DE3026451C2

DE3026451C2 - Verfahren zur Herstellung hochfester technischer Garne durch Spinnstrecken und Verwendung von durch das Verfahren hergestellten Garnen

Info

Publication number: DE3026451C2
Application number: DE3026451A
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 6051 Dietzenbach Koschinek; Dietmar Dipl.-Phys. 6450 Hanau Wandel
Original assignee: Davy Mckee Ag 6000 Frankfurt; Davy McKee AG
Current assignee: Davy McKee AG
Priority date: 1980-07-12
Filing date: 1980-07-12
Publication date: 1985-03-14
Also published as: DE3026451A1; IN154437B; US4374797A; CH657156A5

Description

wobei die Fäden auf mindestens einem der Streckgalcttcnsystemc einer Temperatur ausgesetzt werden, die gleich oder größer als 160°Cist, dadurch gekennzeichnet, daß

d) der Äufspuivorgarig bei einer Geschwindigkeit gleich oder größer als 2200 rn/rnin erfolgt,

e) das Auslauf-Galettensystem mit einer Zwangskühlung betrieben wird, die die Oberflächenlempcratur auf maximal 60⁰C begrenzt,

f) die Aufspulgeschwindigkeit der Fäden nicht mehr als 23% nach unten von der Umfangsgeschwindigkeit des Auslauf-Galettensystems abweicht.

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

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daß zur Präpaiicrung der Fäden ein Öl mit jo einem Wassergehalt von weniger als 5%, insbesondere ein wasserarmes öl, eingesetzt und ohne Beheizung auf die Fävijn aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Ansprvh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Obcrflächcniempcratur des Auslaiif-Galettensystems auf maximal 25°C begrenzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnetdnß das Auslauf-Galeticnsyslem in einer geschlossenen Atmosphäre untergebracht ist, deren Temperatur durch Zwangskühlung bei oder unterhalb von 45"C gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwcil/eit der Fäden im Auslauf-Galcitensystem mindestens 0,4 s beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden vom Slrcekg&'.cUcnsysicm mit einer Fadenspannung von mindestens 0,5 g/dlcx abgezogen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hinter der Versircckzonc liegende Streckgalettensystem eine Temperatur von mi.Tdcslens IbO⁰C aufweist, und daß die Fäden von diesem Streckgalettensystem mit einer Fadenspannung von mindestens !,0 g/dlcx abgezogen werden.

9. Verwendung von PA 6-Garn mit einer RciBdchnung von £ 19% und einer Bezugsdehnung von £8.5%. hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 8. für den Einsatz bei Gurten. Bändern und Beschichtungsge weben.

10. Verwendung von PA 6-Garn mit einem llcißlul'lschrumpf von <4% und einer Bezugsdehnung von <8.5%. hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche I b'S 8. für den Einsatz bei Gurten, Bändern und Beschichtungsgcweben.

v> II. Verwendung von PES-Garn mit einem Heiühil!.schrumpf von <4% und einer Bezugsdehnung von

£9%, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 8, für den Einsatz bei Gurien, * Bändern und Beschichtungsgeweben.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung hochfester technischer Garne, insbesondere uus Polyamid- und Polyesterfäden mit niedriger ßc/.ugsdchiuing durch Spinnslrcckcn nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I,vgl. BE-PS7 67 204.

wi Für den Einsatz bei Gurten, Bändern und Bcschichitiiigsgcwgbcn muli der llcißlufischrumpf niedrig sein, wobei gleichzeitig eine möglichst niedrige ßczugsdchiiunj.' aii/usircben ist.

Werden die Rohgarnc aus Polyamid oder aus Polyester hergestellt, so stellen sich in den verschiedenen Verarbeitungsstufen unterschiedliche Fadcnsirukturcn ein. Der direkt im Spinnprozeß versteckte Faden durchlauf! andere Kristallmodifikationen als ein auf einer Sireckmaschine hergestellter Faden, der aus einem gclagerh". ten Spinnfaden entsteht (Literaturstellc »Angewandte Chemie«. 74. lahrgang 1962. Nr. 15, S. 566: Spinnprozcß und Kristallstruktiircn von Perlonfädcn).

Außerdem wiril mit höheren Prodiikiionsgeschwindigkeitcn die gleichmäßige Tcmperuturüberlriigimg auf den Faden schwieriger. Höhere Geschwindigkeiten bedeuten aber auch geringere Konlakl/.citen des Fadens mit

den Heizsyslemen. so dall die Aufheizung des Fadens auf bestimmte Temperaturen problematischer wird. Temperatur- und Struklurbedingungen bestimmen aber enlseheideiid die erreichbaren textlien Fadenqualitäten.

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

Durch die DE-OS 14 35 467 ist ein Verfahren /um .Spinnstrecken von PES (PES = Abkürzung für Polyester) --. mit Geschwindigkeiten von 1000—4000 m/min bekannt. Diese Veröffentlichung geht von einer Teniperaiurbi· handlung des Spinnfadens bei bestimmten Verweil/eilen vor der Versiieekung aus. Verfahrensparanieier fiii das Verstrecken und Thermofixieren, wie 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 34 52 131 und die DE-OS 19 12 299 sind Verfahren zum Spinnstrecken von Polyamid bekannt, bei denen zusätzliche Streckhilfsmittel eingesetzt werden. Im Falle der Dampfdüse besieht 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 Verwcilzeiten — Verstreckstörungen zur Folge haben kann.

Die Anwendung eines festen Streckstiftes ist vom konventionellen Streckprozeß bekannt uund 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 Produktionsgescitwindigkeiten mit Hilfe von feststehenden Verstreckhilfsmii'-eln verstreckt und werden zur Erhöhung der Produktivität insbesondere mehr als ein Faden in derselben Spinnstreckposition verarbeitet, so besteht die Gefahr des ungleichmäßigen Streckverhaltcns insbesondere zwischen den Fäden verschiedener Positionen.

Durch die US-PS 37 90 995 ist ein Verfahren zum Spinnstöcken von PES bei Geschwindigkeiten > 1800 m/ min bekannt, wobei die Galettenoberflächen 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 40 03 974 ist ein Verfahren zum Spinnstrecken von PES bekannt, bei dem die Fäden bei 225—250⁰C thermofixicrt und bei einer Spannung 0,09—0,15 g/den relaxiert werden, wobei die Geschwindigkeit beispielhaft 1829 m/min beträgt. Eine Lehre für das Arbeiten bei höheren Geschwindigkeiten ist nicht zu ziehen. So lassen die angegebenen Temperaturen keine weitere Steigung zu, da dann im Bereich des Polymer- js Schmelzpunktes bereits ein Verkleben der Fäden auf den Galetien 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.

Bei Anwendung von Relaxalionsspannungen <0,2 g/dtcx auf die aufgeheizten thermofixiertcn Fäden, entweder zwischen beheizten Galetten oder zwischen der beheizt· η Auslaufgalette und der Aufspuleinheit mit entsprechend unterschiedlichen Geschwindigkeiten, entsteht eine starke Fadenschrumpfung, die zwar einen niedrigeren Heißiuftsehrumpfwert, aber einen hohen Wert der Bezugsdehnung zur Folge hat. Bei den bekannten Verfahren läuft ein aufgeheizter thermofixierier Faden über die unbeheizte Auslaufgalette auf die Aufspuinülse oder — wenn diese letzte Galette zur Fixierung eingesetzt wurde — direkt auf die Aufspulhülsc. Der Faden kaiiP nicht ausreichend schnell abkühlen und hat dann noch eine Schrumpftendenz, 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.

Durch die BF.-PS 7 67 204 ist unter anderem ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I bekannt, d.h. ein Vcrfahion bei dem sich an das Streckgalcttensyslem ein Auslauf-Galettensystem anschließt. Während die Umfangsgeschwindigkeit des Auslauf-Galcltcnsyslems mit 2080 m/min angegeben wird, ist die Aufspulgcschwindigkcii der Fäden nicht angegeben. Üblicherweise arbeitet man jedoch mit Aufspulgeschwindigkeiten, die um deutlich mehr als 2,5% nach unten von der Umfangsgeschwindigkeit des Auslauf-Galettensystems abweichen. Hierbei sind die Auslauf-Galetten unbchcizt, und es kann aufgrund der hohen Oberflächentemperatur der Streckgaletlen von 250"C unterstellt werden, daß die Auslaufgi'.etten durch den Wärn.etransport mittels der Fäden auf Temperaturen deutlich oberhalb b0°C aufgeheizt werden. Infolgedessen haben die Fäden zwischen dem Auslauf-Ga'eliensystem und dem Aufspulaggregat noch eine Temperatur, die keine Rückschlüsse auf die Verhältnisse zwischen der Fadenabzugsspannung und der Differenz zwischen der Aufspulgeschwindigkeit und der Umfangsgeschwindigkeit des Auslauf-Galettensysteiiis zuläßt. Die Folgen sind eine verhältnismäßig hohe Reißdehnung von 14,5% bei einer gleichzeitig hohen Bezugsdehnung von 10,3% und t>o einem Heißluftschrumpf von 4,2%. Es wird betont, daß diese Werte im Zusammenhang zu sehen sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum .Spinnstrecken von hochfesie.i technischen Garnen anzugeben, das trotz hoher Produktionsgeschwindigkeiten /.u qualitativ hochwertigen Garnen mit niedriger Reißdehnung und niedriger Bezugsdehnung oder mit niedrigem Heißluftschrumpf und niedriger Bc/.iigsdehnung führ'.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß durch die im Kcnri/.eichcr des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch Aufspulgeschwiridigkeiten, die gleich oder größer als 2200 m/min sind, wird eine wirtschaftliche Ferti-

gung technischer Garne ermöglicht. Durch die Begrenzung der Obcrflächcniempcratur des Auslauf-Galcltensystems durch eine Zwangskühlung auf maximal 60"C wird eine unzulässige Aufhci/.iing des Auslauf-Galcttcnsystcms durch den Wärmetransport der Fäden von dem vorgeschalteten Strcekgaletlcnsystcm wirksam verhindert, so daß die Fäden das Auslauf-Galcttcnsystcm mit ihrer endgültigen Beschaffenheit verlassen. Durch die Begrenzung der Abweichung der Aufspulgcschwindigkcii der Fäden um nicht mehr als 2,5"/o nach unten von der Umfangsgeschwindigkeit des Auslauf-Galettensystcms werden Fäden mit den gewünschten und weiter unten beschriebenen Eigenschaften erreicht.

Die Spulenwickel der derart hergestellten Fäden können ohne Einschaltung eines weiteren Vcrfahrensschriites direkt einer Zwirnmaschine vorgelegt werden. Durch Fachen und Zwirnen wird der Cordzwirn hergestellt.

ic. der dann die weiteren Sufen zur Gewebeherstellung durchläuft.

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

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

ij 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 von den erfindungsgemäß hergestellten Fäden erfüllt.

Die angegebenen Merkmale geben für jeden Schritt eine definierte Behandlung des Fadens vor, bezogen auf Fadentemperaturen, Kadenverweiizeiten und Fadenspannungen, so daß durch die Gesamtheit der fvierkmaie überraschend die angestrebten textlien Kenndaten erhalten werden. Es wurde gefunden, daß allein die Erwärmung des Fadens auf rotierenden Galcttensystemen die definicrlcstc Einstellung der zur Vcrstrcekung und Temperaturbehandlung notwendigen Temperatur gestaltet. DicThcrniofixierung des F'adens be· ~\ cmperaturen >160°C wird nach oben durch das Ankleben des Fadens im Bereich des Polymerschmclzpunktes an den Galetten gegeben. Die maximal einstellbare Temperatur liegt somit für PES höher ;ils für ΡΛ-6. Bei hcrkömmlichen 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 Heißluftschrumpfwe.-t erhalten wird. In herkömmlichen Prozessen werden Relaxationsspannungen von <O,I5 g/den angewendet zur Einstellung von Heißluftschrumpfwerten (bei I6O^CC) von <4 '■->. Damit geht jedoch ein starker Anstieg der Bezugsdehnung einher, der für den technischen Anwendungsbereich nicht wünschenswert ist. Die Beschränkung der Rclaxstionsspannung 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 > 1.0 g/dtex eingestellt. Dadurch werden Garne mil niedriger Reißdehnung und niedriger Bezugsdehnung erhalten. Wird zurThermofixierungdic

J5 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 Spulcnaufbau im Bereich <0.2 g/dtex üblicherweise eitigesicili wird. Weil uäfiiidic· FäuC-riiempcraiurwcit größer sls ' 10' C ist. ;si die Felge eine starke Zunahme der Bezugsdehnung (Beispiel 6).

Aber auch bei unbehcizter Auslaufgalette transportiert der auf der Thermofixicrgalcitc aufgeheizte Faden erhebliche Wärmemengen zu der Auslaufgalette. Bei Anwendung mittlerer Geschwindigkeiten <2200 m/min und Fixiertemperaturen von 190—250⁰C stellt sich auf herkömmlichen Auslaufgalcttcn eine Temperatur von 55—85⁰C ein. Bei Erhöhung der Geschwindigkeit kann diese Galcttentemperatur bis 115°C ansteigen. Der ablaufende Faden hat dann eine ralativ hohe Fadenlcniperatiur 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 Galetlcn mit hohen Produktionsgcschwindigkcitcn erschwert wird, wird bei der Abkühlung unter den erfiudungsgcmäßen Bedingungen erstaunlichcrwcisc ein positiver Effekt erreicht. Das vorzugsweise verwendete Auslauf-Galettensystcm besteht dabei aus mindestens einer angetriebenen Galette und gegebenenfalls weiteren, nicht angetriebenen, frei gelagerten Rollen und einer Luftstrecke zwischen den rotierenden Aggregaten. Die l.uftströmungsverhältnisse. insbesondere in der I -jftstrecke, ermöglichen einen besonderen Abkühleffckt, wenn die Gcsamtvcrweilzcit mindestens 0,2 see. beträgt.

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

,5 beträgt dieses Verhältnis bei herkömmlichen Prozeßbedingungen mehr als 2,5%, wenn eine üblicherweise eingestellte Aufspulspannung von <0,2 g/dtex eingestellt wird. Nur bei erfindungsgcmüß 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 der Fäden ein Öl mit einem Wassergehalt von weniger als 5%, insbesondere ein wasserarmes öl. eingesetzt und ohne Beheizung auf die Fäden aufgebracht wird.

tr. — die Oberflächcnicmperatur des Auslauf-Galettensystcms auf maximal 25'C begrenzt wird,

— das Auslauf-Guletlcnsysiem in einer geschlossenen Atmosphäre untergebracht ist, deren Temperatur durch Zwnngskühlung bei oder unterhalb von 45° C gehalten wird.

— die Verweilzeit der Fäden im Auslauf-Galettensysteni mindestens 0.4 s beträgt.

— die Fäden vom Streckgalettensystcm mil einer Fadenspannung von mindestens 0.5 g/dtex abgezogen werden,

— das hinter der Verstreckzone liegende Slreekgaletlcnsystcin eine Temperatur von mindestens 160⁰C aufweist, und Jaß die Riden von diesem Streckgalcltcnsystcm mil einer Fadenspannung von mindestens

1,0 g/dtcx abgezogen werden, i

— die Fäden noch vor dem Aufspulen durch eine Verwirbelungseinrichiung zur Verbesserung des Fadenschlusses geführt werden.

Die Ergebnisse können noch dadurch verbessert werden, dall die Maßnahmen nach mehreren der Unteransprüche gemeinsam angewandt werden.

Die Tendenz einiger durch das erfindu:;gsgeinäße Verfahren zu erhaltender Kenndaten und der Verfahrcnsablauf selbst werden anhand der 1·' i g. I bis i und mehrerer Verfahrensbeispicle nachstehend näher erläutert. Die Kenndaten aller Beispiele sind in einer Tabelle am Schluß der Beschreibung zusammengefaßt.

En zeigt

F i g. 1 ein typisches Verfahrcnsschema, ι<;

Fig. 2 ein Diagramm über die Zusammenhänge von Bezugsdehnung (Ordinate) und Heißluftschrumpf (Abszisse), und

Fig. 3 ein Diagramm über die Zusammenhänge von ßeziigsdehiHing (Ordinate) und Rcißdehiiting (Abszisse).

in \> ι σ, ι j«ji ninn Spinndüse ! mil einer Vielzuh! V'-ϊΠ Diisenbohi'iuyc!"! dar"es'.c!!t. die in cinern Spinnkopf 2 untergebracht ist. Fäden 3, die nachfolgend ein Fadenbündel oder Fadenkabel bilden, verlassen die Spinndüse und durchlaufen zunächst einen Naeherhilzer4, der eine Heizzonc4a umschließt. Anden Nacherhitzer 4 schließt sich ein Blasschacht 5 an, der eine Kühlzone 5.7 umgibt, in der die Fäden 3 durch Anblasen mit Blasluft in Richtung der Pfeile6 gekühlt werden.

Unterhalb des Blasschachtes 5 ist ein Präparationssystem 7 angeordnet, durch das auf die Fäden eine Präparation aufgetragen wird. Daran schließt sich ein erstes C lalettcnsystem 8 (»erstes Duo«) an, das als Einlaufgalettensystem bezeichnet werden kann und das auf die auf den Glasumwandlungspunkt bezogene Temperatur T₁;

— 20"C bis Tc, +65"C" aufgeheizt ist. Über dieses sind die Faden 3 geführt.

Dem ersten Galcttensysicm folgt ein zweites Galeiiensystcm 9 (»zweites Duo«), das als Verstreckgalettensysiem bezeichnet werden kann und über das die Fäd^n 3 gleichfalls geführt sind. Zwischen den Galettensystemen 8 und 9 liegt eine Verslrcckzonc »V«. Das Galettensystem 9 ist dasjenige, dessen Galetten eine Temperatur von jo ine¹;" 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 160³C aufweisen.

Dem Galettensyslem 9 folgt ein Auslauf-Galettensystem 10 (»drittes Duo«), welches, wie die Galcttensysteme 8 und 9 auch, als sogenanntes »Duo« ausgebildet ist, also aus zwei Galetten 10a und 106 besteht. Im Bereich des Galettensystems 10 wird eine Kühlstrecke 11 gebildet, die innerhalb eines Galettenkastens 12 liegt, welcher die Galetten 10a und 10f> umschließt. Die Anordnung der Galetten 10a und 1Oi¹ 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-Galettensyslems 10 liegt bei höchstens 60"C.

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-Galettensystcms 10 nach unten abweicht.

45 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 160⁰C heißer Luft ausgesetzt ist. Diese Methode ist besonders kritisch. Sie liefert höhere Heißluftschrumpfwerte als diejenige Methode, bei der der Faden unter Belastung der Heißluft ausgesetzt wird.

Beispiel 1

Polyamid-6 der relativen Viskosität (#/„./) von 33 wurde bei 293"C 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 300⁰C und anschließend einen 1100 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 ölaufiage 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 Galeilenduos verstreckt, auf dem zweiten Duo bei der Temperatur von 195°C thermofixiert, über das mit einer Geschwindigkeit von 2805 m/min laufende unbeheizte Auslauf

Galcttcnsystcm, 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 2740 rumin aufgespult.

Ohne zugelassenen Schrumpfbetrag zwischen Duo 2 und 3 betrug die Fixierspannung 2.1 g/dtcx, die Aufspulspannung betrug 150 g, wobei der Titcr des aufgespulten Fadens 940/140 dlcx betrug. Die Verweil/eil der Fäden "> im Auslauf-Galettensystem betrug 0,72 see.

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

Beispiel 2

PA6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und spinngesireckl wie im Beispiel 1. jedoch

mit dem Unterschied, daß die Temperatur des Auslauf Galetlcnsystems auf b0"C eingestellt wurde und die Kühlstrcckentemperatur 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

r> höher.

Beispiel 3 PA fi-Färtfn wurden iinlpr Hpnsplhpn RpHinuiinffpn ofinnnnon iinrl sninnupslrerkl wii· im Beisniel 2. icdoeh

>o mit dem Unterschied, daß als Auslauf-Galettensystem zwei mit derselben Geschwindigkeit laufende Galettenpaare eingesetzt wurden, wobei das zuerst vom Faden durchlaufene Paar eine Temperatur von 60"C, das zweite eine solche von 34"C und die Kühlstrecke eine Temperatur von 23"C aufwies. Die Verweilzeit in diesem System betrug 2,7 see. Die Fadenherstcllung wies keine Verstreckstörungen auf und war durch eine niedrige Reißdehnung und niedrige Bezugsdehnung bei hoher Reißfestigkeit gekennzeichnet.

Beispiel 4
(Vergleichsbeispiel)

Polyamid-6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und präpariert wie im Beispiel 1. Die

jo Fäden wurden dann bei einer Temperatur von 90⁰C und einem Vcrstrcckverhällnis von 1 :5,ί zwischen zwei Galettenduos verstreckt, auf dem zweiten Duo bei einer Temperatur von 195" C thermofixiert, über das mit einer Geschwindigkeit von 2805 m/min laufende Auslauf-Galettcnduo. welches nicht beheizt wurde, geführt und schließlich bei einer Geschwindigkeit von 2675 m/min aufgespult.

Die Temperatur der Auslaufgaletten stellte sich nach einer Kinlaufzcit von einigen Sekunden auf eine Oberflächentemperatur von 112°C ein. Die Verweilzeil der Fäden auf diesen Galctten betrug 0.15 see. Ohne zugelassenen Schrumpfbetrag zwischen Duo 2 und 3 betrug die Fixierspannung 2.1 g/dlcx. Die Aufspulspannung betrug 150 g. Die derart hergestellten Fäden zeigten eine starke Schrumpfncigung 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 (//,·,·/) von 2.8 wurde bei 284"C 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 1700 mm langen Blasschacht, in dem sie durch 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 Olauflagc des fertigen Rohgarns 0,8% betrug.

Die Fäden wurden dann bei einer Temperatur von 90"(' und einem Streckverhältnis von 1 :5,1 zwischen zwei Galettenduos verstreckt, auf dem zweiten Duo bei einer 1 empcratur von 195° C thcrmofixiert, über das mit einer Geschwindigkeit von 2805 m/min laufende unbeheiztc Auslauf-Galettensystem geführt und schließlich bei einer Geschwindigkeit von 2790 m/min aufgespult. Die Auslaufgalcitcn waren mit Hilfe einer Wasserkühlung auf eine Temperatur von 23°C eingestellt. Die Kühlstrecke wies eine Lufttemperatur von 20"C auf. Die Verwcilzeit im Auslauf-Galettensystem betrug 1.6 see. Sei einer Relaxaiionsspannung von 0,22 g/dtex zwischen Duo 2 und 3 und einer Aufspulspannung von 150 g wurde ein Titer von 940/140 dtcx 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
(Vcrgleichsbcispiel)

PA 6-Fäden wurden mit denselben Bedingungen gesponnen und spinngcstrecki wie in Beispiel 5, jedoch mit dem Unterschied, daß die Auslaufgalettc auf eine Temperatur von 195"C cingcstcll! war, die Fadenverweilzcit 0.15 see betrug und die Wicklergeschwindigkeil 2635 m/min bctrujx.

Dfiiirl hergestellte Fäden hatten bei einem mit Beispiel S vergleichbaren I leiUluftsclmimpf von 3.7% eine (.. wesentlich höhere He/iicsdehnuiig von 12¹Vn. Die Reißet :niunu la« deutlich höher bei 24%.

Beispiel 7

Polyester der relativen Viskosität (i/mir) von Ü,b8 wurde bei einer Temperatur von 305"C geschmolzen und in einer Menge von 307 g/min durch eine Spiniulii.scnplalie mil 192 Löchern versponnen, wobei jedes Loch einen Durchmesser von 0,4 min halte. Die austretenden Fäden durchliefen dann einen 1700 mm langen Blasschacht, in ^r, dem sie durch quersirömende Luft der Geschwindigkeit von 0,6 m/sec abgekühlt wurden. Danach wurde auf die Fäden mittels Rollen eine 99%ige Präparation kalt aufgetragen, wobei die ölauflage des fertigen Rohgarns 0.7% betrug.

Die Fäden wurden dann bei einer Temperatur von 115"C und einem Verstreckverhältnis von 1 : 6,1 zwischen zwei Galetlenduos versireckl, auf dem zweiten Duo bei einer Temperatur von 220°C thermofixieri. über das mit einer Geschwindigkeit von 3050 m/min laufende unbi-hci/.tc Auslauf-Galettensystem, auf dem eine Temperatur von 45°C eingestellt war, und die Kühlstrecke mit einer Lufttemperatur von 38°C geführt und schließlich bei einer Geschwindigkeit von 2990 m/min aufgespult.

Bei einem zugelassenen Schrumpfbetrag zwischen Duo 2 und dem Auslaufsystcin — entsprechend einer Rclaxationsspannung von 0,2 g/dtcx und bei einer Anfspulspannung von 170 g — wurde ein Faden des Titers ti 1100/192 dtex hergestellt. Die Verweil/eil des Fadens im Auslaufsystem betrug 0,22 see. Es traten keine Verstreckstörungcn 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 Schrumpfbetrag /wischen Duo 2 und dem Auslaufsystem geändert. Die Fixierspannung wurde bis zu einem Betrag von 1,2 g/dtex erhöht.

Dadurch tassen sich Garne mit sehr nicdHgen Beziigsdchniingen bis etwa 5% und niedrigen Reißdehnungen erhalten, wie F i g. 2 zeigt, in der auf der Abszisse der Heißluflsehrumpf und auf der Ordinate die Bezugsdehnung, jeweils in Prozent, aufgetragen sind. Rs ist zu erkennen, daß allerdings mit niedrigen Bezugsdehnungen der Heißluftschrumpf ansteigt. In F i g. 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.

Beispiel 8
(Vergleichsbeispiel)

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

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

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung hochfester, technischer (tarne, insbesondere aus Polyamid- und Polyesterfäden init niedriger Bezugsdehnung durch Spinnslrcckcn, wobei die aus der Spinndüse austretenden Fäden in einer Kühlzone durch Anblasen mit Blasluft abgekühlt werden, worauf sie über ein Präparationssystem und anschließend in direktem Verlauf geführt werden über

a) ein Einlauf-Galettensystem, das auf eine konstante Temperatur zwischen T₁-. — 20"C und T_{; + 65°C aufgeheizt wird, wobei Ta die Temperatur für den Glasumwandlungspunkt ist. und dem mindestens eine

ίο Verstreckzone nachfolgt, in der die Fäden ohne Zuhilfenahme feststehender Verstreckhilfsmittel verstreckt werden,

b) mindestens ein Streckgalettensystem. dessen Umfangsgeschwindigkeit größer ist als die des Einiauf-Galettensystems nach a) und dessen Temperatur von mindestens 1 IO"C gleichfalls konstant gehallen wird und von dem die Fäden mit einer Fadenspannung von mindestens 0,2 g/dtcx abgezogen werden.

c) ein unbeheiztes Auslauf-Galettensystcm bei eine·.- Vcrweilzeit der Fäden im Aushiuf-Galettcnsyslcni von mindestens 0,2 s,