DE4224453A1 - Verfahren zum herstellen eines hochfesten multifilen synthesegarnes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines hochfesten multifilen Synthesegarnes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere eines technischen bzw. industriellen Polyestergarnes von hoher Festigkeit, hohem Modul und geringem Restschrumpf.

Es ist bekannt, derartige Garne in sogenannten TCS-Verfahren (temperature control stretch) zu erspinnen, d. h. die aus einer Spinndüse austretenden Filamente werden mit bei 5000-6000 m/min liegenden Geschwindigkeiten von der Spinndüse abgezogen, was insofern nachteilig sein kann, als daß sich sowohl das Schrumpfen als auch die Festigkeit der Garne nur innerhalb relativ enger Grenzen beeinflussen lassen. Aus dem Grunde ist vorgeschlagen worden, im Anschluß an das TCS-Verfahren mit um 5% liegenden Werten zu relaxieren.

Es ist auch bekannt, bei Abzugsgeschwindigkeiten von etwa 3000 m/min mit hoher Vororientierung zu spinnen, sodann in In- Line-Verfahren im Verhältnis von 1:2,5 zu verstrecken. Das führt allerdings zu Auslaufgeschwindigkeit aus der Streckzone von bis zu 7500 m/min, was bei 5% Relaxieren einer Anlieferge­ schwindigkeit bei der Aufwickelspule von etwa 7100 m/min zur Folge hat.

Stellvertretend für den Stand der Technik wird auf die DE-PS 38 08 854 verwiesen, in der eine Vorrichtung zum Herstellen vollorientierter Fäden in einem einstufigen Spinnprozeß be­ schrieben ist. Gemäß dem mit der bekannten Vorrichtung durch­ geführten Verfahren werden die aus einer Spinndüse austretenden Filamente zu einem Garn zusammengefügt und von Galetten durch ein auf 100-180°C beheiztes Rohr geführt. Das Garn wird aus dem Heizrohr von Galetten bei einer Geschwindigkeit von 4500 - 5400 m/min abgezogen. Die aus der Spinndüse mit geringer Geschwindigkeit (50 m/min) austretende Schmelze wird zu Fila­ menten ausgezogen, deren Geschwindigkeit bis zur Verfestigkeit abrupt auf mindestens 1700 m/min zunimmt. Bei der Geschwin­ digkeit sind die Filamente einem erheblichen Luftwiderstand ausgesetzt, der zu einer Erhöhung der Fadenspannung führt. Die elastische Dehnbarkeit des Fadens wird dann irgendwo über­ schritten und damit die Streckspannung erreicht. Es findet nun eine erhebliche Vergrößerung der Fadengeschwindigkeit statt, beispielsweise um den Faktor 2, wobei der Faden zwecks Erzie­ lung guter textiler Eigenschaften durch ein Heizrohr geführt wird, dessen Länge den Bereich überdeckt, in dem die Geschwin­ digkeitszunahme stattfindet. Dabei wird der gesamte Längenbe­ reich des Fadens, in dem die Streckspannung überschritten wird, auf eine geeignete Temperatur erhitzt, wobei insbesondere darauf zu achten ist, daß die Erwärmung bereits vor der Über­ schreitung der Streckspannung erfolgt und daß auch anschließend noch Wärme auf den Faden übertragen wird. An der Stelle, an der das Strecken beginnt, sollte der Faden mindestens auf 80-90°C erwärmt worden sein, um Filamentbrüche zu vermeiden, die Fadenfestigkeit zu erhöhen und dementsprechend die Dehnbarkeit des Fadens herabzusetzen. Durch die Wärmeübertragung nach der Streckung läßt sich eine Verminderung des Kochschrumpfes erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines polymeren Fadens hoher Endfestigkeit, hohen Moduls und geringen Restschrumpfes anzugeben, das den eigentli­ chen Streckvorgang im wesentlichen unabhängig von dem Abziehen der Filamente aus der Spinndüse vornimmt und eine bessere Kontrolle über die Eigenschaften des gefertigten Garnes ermög­ licht.

Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angeführten Verfah­ rensschritte gelöst.

Dadurch, daß eine Endverstreckung des Garnes erfindungsgemäß unabhängig von der im Zusammenhang mit dem Abziehen der Fila­ mente von der Spinndüse stattfindenden Verstreckung verstreckt wird, ergibt sich die Möglichkeit, den Grad der Verstreckung und mithin die Eigenschaften des Garnes wesentlich besser zu beeinflussen.

Gemäß Anspruch 2 kann die aus der Spinnzone mitgeführte Wärme auch für die sofort hinter der Abzugsgalette stattfindende Restverstreckung genutzt werden.

Indem gemäß Anspruch 3 und 4 das Garn im Anschluß an die Streckung geschrumpft wird, läßt sich der Restschrumpf des fertiggestellten Garnes regeln.

Die in den Ansprüchen 5 bis 9 angeführten Zahlenwerte für die Verstreckung bzw. das Schrumpfen haben sich als besonders günstig erwiesen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung beschrieben.

Die Vorrichtung weist einen Extruder 10 auf, in dem ein polyme­ res Granulat, beispielsweise Polyester, Polyamid, Polypropylen vorzugsweise aber Polyäthylenterephthalat geschmolzen und einer Pumpe 12 zugeführt wird. Aus der Pumpe 12 gelangt das ver­ flüssigte Granulat unter Druck in einen Spinnkopf 14, der mit einer Spinndüse 16 versehen ist, aus deren Löchern eine ent­ sprechende Zahl von Filamenten hervortritt. Diese Filamente durchlaufen nach ihrem Austritt aus der Spinndüse 16 eine Kühlkammer bzw. einen Blaskasten 18, der über einen Eingang 22 mit Frischluft beschickt wird, die dazu dient, die Filamente zu kühlen und zu verfestigen. Die Filamente werden zu einem Bündel 20 zusammengerafft und als Garn G durch einen Fadenführer 24 geführt und anschließend einer Beheizung unterzogen. Der Fadenführer 24 ist über einen Arm an einem Gleitblock 26 befe­ stigt, der zwecks Justierung auf einer im wesentlichen senk­ recht ausgerichteten Stange 30 verschoben und mittels einer Klemmschraube 28 daran arretiert werden kann. Von dem Faden­ führer 24 gelangt das Garn G in ein Heizrohr 32, das aus einem unbeheizten Teil 34 und einem beheizten Teil 36 besteht und mit zur Garnachse koaxial gelegenen Ein- und Auslaßöffnungen 38 und 40 versehen ist. Die beiden Teile 34 und 36 des Heizrohres 32 sind ggf. mittels nicht dargestellten Vorrichtungen teleskop­ artig zueinander verschiebbar, so daß die Wärmeeinwirkung auf das Garn verändert werden kann. Vorzugsweise werden die Ein- und Auslaßöffnungen 38 und 40 durch keramische Ösen gebildet, wobei die Einlaßöse 38 das Garn elektrostatisch auf lädt. Der beheizte Teil 36 des Heizrohres 32 wird von einem Heizelement 42 umfangen. Das Heizelement 42 kann aus einer elektrischen Heizspule oder aus einer mit Heißdampf beschickten Kammer bestehen und ist über eine Regelung 44 steuerbar. Im übrigen wird das Heizrohr 32 samt seiner Heizvorrichtung 42 in einem Block 46 an der Stange 30 getragen. Sowohl die Einlaß- als auch die Auslaßöse 38 und 40 bilden verhältnismäßig enge Öffnungen; aber das Heizrohr 32 ist in seinem Inneren hinlänglich weit, daß das Garn G infolge der übertragenen elektrostatischen Ladung etwa in der dargestellten Art aufgebläht wird. Nach Durchlaufen des Heizrohres 32 läuft das an der Austrittsöse 40 wiedervereinigte Garn G durch eine Avivagevorrichtung 50. Diese wird über eine Pumpe 52 aus einem Behältnis 56 mit einer Präparation beschickt, die dem Garn G bestimmte textile Eigen­ schaften geben soll.

Nach dem Durchlaufen der Avivagevorrichtung 50 wird das Garn G mehrfach um eine Galette 54 geführt, die bei einer Geschwin­ digkeit läuft, die unterhalb der im TCS-Verfahren üblichen Geschwindigkeiten liegt. Die Galette 54 dient dazu, die Fila­ mente aus der Spinndüse 16 abzuziehen. Sie läuft vorzugsweise so, daß das Garn G bzw. die Filamente bei 3500-5300 m/min, vorzugsweise aber 4000-4500 m/min, vom Spinnkopf 14 abgezogen wird.

Anschließend läuft das Garn G über eine weitere Galette 62, deren Geschwindigkeit um einen zwischen 1,3 und 1,7 liegenden Faktor höher ist als die Geschwindigkeit der Galette 54. Das heißt, die Auslaufgeschwindigkeit des Garnes G aus der Galette 62 liegt etwa zwischen 4500 und 9000 m/min, wobei ein Geschwin­ digkeitsbereich von etwa 5200-7600 m/min bevorzugt wird. Zwischen den Galetten 54 und 62, die im übrigen beheizt sein können, findet also eine weitere, d. h. eine Restverstreckung des Garnes G statt. Im Gegensatz zu herkömmlichen TCS-Verfahren wird das Garn G also bei einer verhältnismäßig geringeren Geschwindigkeit aus der Spinndüse 16 abgezogen und in der Heizzone 32 nur vorverstreckt. Erst nach der Galette 54 wird das Garn G von der weiteren Galette 62 restverstreckt, wobei sich diese Restverstreckung um ein Vielfaches leichter regeln läßt als die Vorverstreckung zwischen der Spinndüse 16 und der Galette 54.

Nach dem Restverstrecken des Garnes G zwischen den Galetten 54 und 62 läuft das Garn in eine weitere hier als Galette 64 schematisch dargestellte Heizzone. Die Galette läuft bei einer Geschwindigkeit, die einen Garnschrumpf von 2-8%, vorzugs­ weise 5% bewirkt.

Nach der Galette 64 läuft das Garn durch einen Fadenführer 50 und wird sodann über eine Changiervorrichtung 48 auf eine Spule 60 aufgewickelt.

Bezugszeichenaufstellung

10 Extruder
12 Pumpe
14 Spinnkopf
16 Spinndüse
18 Blaskasten
20 Fadenbündel
22 Lufteinlaß
24 Fadenführer
26 Gleitblock
28 Klemmschraube
30 Stange
32 Heizrohr
34 unbeheizter Teil
36 beheizter Teil
38 Einlaß
40 Auslaß
42 Heizelement
44 Regelung
46 Block
48 Changiervorrichtung
50 Avivage
52 Pumpe
54 Galette
56 Behältnis
60 Kreuzspule
62 Galette
64 Galette

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen eines hochfesten multifilen Synthesegarnes, bei dem die Multifilamente unterhalb einer Spinndüse und vor dem Aufwickeln durch ein Heizrohr geführt und dabei mit so hoher Abzugsgeschwindigkeit mittels einer Galette abgezogen werden, daß durch die Gegenkraft der Luftreibung im Bereich des Heizrohres eine Verstreckung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugsgeschwindigkeit so niedrig gewählt wird, daß lediglich eine Teilverstreckung erfolgt, und daß vor der Aufwickelung eine Restverstreckung zwischen zwei Galetten erfolgt.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Restverstreckung zwischen der Abzugsgalette und einer weiteren Streckgalette erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Streckgalette eine Schrumpfzone folgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden bei Eintritt in die Schrumpfzone beheizt wird.

5. Verfahren gemäß einem der angegebenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente mit einer im Bereich von 3500 bis 5300 m/min liegenden Geschwindigkeit aus einer Spinndüse abgezogen und anschließend in einem Verhältnis von 1,3 bis 1,7 zur Abzugsgeschwindigkeit gestreckt werden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente mit einer Geschwindigkeit von 4000 bis 4500 m/min abgezogen werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 5300 bis 7600 m/min aus der Streckzone auslaufen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente um 2-8% geschrumpft werden.