DE4021545A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von kunststoffaeden oder -fasern aus polymeren, insbesondere polyamid, polyester oder polypropylen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum herstellen von kunststoffaeden oder -fasern aus polymeren, insbesondere polyamid, polyester oder polypropylenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kunst
stoffäden oder -fasern aus Polymeren, insbesondere Polyamid,
Polyester oder Polypropylen, im Wege des Schmelzspinnens von
Mikrofilamenten, wonach die mit vorgegebener Abzugsgeschwin
digkeit abgezogenen Mikrofilamente hinter der Spinndüse in
einer Kühlzone auf zumindest Erstarrungstemperatur abgekühlt
und anschließend zum Zwecke des Verstreckens in einer Heiz
zone auf eine Temperatur oberhalb des Erstarrungspunktes
erwärmt sowie gleichzeitig zur Erhöhung des Reibungswider
standes bzw. Erzeugung der erforderlichen Streckspannung mit
einem gasförmigen Medium angeblasen werden.
Es ist ein derartiges Verfahren bekannt, bei welchem der die
Heizzone durchlaufende Kunststoffaden im Querstrom mit Luft
angeblasen wird. Der Kunststoffaden besteht aus 50 Filamenten
- auch Einzelkapillaren genannt - und weist einen Kapillar
titer bzw. Einzeltiter von allenfalls 1,0 dtex, regelmäßig
von 3,0 dtex auf. Die Heizzone wird von einem verhältnismäßig
langen Heizrohr gebildet, dessen Länge 3 m beträgt. Die von
der Spinndüse abgegebenen Filamente werden nach Abkühlung,
jedoch vor Eintritt in das Heizrohr unter Bildung des zum
Zwecke des Verstreckens zu beheizenden Kunststoffadens ge
bündelt. Aus einer derartigen Bündelung resultiert eine gegen
seitige Berührung der Filamente und folglich ungleichmäßige
Wärmebehandlung. Das ist aus verschiedenen Gründen nachteilig.
Zunächst einmal wird der Verstreckungsprozeß gestört, weil
eine gleichmäßige Erwärmung der Filamente und folglich des
Kunststoffadens über seinen Querschnitt auf eine Temperatur
oberhalb des Erstarrungspunktes kaum möglich ist. Letzteres
gilt auch in Bezug auf die angestrebte Erhöhung des Reibungs
widerstandes, um die für die Verstreckung erforderliche
Streckspannung zu erzeugen. Hier kommt erschwerend hinzu, daß
der Kunststoffaden ohnehin nur im Querschnitt angeblasen wird.
Im übrigen kann die Abzugsgeschwindigkeit bzw. Aufspulge
schwindigkeit bei diesem bekannten Verfahren nicht beliebig
erhöht werden und liegt bei lediglich 3500 m/min. Insoweit
ist nicht nur die Produktivität unbefriedigend, sondern
darüber hinaus weisen die nach diesen bekannten Verfahren
hergestellten Kunststoffäden eine verhältnismäßig hohe Deh
nung auf, jedenfalls sofern der Einzeltiter <1,0 dtex ist.
Derartige Kunststoffäden verlangen für ihre textile Verarbei
tung eine aufwendige Nachbehandlung. Endlich baut die Anlage
zur Herstellung solcher Kunststoffäden verhältnismäßig hoch,
insbesondere wegen des langen Heizrohres bzw. Heizschachtes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzu
geben, nach dem sich vollverstreckte Kunststoffäden oder
-fasern (FOY = full oriented yarn) mit erhöhter Produktivität
herstellen lassen, welche für die unmittelbare Verwendung -
also ohne Nachbehandlung - in der Textilindustrie geeignet
sind und sich zu einer besonders feinen, anschmiegsamen bzw.
seidenähnlichen Ware verarbeiten lassen. Ferner soll eine
dazu geeignete Anlage in besonders niedriger Bauweise ge
schaffen werden.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen
Verfahren dadurch, daß Mikrofilamente mit einem Einzeltiter
<1,0 dtex in ungebündelter Ausrichtung - nämlich im Paral
lellauf - durch die Heizzone hindurchgeführt und von dem gas
förmigen Medium - z. B. Luft - im Gegenstrom angeblasen werden.
Bevorzugt finden Mikrofilamente mit einem Einzeltiter von 0,4
bis 0,8 dtex Verwendung. - Die Lehre der Erfindung geht zu
nächst einmal von der Erkenntnis aus, daß durch das Anblasen
der Mikrofilamente im Gegenstromverfahren ein erhöhter Rei
bungswiderstand und ohne weiteres die für eine vollständige
Verstreckung erforderliche Streckspannung erreicht werden.
Denn Gegenstrom bedeutet höherer Luftwiderstand, so daß mit
steigender Abzugsgeschwindigkeit eine zunehmende Fadenspan
nung erzeugt wird, aus der optimale Verstreckung resultiert,
wenn die zuvor abgekühlten Mikrofilamente in der Heizzone
und folglich vor dem Aufspulen wieder auf eine Temperatur
oberhalb ihres Erstarrungspunktes erwärmt werden. Da die
Mikrofilamente nach Lehre der Erfindung die Heizzone unge
bündelt durchlaufen, wird eine gleichmäßige Erwärmung der
Mikrofilamente über deren Querschnitt erreicht. Diese gleich
mäßige Erwärmung fördert die Vollorientierung bzw. Verstrec
kung der Mikrofilamente und schließlich des entstehenden
Kunststoffadens. Dieser Kunststoffaden bzw. die daraus her
stellbaren Kunststoffasern bzw. Stapelfasern für Stapelfaser
garne zeichnen sich durch eine besonders niedrigere Dehnung
aus und sind ohne weitere Nachbehandlung aufgrund ihrer
Fadenfeinheit verwendungsfähig, so daß sich aus den nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fäden feine, an
schmiegsame und gleichsam seidenähnliche Ware herstellen
läßt. - Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens findet
die Verstreckung der Mikrofilamente also lediglich über den
Luftwiderstand und die Temperatur in der Heizzone statt. Aus
diesem Grunde ist ein möglichst kleiner Titer, insbesondere
Kapillartiter, besonders günstig, weil dann Fadenspannung
und Fadentemperatur schneller und leichter beeinflußbar bzw.
verstellbar sind. Außerdem kann mit höheren Abzugsgeschwin
digkeiten und folglich höherer Produktivität trotz einer ver
kürzten Heizzone gearbeitet werden.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden auf
geführt. So sieht die Erfindung vor, daß die Mikrofilamente
bei 150°C bis 250°C, vorzugsweise 220°C, im Gegenstrom
beheizt werden und mit einer Abzugsgeschwindigkeit <3500 m/min
bis 8000 m/min, vorzugsweise 4500 m/min bis 5500 m/min,
durch die Heizzone hindurchgezogen werden. Die beheizten
Mikrofilamente werden zweckmäßigerweise erst hinter der Heiz
zone, jedoch vor dem Aufspulen gebündelt, erfahren also in
der Heizzone eine besonders gleichmäßige Behandlung und Ver
streckung.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage, die zur Durch
führung des beanspruchten Verfahrens wegen einfacher und ge
drungener Bauweise besonders geeignet ist. Diese Anlage mit
zumindest einer Spinndüse, einem Blasschacht, einem Heiz
schacht, einer Präparationseinrichtung, Galetten und einer
Spuleinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Heiz
schacht auslaufseitig gegenstromerzeugende Blaseinrichtungen,
z. B. Blasdüsen aufweist und Fadenabzugseinrichtung 0,8 m bis
1,2 m unterhalb der Spinndüse angeordnet ist sowie eine
Schachtlänge von 1 bis 1,5 m, vorzugsweise 1,2 m, aufweist.
Dadurch reduziert sich die Bauhöhe im Vergleich zu der bekann
ten Anlage in bezug auf die Heizzone um praktisch 50%.
Ferner läßt sich der Verstreckungsgrad der Mikrofilamente und
folglich hergestellten Kunststoffäden durch Veränderung der
Heiztemperatur im Heizschacht und der Luftmengenzufuhr im
Gegenstrom variieren.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Anlage zur Her
stellung von vollorientierten Kunststoffäden 1 aus Mikrofila
menten 2. Diese Anlage weist in ihrem grundsätzlichen Aufbau
eine Spinndüse 3 zum Erzeugen der Mikrofilamente 2 auf, die
in einem nachfolgenden Blasschacht 4 abgekühlt werden. Unter
halb des Blasschachtes 4 befindet sich ein Heizschacht 5,
durch den die Mikrofilamente 2 ungebündelt und in paralleler
Anordnung hindurchgeführt, erwärmt und im Gegenstrom ange
blasen werden. Das ist durch Pfeile angedeutet. Dem Heiz
schacht 5 folgt eine Präparationseinrichtung 6, nämlich ein
Öler bzw. entsprechende Sprühdüsen. Die Bündelung der Mikro
filamente 2 zu den einzelnen Kunststoffäden 1 erfolgt im
Bereich der Präparationseinrichtung 6. Die Kunststoffäden 1
werden dann über Galetten 7 einer Spuleinrichtung 8 bzw.
einem Spulkopf zugeführt und aufgespult. Der Heizschacht 5
befindet sich in Fadenabzugsrichtung 0,8 m bis 1,2 m unter
halb der Spinndüse 3 und weist eine Schachtlänge von 1 m bis
1,5 m nach dem Ausführungsbeispiel von 1,2 m auf. Ferner
weist der Heizschacht 5 gegenstromerzeugende Blaseinrichtungen
9 z. B. Blasdüsen auf.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kunst
stoffäden weisen eine Dehnung <40%, vorzugsweise von 20
bis 30%, und eine Festigkeit <3,6, vorzugsweise <4 cN/
dtex auf. Derartige Werte lassen sich erreichen, wenn mit
einer Abzugsgeschwindigkeit von 4500 m/min gearbeitet wird
und der Einzeltiter der Mikrofilamente <1,0 dtex ist bzw.
der Gesamttiter der betreffenden Kunststoffäden 30/48 dtex
beträgt, die Kunststoffäden also aus 48 Mikrofilamenten bzw.
Einzelkapillaren gebildet sind. Das macht die nachfolgende
Tabelle unmittelbar deutlich.
Claims (7)
1. Verfahren zum Herstellen von Kunststoffäden oder -fasern
aus Polymeren, insbesondere Polyamid, Polyester oder Polypro
pylen, im Wege des Schmelzspinnens von Mikrofilamenten, wo
nach die mit vorgegebener Abzugsgeschwindigkeit abgezogenen
Mikrofilamente hinter der Spinndüse in einer Kühlzone auf
zumindest Erstarrungstemperatur abgekühlt und anschließend
zum Zwecke des Verstreckens in einer Heizzone auf eine Tempe
ratur oberhalb des Erstarrungspunktes erwärmt sowie gleich
zeitig zur Erhöhung des Reibungswiderstandes bzw. Erzeugng
der erforderlichen Streckspannung mit einem gasförmigen
Medium, z. B. Luft, angeblasen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mikrofilamente mit
einem Einzeltiter < 1,0 dtex ungebündelt
durch die Heizzone hindurchgeführt und von dem gasförmigen
Medium im Gegenstrom angeblasen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mikrofilamente mit einem Einzeltiter von 0,4 dtex bis 0,8 dtex
behandelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mikrofilamente in der Heizzone bei 150°C bis 250°C,
vorzugsweise 220°C, im Gegenstrom beheizt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Mikrofilamente mit einer Abzugsgeschwin
digkeit größer 3500 m/min bis 8000 m/min, vorzugsweise 4500 m/min
bis 5500 m/min durch die Heizzone hindurchgezogen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die behandelten Mikrofilamente hinter der Heiz
zone vor dem Aufspulen gebündelt werden.
6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, mit zumindest einer Spinndüse, einem Blas
schacht, einem Heizschacht, einer Präparationseinrichtung,
Galetten und einer Spuleinrichtung, dadurch gekennzeichnet,
daß der Heizschacht (5) auslaufseitig gegenstromerzeugende
Blaseinrichtungen (9), z. B. Blasdüsen aufweist.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Heizschacht (5) in Fadenabzugsrichtung 0,8 m bis 1,2 m unter
halb der Spinndüse (3) angeordnet ist und eine Schachtlänge
von 1 m bis 1,5 m, vorzugsweise 1,2 m, aufweist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |