üblicherweise eingestellte Aufspulspannung von < 0,2 g/dtex eingestellt wird. Nur bei erfindungsgemäß abgekühlten Fäden können dagegen niedrige Verhältnisse überhaupt verwirklicht werden. Diese Fäden haben dann eine geringere Schrumpfneigung und damit einen niedrigeren Wert der Bezugsdehnung.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann noch weiterhin in seiner Wirksamkeit dadurch verbessert werden, daß

- die Fäden nach dem Austritt aus der Spinndüse und vor dem Eintritt in die Kühlzone eine Heizzone durchlaufen,

- zur Präparierung des Fadens ein öl mit einem Wassergehalt von weniger als 5 %, insbesondere ein wasserarmes öl, eingesetzt und ohne Beheizung auf den Faden aufgebracht wird,

- das Auslauf-Galettensystem unbeheizt und insbesondere mir einer Zwangskühlung betrieben wird, die eine Oberflächentemperatur von *-_ 25 ⁰C ermöglicht,

- in der Umgebung des Auslauf-Galettensystems eine Kühlstrecke vorgesehen und mit einer Oberflächentemperatur von ^-^25 ⁰C betrieben wird, mit der die Fäden im Wärmeaustausch stehen,

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- daß die Verweilzeit der Fäden in der Kühlstrecke zu mindestens 0,4 see eingestellt wird,

- das Auslauf-Galettensystem in einer geschlossenen Atmosphäre untergebracht ist, deren Temperatur durch Zwangskühlung bei oder unterhalb von 4 5 C gehalten wird,

- die Fadenspannung der vom Galettensystem abgezogenen Fäden den Wert von 0,5 g/dtex nicht unterschreitet,

- das hinter der Verstreckzone liegende Galettensystem eine Temperatur von mindestens 160 ⁰C aufweist, und daß die Fadenspannung der abgezogenen Fäden den Wert von 1,0 g/dtex nicht unterschreitet,

- daß die Fäden noch vor der Aufspulung durch eine Verwirbelungseinrichtung zur Verbesserung des Fadenschlusses geführt werden.

Die Maßnahmen nach den einzelnen Unteransprüchen können noch dadurch verbessert werden, daß Anspruch 3 zusätzlich auf Anspruch 2, Anspruch 4 zusätzlich auf die Ansprüche 2 und 3, Anspruch 5 zusätzlich auf die Ansprüche 2, 3 und 4 und Anspruch 7 zusätzlich auf die Ansprüche 2 bis 6 rückbezogen werden.

Die Tendenz einiger durch das erfindungsgemäße Verfahren zu erhaltender Kenndaten und der Verfahrensablauf selbst werden anhand der Figuren 1 bis 4 und mehrerer Verfahrensbeispiele nachstehend näher erläutert. Die Kenndaten aller Beispiele sind in einer Tabelle am Schluß der Beschreibung zusammengefaßt.

Es zeigen:
Figur 1 ein bevorzugtes Verfahrensschema,

Figur 2 ein Diagramm über die Zusammenhänge von Bezugsdehnung (Ordinate) und Heißluftschrumpf (Abszisse) und

Figur 3 ein Diagramm über die Zusammenhänge von Bezugsdehnung (Ordinate) und Reißdehnung (Abszisse).

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In Figur 1 ist eine Spinndüse 1 mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen dargestellt, die in einem Spinnkopf 2 untergebracht ist. Fäden 3, die nachfolgend ein Fadenbündel oder Fadenkabel bilden, verlassen die Spinndüse und durchlaufen zunächst einen Nacherhitzer 4, der eine Heizzone 4a umschließt. An den Nacherhitzer 4 schließt sich ein Blasschacht 5 an, der eine Kühlzone 5a umgibt, in der die Fäden 3 durch Anblasen mit Blasluft in Richtung der Pfeile 6 gekühlt werden.

Unterhalb des Blasschachtes 5 ist ein Präparationssystem angeordnet, durch das auf die Fäden eine Präparation aufgetragen wird. Daran schließt sich ein erstes Galettensystem 8 ("erstes Duo") an, das als Einlaufgalettensystem bezeichnet werden kann und das auf die auf den Glasumwand-

lungspunkt bezogene Temperatur T_Q - 20⁰C bis T„ + 65°C aufgeheizt ist. Ober dieses sind die Fäden 3 geführt. Dem ersten Galettensystem folgt ein zweites Galettensystem ("zweites Duo"), das als Verstreckgalettensystem bezeichnet werden kann und über das die Fäden 3 gleichfalls geführt sind. Zwischen den Galettensystemen 8 und 9 liegt eine Verstreckzone "V". Das Galettensystem 9 ist dasjenige, dessen Galetten eine Temperatur von mehr als 110 C aufweisen und hinter dem die Fäden unter einer Fadenspannung von mindestens 0,2 g/dtex stehen.

Wenn, wie dargestellt, der Verstreckzone nur ein einziges Galettensystem 9 nachgeschaltet ist, dann erfüllt dieses zusätzlich die Bedingung, daß die betreffenden Galetten eine Temperatur von mindestens 160⁰C aufweisen.

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Dem Galettensystem 9 folgt ein Auslauf-Galettensystem 10 ("drittes Duo"), welches, wie die Galettensysteme 8 und 9 auch, als sogenanntes "Duo" ausgebildet ist, also aus zwei Galetten 10a und 10b besteht. Im Bereich des Galettensystems 10 wird eine Kühlstrecke 11 gebildet, die innerhalb eines Galettenkastens 12 liegt, welcher die Galetten 10a und 10b umschließt. Die Anordnung der Galetten 10a und 10b ist dabei so getroffen, daß die Verweilzeit der Fäden im Auslauf-Galettensystem 10 bzw. in der Kühlstrecke mindestens 0,2 see beträgt. Die Temperatur des Auslauf-Galettensystems 10 liegt bei höchstens 110 ⁰C.

Für die Aufspulung der Fäden 3 ist schließlich ein Aufspulsystem 13 vorgesehen, dessen Umfangsgeschwindigkeit, an der Stelle des auflaufenden Fadens gesehen, um nicht mehr als 2,5 % von der Umfangsgeschwindigkeit des Auslauf-Galettensystems 10 nach unten abweicht.

Beispiele:

Soweit in den nachstehenden Beispielen Kenndaten verwendet werden, liegen diesen die folgenden Meßverfahren zugrunde:

Die Reißfestigkeit und Reißdehnung wird mit üblichen Reißgeräten ermittelt. Die Bezugsdehnung wird dann aus dem Kraftdehnungsdiagramm des Fadens bestimmt. Sie ist definiert als die Dehnung, die zu einer Kraft von 4,85 g/dtex gehört.

Als Heißluftschrumpf wird der Schrumpf eines unbelasteten

Fadens ermittelt, der 10 Minuten lang 160 ⁰C heißer Luft aus setzt ist. Diese Methode ist besonders kritisch. Sie liefert

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höhere Heißluftschrumpfwerte als diejenige Methode, bei der der Faden unter Belastung der Heißluft ausgesetzt wird.

Beispiel T:

Polyamid-6 der relativen Viskosität (n - ) von 3,3 wurde bei 29 3 ⁰C geschmolzen und in einer Menge von 247 g/min durch eine Spinndüsenplatte mit 140 Löchern versponnen, wobei jedes Loch einen Durchmesser von 0,4 mm hatte.

Die austretenden Fäden durchliefen dann einen Nacherhitzer der Länge 600 mm und der Wandtemperatur von 300 ⁰C und anschließend einen 1.100 mm langen Blasschacht, in dem sie durch querströmende Luft der Geschwindigkeit von 0,8 m/sec abgekühlt wurden.

Danach wurde auf die Fäden mittels Rollen eine 99 %ige Präparation kalt aufgetragen, wobei die ölauflage des fertigen Rohgarns 1,1 % betrug. Die Fäden wurden dann bei einer Temperatur von 90 C und einem Verstreckverhältnis von 1:5,1 zwischen zwei Galettenduos verstreckt, auf dem zweiten Duo bei der Temperatur von 195 ⁰C thermofixiert, über das mit einer Geschwindigkeit von 2.805 m/min laufende unbeheizte Auslauf-Galettensystem, auf dem eine Temperatur von 45 C eingestellt war, und die Kühlstrecke mit einer Lufttemperatur von 40 C geführt und schließlich bei einer Geschwindigkeit von 2.740 m/min aufgespult.

Ohne zugelassenen Schrumpfbetrag zwischen Duo 2 und 3 betrug die Fixierspannung 2,1 g/dtex, die Aufspulspannung betrug

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-VT-

150 g, wobei der Titer des aufgespulten Fadens.940/140 dtex betrug. Die Verweilzeit der Fäden im Auslauf-Galettensystem betrug 0,72 see.

Es traten keine VerstreckstöruRgen auf, die textlien Kenndaten sind in der Tabelle zusammengestellt. Bei hoher Festigkeit wurde eine niedrige Reißdehnung und eine niedrige Bezugsdehnung erhalten.

Beispiel 2:

PA 6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und spinngestreckt wie im Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, daß die Temperatur des Auslauf-Galettensystems auf 60 C eingestellt wurde und die Kühlstreckentemperatur 32 C betrug. Die in der Tabelle angegebenen textlien Kenndaten weisen eine weitere Verbesserung der Bezugsdehnung aus. Die Reißfestigkeit ist jedoch etwas niedriger und die Reißdehnung etwas höher.

Beispiel 3:

PA 6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und spinngestreckt wie im Beispiel 2, jedoch mit dem Unterschied, daß als Auslauf-Galettensystem zwei irit derselben Geschwindigkeit laufende Galettenpaare eingesetzt wurden, wobei das zuerst vom Faden durchlaufene Paar eine Temperatur von 60 ⁰C, das zweite eine solche von 34 ⁰C und die Kühlstrecke eine Temperatur von 23 C aufwies. Die Verweilzeit in diesem System betrug 2,7 see. Die Fadenherstellung wies keine Vers treckstjrungen auf und war durch eine niedrige Reißdehnung und niedrige Bezugsdehnung bei hoher Reißfestigkeit gekennzeichnet.

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■ - JW -

Beispiel 4 CVergleichsbeispiel):

Polyamid-6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und präpariert wie im Beispiel 1. Die Fäden wurden dann bei einer Temperatur von 90 ⁰C und einem Verstreckverhältnis von 1:5,1 zwischen zwei Galettenduos verstreckt, auf dem zweiten Duo bei einer Temperatur von 195 ⁰C thermofixiert, über das mit einer Geschwindigkeit von 2.805 m/min laufende Auslauf-Galettenduo, welches nicht beheizt wurde, geführt und schließlich bei einer Geschwindigkeit von 2.675 m/min aufgespult.

Die Temperatur der Aus laufgaletten stellte sich nach einer Einlaufzeit von einigen Sekunden auf eine Oberflächentemperatur von 112 ⁰C ein. Die Verweilzeit der Fäden auf diesen Galetten betrug 0,15 see. Ohne zugelassenen Schrumpfbetrag zwischen Duo 2 und 3 betrug die Fixierspannung 2,1 g/dtex. Die Aufspulspannung betrug 150 g. Die derart hergestellten Fäden zeigten eine starke Schrumpfneigung beim Aufspulen, was den Spulenaufbau negativ beeinflußte. Sie waren durch eine niedrige Festigkeit und eine höhere Reißdehnung gekennzeichnet. Die Bezugsdehnung war wesentlich höher als bei den vorangegangenen Beispielen.

Beispiel 5:

Polyamid-6 der relativen Viskosität (n , ) von 2,8 wurde bei 284 ⁰C geschmolzen und in einer Menge von 247 g/min durch eine Spinndüsenplatte mit 140 Löchern versponnen, wobei jedes Loch einen Durchmesser von 0,4 mm hatte. Die austretenden Fäden durchliefen dann einen 1.700 mm langen Blasschacht, in dem sie durch

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querströmende Luft der Geschwindigkeit von 0,6 m/sec abgekühlt wurden. Danach wurde auf die Fäden mit Rollen eine 99 !ige Präparation kalt aufgetragen, wobei die ölauflage des fertigen Rohgarns 0,8 % betrug.

Die Fäden wurden dann bei einer Temperatur von 90 C und einem Streckverhältnis von t: 5, T zwischen zwei Galettenduos verstreckt, auf dem zweiten Duo bei einer Temperatur von 195 C thermofixiert, über das mit einer Geschwindigkeit von 2.805 m/min laufende unbeheizte Auslauf-Galettensystem geführt und schließlich bei einer Geschwindigkeit von 2.790 m/min aufgespult. Die Auslaufgaletten waren mit Hilfe einer Wasserkühlung auf eine Temperatur von 23 C eingestellt. Die Kühlstrecke wies eine Lufttemperatur von 20 C auf. Die Verweilzeit im Auslauf-Galettensystem betrug 1,6 see. Bei einer Relaxationsspannung von 0,22 g/dtex zwischen Duo 2 und 3 und einer Aufspulspannung von 15Og wurde ein Titer von 940/140 dtex hergestellt.

Die derart hergestellten Fäden waren durch einen Heißluftschrumpf von 3,5 % und eine Bezugsdehnung von 8,5 % gekennzeichnet. Die Reißdehnung lag bei 19,8 %.

Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel):

PA 6-Fäden wurden mit denselben Bedingungen gesponnen und spinngestreckt wie in Beispiel 5, jedoch mit dem Unterschied, daß die Auslaufgalette auf eine Temperatur von 195 ⁰C eingestellt war, die Fadenverwei1zeit 0,15 see betrug und die Wicklergeschwindigkeit 2.635 m/min betrug.

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- ier-

Derart hergestellte Fäden hatten bei einem mit Beispiel 5 vergleichbaren Heißluftschrumpf von 3,7 % eine wesentlich höhere Bezugsdehnung von 12 I. Die Reißdehnung lag deutlich höher bei 24 %.

5 Beispiel 7:

Polyester der relativen Viskosität (η. ) von 0,68 wurde bei einer Temperatur von 305 C geschmolzen und in einer Menge von 307 g/min durch eine Spinndüsenplatte mit 192 Löchern versponnen, wobei jedes Loch einen Durchmesser von 0,4 mm hatte. Die austretenden Fäden durchliefen dann eim· 1.700 mm langen Blasschacht, in dem sie durch querstiönu ; Luft der Geschwindigkeit von 0,6 m/sec abgekühlt win·'»: Danach wurde auf die Fäden mittels Rollen eine· 9') Präparation kalt aufgetragen, wobei die iJlauilap

15 fertigen Rohgarns 0,7 % betrug.

Die Fäden wurden dann bei einer Temperatur von 115 ⁰C und einem Verstreckverhältnis von 1:6,1 zwischen zwei Galettenduos verstreckt, auf dem zweiten Duo bei einer Temperatur von 2 20 ⁰C thermofixiert, über das mit einer Geschwindigkeit von 3.050 m/min laufende unbeheizte Auslauf-Galettensystem, auf dem eine Temperatur von 45 ⁰C eingestellt war, und die Kühlstrecke mit einer Lufttemperatur von 38 ⁰C geführt und schließlich bei einer Geschwindigkeit von 2.990 m/min aufgespult.

Bei einem zugelassenen Schrumpfbetrag zwischen Duo 2 und dem Auslaufsystem - entsprechend einer Relaxationsspannung von 0,2 g/dtex und bei einer Aufspulspannung von 170 g - wurde ein

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BAD ORIGINAL

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Faden des Titers 1100/192 dtex hergestellt. Die Verweilzeit des Fadens im Auslaufsystem betrug 0,22 sec. Es traten keine Verstreckstörungen auf. Bei einem Heißluftschrumpf von 3,5 % wurde eine Bezugsdehnung von 7,6 % erhalten. Die Reißdehnung lag bei 13,5 % .

Anschließend wurde bei sonst konstanten Bedingungen der zugelassene Sqhrumpfbetrag zwischen Duo 2 und dem Auslaufsystem geändert. Die Fixierspannung wurde bis zu einem Betrag von 1,2 g/dtex erhöht.

Dadurch lassen sich Garne mit beliebig niedrigen Bezugsdehnungen bis etwa 5 % und niedrigen Reißdehnungen erhalten, wie Figur 2 zeigt, in der auf der Abszisse der Heißluftschrumpf und auf der Ordinate die Bezugsdehnung, jeweils in Prozent, aufgetragen sind. Es ist zu erkennen, daß allerdings mit niedrigen Bezugsdehnungen der Heißluftschrumpf ansteigt. In Figur 3 sind auf der Abszisse die Reißdehnung und auf der Ordinate die Bezugsdehnung, jeweils in Prozent, aufgetragen. Die Darstellungen entsprechen Beispiel 7, gelten also für Polyester.

20 Beispiel 8 (Vergleichsbeispiel):

Polyesterfäden werden unter denselben Bedingungen gesponnen und spinngestreckt wie im Beispiel 7, jedoch mit dem Unterschied, daß sich die unbeheizte Auslaufgalette nach einer Einlaufzeit von wenigen Sekunden auf eine Temperatur von 115 ⁰C erwärmte.

130066/0107 22 -

<***- 1/7803

Bei etwa gleichem Heißluftschrumpfwert wie im Beispiel 7 wurde eine wesentlich höhere Bezugsdehnung von 9,9 % erhalten. Die Reißfestigkeit ist auch deutlich niedriger ausgefallen.

- Tabelle -

- Figuren 1 bis

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Tabellarisch_zi^ainii)engefaßte_VerfahTensbeisgiele

Beispiel Nr.

Erfindung/Vergleich

Erfindung Vergleich Erfindung Vergleich Erfindung Vergleich

Polymer
Titer (dtex)

Geschw. - (m/min)

- Aus lauf galetten 10

- Aufspulsystem 13

Verstreckverh. 1:
zug. Schrumpfbetras % Temp. Galettensystem 8 C Galettensystem 9 ⁰C Aus laufgalette 10 ⁰C Galettenkasten ⁰C

Fixierspannung g/dtex

Aufspulspannung g

Verweilzeit d. Fadens im Auslaufsystem sec.

Garrikenndaten:

PA 6 940/140

.805

.740

5,1

90

195

45

40

2,1 .150

0,72

60/34 23

2.675

112

0,15

2.790

23
20

0,22

1,6

2.635

195

0,15

PES
1100/192

3.050 2.990

6,1 5

115

220

0,2

170

0,22

2.925

- Bezugsdehnung	O ύ	g/dtex	8	,3	8,0	•7 /	,0	10	,0	8	,5	12	,2	7,6	9	,9	O
- Reißdehnung	0. 0	%	18	,4	19,0	17	,8	22		19	,8	24	,7	13,5	16		CD
- Reißfestigkeit	9	,0	8,5	9	,1	8	,3	7	,8	7	7,7	6	,9
Heißluftschrumpf	7	,9	7,8	8	,2	8	,0	3	,5	3	3,5	3	,6

Claims

EWALD OPPERMANN 10. Mi 1980 PATENTANWALT AM WIESENGRUNO 35 1/7803 OFFENBACH {MAIN) ' ^ Π ? fi Δ ξ TELEFON 864006 *» W Z. U H vi - ZK-PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung hochfester technischer Garne, insbesondere aus Polyamid- und Polyesterfäden mit niedriger Bezugsdehnung durch Spinnstrecken, wobei die aus der Spinndüse austretenden Fäden in einer Kühlzone durch Anblasen mit Blasluft abgekühlt werden, worauf sie über ein Präparationssystem geführt und anschließend in direktem Verlauf über mehrere Galettensysteme verlegt werden, wobei die Fäden zwischen mindestens zwei Galettensystemen in mindestens einer Verstreckzone verstreckt werden und auf mindestens einem Galettensystem einer Temperatur von ^ 160 °C ausgesetzt werden und schließlich über ein Auslauf-Galettensystem laufen, bevor sie mit einer Geschwindigkeit ;r>- 2.200 m/min aufgespult werden, dadurch gekennzeichnet, daß
a) das vor der mindestens einen Verstreckzone liegende Galettensystem auf eine konstante Temperatur zwischen T_n - 20⁰C und T_n + 65⁰C aufgeheizt wird, wobei T_r die

b b b

Temperatur für den Glasumwandlungspunkt ist, und die Fäden ohne Zuhilfenahme feststehender Verstreckhilfsmittel verstreckt werden,

b) die hinter der mindestens einen Verstreckzone liegenden Galettensysteme eine Temperatur von mehr als 110 C aufweisen und die Fadenspannung der Fäden nach Ablauf von diesen Galettensystemen den Wert von 0,2 g/dtex nicht

unterschreitet,

c) die Verweilzeit der Fäden im Auslauf-Galettensystem zu mindestens 0,2 see gewählt wird,

d) die Aufspulgeschwindigkeit der Fäden nicht mehr als 2,5 % von der Umfangsgeschwindigkeit des Auslauf-Galettensystems nach unten abweicht, und daß

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_ Λ-

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e) die Temperatur des Auslauf-Galettensystems auf einen Wert von ==110 °C eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden nach dem Austritt aus der Spinndüse und vor dem Eintritt in die Kühlzone eine Heizzone durchlaufen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Präparierung des Fadens ein öl mit einem Wassergehalt von weniger als 5 %, insbesondere ein wasserarmes öl, eingesetzt und ohne Beheizung auf den Faden aufgebracht

10 wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslauf-Galettensystem unbeheizt und insbesondere mit einer Zwangskühlung betrieben wird, die eine Oberflächentemperatur von ^= 25 C ermöglicht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umgebung des Auslauf-Galettensystems eine Kühlstrecke vorgesehen und mit einer Oberflächentemperatur von =ξξ 25 ⁰C betrieben wird, mit der die Fäden im Wärmeaustausch stehen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Fäden in der Kühlstrecke zu mindestens 0,4 see eingestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Auslauf-Galettensystem in einer geschlossenen

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Atmosphäre untergebracht ist, deren Temperatur durch

Zwang:

wird.

Zwangskühlung bei oder unterhalb von 45 °C gehalten

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannung der vom Galettensystem abgezogenen Fäden den Wert von 0,5 g/dtex nicht unterschreitet.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hinter der Veistreckzone liegende Galettensystem eine Temperatur von mindestens 160 C aufweist und daß die Fadenspannung der abgezogenen Fäden den Wert von 1,0 g/dtex nicht unterschreitet.

TO. PA 6-Garn, gekennzeichnet durch eine Reißdehnung von <19 % und eine Bezugsdehnung von ^E. 8,5 %.

11. PA 6-Garn, gekennzeichnet durch einen Heißluftschrumpf von ^: 4 % und eine Bezugsdehnung von -^ 8,5 I.

12. PES-Garn, gekennzeichnet durch einen Heißluftschrumpf von z^ 4 I und eine Bezugsdehnung von ^T9 %.

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