DE68926346T2 - Verfahren zur herstellung von hochleistungsfähigem multiendpolyester für hochgeschwindigkeitsreifen und für industriegarn - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft ein verbessertes Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Herstellung von hochleistungsfähigem, mehrfädigem Garn für Reifenkord und technische Anwendungen aus Polyester, bei dem man teilorientiertes Polyestergarn in zwei Stufen bei hoher Geschwindigkeit unter Verwendung an der Oberfläche matt ausgestalteter Galetten und einer in der zweiten Streckzone angeordneten, den Streckpunkt festlegenden Einrichtung verstreckt, konditioniert und aufnimmt.
• Die Hochgeschwindigkeitsverarbeitung von teilorientiertem Polyestergarn ist aus der US-A-4414169 bekannt, bei der man einen Polyesterspinnfaden mit einer Geschwindigkeit von 500 bis 3000 Metern pro Minute von einer spannungsisolierenden Einrichtung zu einer ersten Streckzone leitet, dort bei einer Temperatur unter seiner Glasübergangstemperatur verstreckt und dann in einer zweiten, eine den Streckpunkt festlegende Einrichtung, z.B. eine Dampf-Strahldüse, enthaltenden Streckzone weiterverstreckt. An der Oberfläche matt ausgestaltete Streckgaletten sind aus US-A-3698614 und US-A-3495295 bekannt. Aus der JP-A-59-228015 ist die Verwendung von Galetten mit einer Oberflächenrauhigkeit von 3 bis 19 µm bei einer einstufigen Verstreckung bekannt, bei der man ein Garn niederer Doppelbrechung erhält, was auf niedrigere Fadengeschwindigkeiten in der Streckzone hinweist, einstufig verstreckt. Eine der für diese Erfindung verwendeten ähnliche Vorrichtung ist aus der US-A-4251481 bekannt, wobei es sich um die einstufige Verstreckung von Polyester zu einem schrumpfarmen, dimensionsstabilen Polyester handelt. Auch das verbindet man mit niedrigen Fadengeschwindigkeiten in der Streckzone.
• Gegenstand dieser Erfindung ist ein verbessertes Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Herstellung von hochleistungsfähigem, mehrfädigem Garn für Reifenkord und technische Anwendungen aus Polyester, bei dem man (a) geschmolzenen Polyester aus einer Spinndüse zu Filamenten extrudiert, dann (b) die Filamente unter Kühlung und Präparierung einem ersten Lieferwerk mit einer Geschwindigkeit von 1000 bis 4000 Metern pro Minute 50 zuführt, daß man ein teilorientiertes Garn erhält, dann (c) die Filamente 50 weiterführt, daß sie in einer zwischen dem Lieferwerk und einem ersten Streckwerk liegenden ersten Streckzone teilverstreckt werden, dann (d) das teilverstreckte Garn aus dem ersten Streckwerk in einer zweiten, aus dem ersten Streckwerk, einem zweiten Streckwerk und einer zwischen den beiden Streckwerken angeordneten, den Streckpunkt festlegenden Einrichtung, wie z.B. einer Dampfdüse, einer Heißluftdüse oder einem entsprechenden Infrarotaggregat, gebildeten Streckzone verstreckt, dann (e) die Filamente aus dem zweiten Streckwerk einem Konditionierwerk zuführt und schließlich (f) die Filamente aufnimmt. Die durch die Erfindung bereitgestellte Verbesserung ist gekennzeichnet durch die Verwendung an der Oberfläche matt ausgestalteter Galetten mit einem arithmetischen Mittelwert ihrer Oberflächenrauhigkeit Ra von 0,89 bis 3,05 µm (35 bis 120 Mikrozoll) zur Fadenführung vor der den Streckpunkt festlegenden Einrichtung und zum Fadenabzug daraus, wobei man die Fadenzugkraft in der zweiten Streckzone unter 4,42 dN/tex, (5 gpd), bevorzugt 3,53 dN/tex (4 gpd) oder weniger, ganz besonders bevorzugt unter 3,09 dN/tex (3,5 gpd) hält und wodurch man ohne Einbußen bei der garnmechanischen Qualität mehrere Fäden aus den Filamenten durch einen einzigen Satz von Liefer-, Streck- und Konditionierwerken führen kann. Bevorzugt liegt der Rauhigkeitswert der Galetten bei 0,89 bis 2,03 µm (35 bis 80 Mikrozoll). Bevorzugt setzt man zur Verstreckung vier in Paaren angeordnete, an der Oberfläche matt ausgestaltete Galetten ein, wobei das erste Paar die den Streckpunkt festlegende Einrichtung beliefert und das zweite Paar Garn aus der den Streckpunkt festlegenden Einrichtung abzieht. Bevorzugt hält man das erste Paar Streckgaletten bei einer Temperatur von 50 bis 100ºC und das zweite Paar Streckgaletten bei einer Temperatur von 200 bis 237ºC. Bevorzugt setzt man als Konditionierwerk ein Paar Galetten mit einem arithmetischen Mittelwert ihrer Oberflächenrauhigkeit von 0,89 bis 3,05 µm (35 bis 120 Mikrozoll) ein, die bevorzugt auf einer Temperatur von 140 bis 160ºC gehalten werden. Besonders bevorzugt liegt der Rauhigkeitswert der Konditioniergaletten bei 0,89 bis 2,03 µm (35 bis 80 Mikrozoll). Bevorzugt setzt man als den Streckpunkt festlegende Einrichtung eine Dampfdüse mit einer Dampf temperatur von 320 bis 520ºC ein und stellt die Garngeschwindigkeit des ersten Lieferwerks auf 1200 bis 3000 Meter pro Minute ein. Bevorzugt liegt der Rauhigkeitswert des ersten Lieferwerks bei 0,05 bis 0,20 µm (2 bis 8 Mikrozoll). Bevorzugt bewirkt schließlich das Konditionierwerk ein 1-10prozentiges Relaxationsschrumpfen des Garns. Erfindungsgemäß handelt es sich bei der den Streckpunkt festlegenden Einrichtung um eine solche Einrichtung, die bei hohen Geschwindigkeiten funktioniert, wie eine Dampfdüse, eine Heißluftdüse, andere Heißfluiddüsen, auf Infrarot basierende Einrichtungen und ähnliche. Den Faden berührende Einrichtungen, wie Heizplatten, Streckstifte und ähnliche, würden bei den erfindungsgemäßen hohen Geschwindigkeiten nicht funktionieren. Bei hohen Geschwindigkeiten würde der Faden sofort oder fortwährend reißen.
• Die Figur 1 zeigt schematisch eine Vorderansicht der für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Vorrichtung.
• Die Figur 2 zeigt schematisch eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Streckanlage nach Fig. 1, Bezugsziffer 21.
• In den Figuren 1 und 2 sind die gleichen Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Aus einem Extruder 11 fließt die Polymerschmelze über eine Spinnpumpe 12 in einen Spinnblock 13, enthaltend einen nicht näher dargestellten Düsentopf gemäß der am 26. Juli 1984 unter der laufenden Nummer 634,737 eingereichten US-Patentanmeldung mit einer Düsenplatte und einem zwischen Spinnpumpe und Düsenplatte angeordneten Filter für die Schmelze. Die Düsenplatte ist für die Ausformung eines oder mehrerer Multifilafäden ausgeführt. Die Figur 1 zeigt die simultane Ausformung zweier Fäden 14 und 15 aus endlosem Multifilamentgarn aus einer Düsenplatte. Dabei werden die Fäden 14 und 15 aus der Düsenplatte mit einer Geschwindigkeit von 35 bis 75 lb (16 bis 34 kg) pro Stunde und pro Faden extrudiert und von der Spinndüse aus gesehen nach unten in eine Ruhekammer 16, ganz besonders bevorzugt etwa 2,2 Zoll (5,7 cm), geleitet. Dabei wird die Spritzgeschwindigkeit natürlich vom Titer und der Anzahl der ausgeformten Fäden bestimmt. 50 würde zum Beispiel ein einzelner Endlosfaden mit einem Titer von 111 tex (1000 Denier) mit einer Geschwindigkeit von 35 bis 75 lb (16 bis 34 kg) pro Stunde, ganz besonders bevorzugt 60 lb (27 kg) pro Stunde, aus der Spinndüse austreten, während zwei Endlosfäden mit einer Geschwindigkeit von 70 bis 150 lb (48,3 bis 103,5 kg) pro Stunde, ganz besonders bevorzugt mit einer Geschwindigkeit von 120 lb (54 kg) pro Stunde, aus der Spinndüse austreten würden. Bei vier Fäden würde sich die für zwei Fäden erforderliche Geschwindigkeit verdoppeln. Aus der Kammer 16 wird das Garn direkt oben in die Anblaskammer einer herkömmlichen Radialanblabvorrichtung 17 eingeleitet. Bei der Anblaskammer handelt es sich um einen länglichen Schacht herkömmlicher Länge, bevorzugt von 8 bis 46 Zoll (0,2 bis 1,2 Meter). Die Fäden 14 und 15 werden durch eine Auf tragsvorrichtung 18 mit Präparationsmittel versehen und dann getrennt und die Filamente jeweils von den Fadenführern 19 zusammengeführt. Die auf die Filamente aufgetragene Präparation ist herkömmlicher Art. Die Präparationsauf tragsvorrichtung 18 ist als eine sich in der Garnlauf richtung drehende Schmierrolle abgebildet. Die Schmierrolle dreht sich bei einem Durchmesser von 3 bis 8 Zoll (7,62 bis 20,3 cm), üblicherweise 6 Zoll (15,2 cm), mit einer Geschwindigkeit von 1,5 bis 5 Umdrehungen pro Minute, üblicherweise mit 3,1 Umdrehungen pro Minute. Bevorzugt wird die Präparation auf die Filamente in einem Gewichtsanteil, bezogen auf das Gamgewicht, von 0,2 bis 1,0 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,4 Gew.-%, aufgetragen. Die Fäden 14 und 15 werden dann über ein Etagenrohr und eine Ansaugeinrichtung 20 zur Spinnstreckanlage 21 (siehe Figur 2) transportiert, wo sie um eine erste Liefergalette 1 und die dazugehörige Trenngalette la gelegt werden. Die in Figur 2 abgebildeten Fäden 23 und 24 können aus einer zweiten Spinndüse und Anblasung gemäß der obigen Beschreibung stammen oder auch aus einer Spezialausführung der gleichen Spinndüse. Die Fäden werden dann der Streckgalette 2 und der Begleitgalette 3 zugeführt. Von der streckgalette 2 durchlaufen die Fäden dann eine herkömmliche Dampfdüse 4 als durch Dampfbeaufschlagung den Streckpunkt festlegende Einrichtung, die Dampf einer Temperatur von 320ºC bis 520ºC und eines Drucks von 60 bis 125 lb pro Quadratzoll Überdruck (41,4 bis 86,3 Newton/cm²) liefert, und werden von da einem Paar Streckgaletten 5 und 6 zugeführt. Von den Streckgaletten 5 und 6 laufen die Fäden zur Konditioniergalette 7 und der Begleitgalette 8. Anschließend durchlaufen die Fäden eine herkömmliche Luftverwirbelungsdüse 9 und werden von der Auf spulmaschine 22 aufgewickelt. Gemäß Fig. 2 werden alle Fäden 14, 15, 23 und 24 auf dem gleichen einzigen Satz von Liefer- (erste Galette 1), Streck- (Galetten 2-3 und Galetten 5-6) und Relaxationsgaletten (Galetten 7-8) verarbeitet. In der Figur 1 kann man sich die Fäden 23 und 24 als hinter den Fäden 14 und 15 verlanfend vorstellen.
• Bezüglich der Bedingungen zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung gilt, daß die Doppelbrechung des unverstreckten Garns bei größer gleich 0,027, die intrinsische Viskosität des hergestellten Garns bei zwischen 0,85 und 0,98 und der Einzelfilamenttiter zwischen 2,5 und 5,2 Denier (0,3 und 0,6 tex) liegt; weitere Angaben folgen in den nachstehenden Beispielen.
• Die Aufnahmegeschwindigkeit der Spulmaschine bewegt sich zwischen 3200 und 6000 Metern pro Minute und die Geschwindigkeit der Vorspannungsgalette 1 zwischen 1000 und 4000 Metern pro Minute, bevorzugt zwischen 1000 und 2400 Metern pro Minute. Das Verstreckverhältnis der ersten Stufe zwischen Galette 1 und Galette 2 kann bei zwischen 1,5 und 2,5 zu 1, bevorzugt 1,73 zu 1, liegen. Die Streckspannung liegt in der ersten Streckzone zwischen 500 - 3000 Gramm, bevorzugt 800 Gramm. Das Verstreckverhältnis liegt in der zweiten Streckzone zwischen 1,3 und 1,7 zu 1, bevorzugt 1,42 zu 1, einschließlich der den Streckpunkt festlegenden Dampfdüse 4. Die Streckspannung liegt in der zweiten Streckzone bei zwischen 2500 - 4000 Gramm, bevorzugt 3000 Gramm. Verstreckt man teilorientierte Polyethylenterephthalatfasern mit an der Oberfläche matt ausgestalteten Galetten ohne eine Einrichtung, die den Streckpunkt festlegt, ergibt sich zwar ein verstrecktes Garn mit günstigen physikalischen Eigenschaften und einer guten mechanischen Qualität, jedoch nur bei einer sehr hohen Streckspannung zwischen 5000 - 6000 Gramm.
• Die oben für die Streckzonen eins und zwei angegebenen Spannungen beziehen sich auf einen Garntiter von 111 tex (1000 Denier). Es versteht sich, daß bei anderen Garntitern die Streckspannungen entsprechend variieren. Ausgedrückt in dN/tex (Gramm pro Denier) liegen die Streckspannungen jedoch jeweils im gleichen Bereich. Für die oben genannte Streckspannung der zweiten Streckzone erstreckt sich der Bereich von 2,21 bis 3,53 dN/tex (2,5 bis 4 Gramm pro Denier). Ganz allgemein liegt die maximale Streckspannung des Systems bei unter 4,42 dN/tex (5 Gramm pro Denier), bevorzugt 3,53 dN/tex (4 Gramm pro Denier) oder darunter, ganz besonders bevorzugt unter 3,09 dN/tex (3,5 Gramm pro Denier).
• Der Streckpunkt liegt nicht ganz fest, wobei der Streckvorgang schon auf der Lieferwalze einsetzt. Die Verwendung einer den Streckpunkt festlegenden Düse ist eine an sich bekannte Maßnahme zur Reduzierung der Streckspannung. Bei früheren Verfahren wurden zur Verhinderung des Garnschlupf es und zur Isolierung des Streckpunktes innerhalb der den Streckpunkt festlegenden Einrichtung sowohl Liefer- als auch Streckgaletten mit glatt ausgestalteten Oberflächen eingesetzt. Erfindungsgemäß wurde überraschend gefunden, daß man mit einer herkömmlichen 5 treckpunktfestlegungsdampfdüse die Streckspannung auch ohne völlige Festlegung des Streckpunkts herabsetzen kann und dabei ein Garn ausgezeichneter mechanischer Qualität erhält. Dadurch ist es möglich, mehr als einen Faden auf einem einzigen Satz von Liefer-, Streck- und Konditionierwerken zu verarbeiten. Bisher war man der Ansicht, daß eine Streckpunktfestlegungseinrichtung, wie zum Beispiel eine Dampfdüse, durch an der Oberfläche matt ausgestaltete Galetten unbrauchbar würde, da sich der Streckpunkt mal innerhalb, mal außerhalb der Einrichtung befinden würde. Überraschenderweise verliert die Streckpunktfestlegungseinrichtung durch die Verwendung an der Oberfläche matt ausgestalteter Galetten nicht ihre Funktion, obwohl ein gewisser Anteil der Verstreckung von der Streckpunktfestlegungseinrichtung entfernt erfolgt. Das Garn erfährt zwischen den Galetten und 7 eine Relaxation von 1 bis 10 Prozent, bevorzugt 1 bis 3 Prozent. Die Garnspannung beträgt unmittelbar vor der ersten Konditioniergalette 7 1,32 dN/tex (1,5 Gramm pro Denier) und geht auf den Konditioniergaletten 7 und 8 auf eine Aufnahmespannung von 0,13 bis 0,22 dN/tex (0,15 bis 0,25 Gramm pro Denier) zurück. Zwischen Galette 8 und Aufwickler 22 erfährt das Garn eine weitere Relaxation von 1,5 bis 2 Prozent. Die Oberflächenrauhigkeitswerte (Ra) der Galetten 2, 3, 5, 6, 7 und 8 können bei 0,89 bis 3,05 µm (35 bis 120 Mikrozoll), bevorzugt bei 0,89 bis 2,03 µm (35 bis 80 Mikrozoll) und ganz besonders bevorzugt bei 1,52 µm (60 Mikrozoll) liegen. Dies sind die Galetten mit matt ausgestalteten Oberflächen. Bei der Galette 1 handelt es sich jedoch um eine Galette mit einer spiegelglatten Oberfläche mit einem arithmetischen Oberflächenrauhigkeitsdurchschnittswert (Ra) zwischen (0,05 und 0,25, bevorzugt zwischen 0,05 und 0,20, ganz besonders bevorzugt etwa 0,13 µm (2 und 10, bevorzugt zwischen 2 und 8, ganz besonders bevorzugt 5 Mikrozoll). Die Temperaturbedingungen der Galetten 1, 2, 3, 5, 6, 7 und 8 sind in Tabelle 1 angegeben. Steigt die Temperatur auf den Galetten 2 und 3 auf über 100ºC, vermindert sich die Festigkeit und mechanische Qualität des Fertiggarns. Die Festigkeit des Fertigprodukts wird auch vermindert bei einer Temperatur der Streckgaletten 5 und 6 von unter 200ºC, während eine Temperatur von über 237ºC zum Kleben des Garns auf den Galetten und daraus resultierender Wickelbildung führt.
• Diese obere Temperatur hat die gleiche Wirkung in bezug auf die Konditioniergaletten 7 und 8. Allerdings wurde bezüglich der Galetten 7 und 8 auch gefunden, daß 140ºC die niedrigste Temperatur ist, bei der man noch Garn mit wünschenswerten physikalischen Eigenschaften erhalten kann. Auf den an der Oberfläche matt ausgestalteten Galetten beträgt der Oberflächenrauhigkeitswert üblicherweise 1,52 i£m (60 Mikrozoll), kann aber auch zwischen 0,89 und 3,05, bevorzugt zwischen 0,89 und 2,03 µm (35 und 120, aber bevorzugt zwischen 35 und 80 Mikrozoll) liegen. Unterhalb 0,89 µm (35 Mikrozoll) verliert man den erwünschten Effekt der Herstellung eines Garns ausgezeichneter mechanischer Qualität. Zu der den Streckpunkt festlegenden Dampfdüse ist zu sagen, daß die Dampf temperatur üblicherweise bei 420ºC liegt, wobei sich der allgemeine Bereich von 320 bis 520ºC und ein bevorzugter Bereich von 375 bis 450ºC erstreckt. Zu der Garngeschwindigkeit auf der ersten Galette (Galette 1) ist zu sagen, daß die Geschwindigkeit üblicherweise bei 1600 Metern pro Minute liegt, wobei sich ein allgemeiner Bereich von 1000 bis 4000 Metern pro Minute und ein bevorzugter Bereich von 1200 bis 3000 Metern pro Minute erstreckt, und daß man unterhalb 1000 Metern pro Minute die bevorzugte Teilorientierung für das im Anblasschacht verstreckte Garn nicht erreicht. Gemessen werden die Rauhigkeitswerte mit einem Profilometer der Fa. Bendix Typ VE Modell 14. Bevorzugt erfolgt die Zuführung mehrerer Fäden an die Streckanlage über eine oder mehrere am Ausgang des bzw. der Etagenrohrs/-rohre angeordnete luf tgelagerte Leitwalzen. TABELLE 1 Galettennummer und Allgemein, Bevorzugt, Optimum,
Vergleichsbeispiel 1 (Glatte Galetten und Festlegung des Streckpunkts)
• Unter Einsatz einer Garnliefer- und -streck- Pilotanlage mit sechs Galetten gemäß der Anordnung in Figur 2, außer, daß die Galetten 1 und la durch eine einzige Leitwalze ersetzt sind und die Streckpunktfestlegungsdampfdüse 4 zwischen den Galetten 5 und 7 angeordnet ist, wurde ein Garn mit normalen physikalischen Eigenschaften, aber schlechter mechanischer Qualität hergestellt. Dazu wurde ein einziger Faden eines Polyesterreifengarns mit einer intrinsischen Viskosität (IV) von 0,85 mit 45,3 lb pro Stunde (20,6 kg/h), einer Aufspulgeschwindigkeit von 3000 m/m und einem Dampfdusendruck von 60 lb pro Quadratzoll Überdruck (41/4 Newton/cm²) sowie einer Dampf temperatur von 400ºC durch die Pilotanlage gemäß den Figuren 1 und 2 geführt. Die mit den Bezugsziffern 2 - 8 versehenen Galetten hatten eine glatte Oberfläche mit einem arithmetischen Mittelwert ihrer Oberflächenrauhigkeit (Ra) von 0,05-0,20 µm (2 - 8 Mikrozoll). Die Streckspannung der zweiten Stufe betrug 2900 Gramm. Weitere Bedingungen und Garneigenschaf ten sind in Tabelle II zusammengestellt. Bei der näheren visuellen Prüfung zeigte dieses Garn unzählige Filamentbrüche und Schlingen und wurde hinsichtlich seiner mechanischen Qualität als minderwertig und als ungeeignet zur Verarbeitung zu Reifenverstärkungskord eingestuft.
Vergleichsbeispiel 2 (Einige Galetten matt - keine Streckpunktfestlegung)
• Die mit den Bezugsziffern 5-8 versehenen Galettenmäntel der Gamliefer- und -streck-Pilotanlage wurden durch solche einer matten Ausgestaltung der Oberfläche ersetzt. Die Galetten hatten folgende Ra -Werte (ausgedrückt in µm/Mikrozoll): Galetten 2 und 3 glatt; Galette 0,89 bis 1,09/35 bis 43; Galette 6 1,12 bis 1,35/44 bis 53; Galette 7 1,60 bis 1,68/63 bis 66; und Galette 8 1,78 bis 1,96/70 bis 77. An der den Streckpunkt festlegenden Dampfdüse wurde der Dampf abgestellt. Ein Einzelfaden eines Polyesterreifengarns mit IV etwa 0,85 wurde bei 36,8 lb/h (16,7 kg/h) und einer Aufspulgeschwindigkeit von 2528 m/m geführt. Weitere Bedingungen und Garneigenschaften sind in Tabelle III zusammengestellt. Die Flusenmessung erfolgte mit einem Meßkopf von Toray, Fray Counter Modell DT-104, welcher ähnlich dem Lindleyschen Flusenzähler die gebrochenen Filamente und die aus dem Fadenkern schlaufenartig herausragenden Fadenelemente elektro-optisch erfaßt. Das Toray-Gerät wurde zwischen Galette 8 und Spulmaschine angeordnet, wobei die Flusen bei der Herstellung des Garns gezählt wurden. Handelsübliches Garn erster Qualität ergibt nach der Toray- Vorrichtung etwa 6 - 12 Flusen/1000 Meter. In der Tabelle III ist zu sehen, daß ein Garn ausgezeichneter, mechanischer Qualität mit durchschnittlich nur 3,2 Flusen/1000 Meter hergestellt werden konnte. Die streckspannung der zweiten Stufe überstieg den Grenzwert (5000 Gramm) der Meßeinrichtung. Geschätzt wurde eine Spannung von 6000 Gramm, was das Verstrecken mehrerer Fäden mit nur einem Satz Galetten verbieten würde.
Vergleichsbeispiel 3 (Liefergaletten glatt, Streckpunktfestlegungsabzugs galetten matt)
• Die Gamliefer- und -streck-Pilotanlage wurde wiederum in die Anordnung gemäß der Figur 2 geändert, außer, daß die Galette 3 durch eine luftgelagerte Trennrolle ersetzt wurde. Die Oberflächenausgestaltungen der Rollkörper entsprachen denen gemäß Beispiel 2. Die Dampfdüse wurde jetzt zwischen den Galettenpaaren 2/3 und 5/6 angeordnet. Ein Einzelfaden eines Polyestergarns mit IV etwa 0,85 wurde bei 41,4 lb/Stunde (18,8 kg/h), eine Aufnahmegeschwindigkeit von 2751 m/m und einem Dampfdüsendruck von 80 lb pro Quadrätzoll Überdruck (55,1 Newton/cm²) verarbeitet. Die Streckspannung der zweiten Stufe und die bei verschiedenen Dampfdüsentemperaturen gemessenen Flusenzahlen sind in Tabelle IV zusammengestellt. Wie ersichtlich, wurde in dem unter Verwendung einer glatten Galette zur Beschickung der den Streckpunkt festlegenden Dampfdüse hergestellten Garn eine hohe Flusigkeit gemessen.
Beispiel 4
• Die Gamliefer- und -streck-Pilotanlage wird wieder in die Anordnung gemäß Beispiel 1 geändert. Dabei werden die Galetten 1 und 1a durch eine einzige Leitwalze ersetzt und die den Streckpunkt festlegende Dampfdüse 4 zwischen den Galetten 5 und 7 angeordnet. Ein Einzelfaden eines Polyesterreifengarns mit IV etwa 0,85 wird bei 36,8 lb/Stunde (16,7 kg/h), einer Aufspulgeschwindigkeit von 2543 m/m und einem Dampfdüsendruck von 60 lb pro Quadratzoll Überdruck (41,4 Newton/cm²) durch die Pilotanlage geführt. Tabelle V gibt unter anderem die Streckspannung der zweiten Stufe und die bei verschiedenen Dampfdüsentemperaturen gemessenen Flusen wieder. Die in Figur 2 mit den Bezugsziffern 2 und 3 versehenen Galetten sind glatt mit einem arithmetischen Mittelwert der Oberflächenrauhigkeit (Ra) von 0,13 ± 0,08 µm (5 ± 3 Mikrozoll). Die anderen Galetten haben Ra -Werte entsprechend Vergleichsbeispiel 2. Die weiteren angewendeten Bedingungen sind die oben angegebenen Optimumund bevorzugten Bedingungen. 50 konnte durch Verwendung an der Oberfläche matt ausgestalteter Galetten sowohl zur Führung des Fadens in die den Streckpunkt festlegende Dampfdüse der zweiten Streckstufe als auch zum Fadenabzug daraus ein flusenarmes Garn höchster Qualität hergestellt werden. Bisher glaubte man, daß schlüpfrige, an der Oberfläche matt ausgestaltete Galetten nicht zur Fadenführung vor und hinter einer Dampfdüse verwendet werden könnten, da die Dampfdüse die Länge der Streckzone verkürzen würde und der Fadenschlupf zu einer schwankenden Zone der eigentlichen Verstreckung und in der Folge zu instabilen, ungleichmäßigen Streck- und Garnverhältnissen führen würde. Überraschenderweise zeigt sich jedoch, daß die Streckzone unkritisch ist und das Garn bei normalen physikalischen Eigenschaften verbesserte Flusenzahlen aufwies.
Beispiel 5
• Unter Verwendung der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtung wurde mit zwei Polyestergarnfäden bei 114,3 lb/Stunde (52 kg/h) und einer Geschwindigkeit von 1650 m/m auf Galette 1 und einer Aufspulgeschwindigkeit von 3889 m/m ein Garn unter den Bedingungen gemäß Tabelle II mit den Eigenschaften gemäß Tabelle VI hergestellt. Bei nicht in Tabelle V angegebenen Bedingungen handelt es sich um die oben bei der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform angegebenen optimalen oder bevorzugten Bedingungen. Tabelle II Verfahrensbedingungen Garntiter Filamente Durchsatz Polymertemperatur bei Spinnpumpeneinlaß Dowtherm-Temperaturpumpe Dowtherm-Temperaturtopf Anblasung Typ Verzögerungslänge Gehäusedurchmesser Gehäuselänge Fließgeschwindigkeit Schmierrollengeschwindigkeit Unverstreckte Geschwindigkeit Streckverhältnis (zur Aufspulung) GESAMT Galettentemperatur Lieferwerk Erstes Streckwerk Zweites Streckwerk Konditionierwerk Den Streckpunkt festlegende Dampfdüse (2. Streckzone) Druck Temperatur Verdichtung Druck 35Spulmaschine Typ Spannung Aufnahmegeschwindigkeit 100 Denier (111 tex) Radial Umgebungstemperatur/Umgebungstemperatur 41,4 Newton/cm² A4 Rieter 200 Gramm TABELLE III Anzahl der Filamente Durchsatz kg/h (lb/h) Unverstreckte Geschwindigkeit, Streckverhältnis Nr. 1 Streckverhältnis Nr. 2 Streckverhältnis Nr. 3 (zur Aufspulung) Gesamt Oberflächenrauhigkeit (Ra) µm (Mikrozoll) Lieferwerk Erstes Streckwerk Zweites Streckwerk (63-66) /70-77) Galettentemperatur, in ºC Spulmaschine Typ Spannung, Gramm Aufnahmegeschwindigkeit, m/m Garneigenschaften Titer Dehnung, % Bruchfestigkeit, kg (lb) ) feinheitsbezogene Höchstzugkraft dN/tex (Gramm pro Denier) Schrumpfung, % Intrinsische Viskosität Mechanische Qualität Flusen/1000 m Visuelle Bewertung Streckspannung zweite Stufe, Gramm Leesona 1045(116 tex) Ausgezeichnet > 5000 (geschätzt 6000) TABELLE IV Anzahl der Filamente Durchsatz kg/h (lb/h) Unverstreckte Geschwindigkeit, Streckverhältnis Nr. 1 Streckverhältnis Nr. 2 Streckverhältnis Nr. 3 Streckverhältnis Nr. 4 (zur Aufspulung) Gesamt Oberflächenrauhigkeit (Ra) µm (Mikrozoll) Lieferwerk Erstes Streckwerk Zweites Streckwerk Konditionierwerk Galettentemperatur, in ºC Dampfdüsendruck, Newton/cm² Temperatur, ºC Aufspulmaschine Typ Spannung, Gramm Aufnahmegeschwindigkeit, m/m Garneigenschaften Titer Dehnung, % Bruchfestigkeit, kg (lb) feinheitsbezogene Höchstzugkraft dN/tex (Gramm pro Denier) Schrumpfung, % Leesona 1005(112 tex) TABELLE IV (FORTSETZUNG) Mechanische Qualität Streckspannung Temperatur Dampfdüse zweite Stufe, Gramm Flusen/1000 m Visuelle Bewertung minderwertig TABELLE V Anzahl der Filamente Durchsatz kg/h (lb/h) Unverstreckte Geschwindigkeit, m/m Streckverhältnis Nr. 1 Streckverhältnis Nr. 2 Streckverhältnis Nr. 3 (zur Aufspulung) Gesamt * Oberflächenrauhigkeit µm (Mikrozoll) Lieferwerk Erstes Streckwerk Zweites Streckwerk Galettentemperatur, ºC 20Streckpunktfestlegende Dampfdüse Dampfdüsendruck, Newton/cm² Temperatur, ºC Spulmaschine Typ Spannung, Gramm Aufnahmegeschwindigkeit, m/m Garneigenschaften Titer Dehnung, % Bruchfestigkeit, kg (lb) feinheitsbezogene Höchstzugkraft dN/tex (Gramm pro Denier) Schrumpfung, % Leesona 1002 (111 tex) TABELLE V (FORTSETZUNG) Mechanische Qualität Streckspannung Temperatur - Dampfdüse ºC zweite Stufe, Gramm Flusen/1000 m Visuelle Bewertung Streckpunktfestlegung nachgestellt ausgezeichnet minderwertig TABELLE VI FASEREIGENSCHAFTEN VERSTRECKT Versuch Nr. Den*/tex * DEN bedeutet Denier UE* bedeutet Höchstzugkraftdehnung, % UTS * bedeutet Höchstzugkraft, dN/tex (g/d) BS* bedeutet Bruchfestigkeit, kg (lb) TS* bedeutet Schrumpfung nach ASTM bei 177ºC, % COOH* bedeutet Carboxylendgruppen, mÄq/kg Eigenschaften. unverstreckt Doppelbrechung PS: Zur Umrechnung von Denier in Tex mit 0,1111 multiplizieren.

Claims (10)

1. Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Herstellung von hochleistungsfähigem, mehrfädigem Garn für Reifenkord und technische Anwendungen aus Polyester, bei dem man

(a) geschmolzenen Polyester aus einer Spinndüse (13) zu Filamenten (14, 15) extrudiert, dann

(b) die Filamente unter Kühlung (17) und Präparierung (18) einem ersten Lieferwerk (1, 1a) mit einer Geschwindigkeit von 1000 bis 4000 Metern pro Minute 50 zuführt, daß man ein teilorientiertes Garn erhält, dann

(c) die Filamente 50 weiterführt, daß sie in einer zwischen dem Lieferwerk (1, la) und einem ersten Streckwerk (2, 3) liegenden ersten Streckzone teilverstreckt werden, dann

(d) das teilverstreckte Garn aus dem ersten Streckwerk in einer zweiten, aus dem ersten Streckwerk (2, 3), einem zweiten Streckwerk (5, 6) und einer zwischen den beiden Streckwerken (2, 3) und (5, 6) angeordneten, den Streckpunkt festlegenden Einrichtung (4) gebildeten Streckzone verstreckt, dann

(e) die Filamente aus dem zweiten Streckwerk (5, 6) einem Konditionierwerk (7, 8) zuführt und schließlich

(f) die Filamente aufnimmt, gekennzeichnet durch die Verwendung an der Oberfläche matt ausgestalteter Galetten (2, 3, 5, 6) mit einem arithmetischen Mittelwert ihrer Oberflächenrauhigkeit Ra von 0,89 bis 3,05 µm (35 bis 120 Mikrozoll) zur Fadenführung vor der den Streckpunkt festlegenden Einrichtung (4) und zum Fadenabzug daraus, wobei man die Fadenzugkraft in der zweiten Streckzone unter 4,42 dN/tex (5 gpd) hält und wodurch man ohne Einbußen bei der garnmechanischen Qualität mehrere Fäden aus den Filamenten durch einen einzigen Satz von Liefer-, Streck- und Konditionierwerken führen kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fadenzugkraft in der zweiten Streckzone auf 3,53 dN/tex (4 gpd) oder darunter einstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fadenzugkraft in der zweiten Streckzone unter 3,09 dN/tex (3,5 gpd) hält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhigkeit 0,89 bis 2,03 µm (35 bis 80 Mikrozoll) beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Verstreckung der zweiten Stufe vier in Paaren angeordnete, an der Oberfläche matt ausgestaltete Galetten verwendet, wobei das erste Paar (2, 3) die den Streckpunkt festlegende Einrichtung (4) beliefert und das zweite Paar (5, 6) Garn aus der den Streckpunkt festlegenden Einrichtung (4) abzieht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das erste Paar Streckgaletten (2, 3) bei einer Temperatur von 50 bis 100ºC und das zweite Paar (5, 6) Streckgaletten bei einer Temperatur von 200 bis 237ºC hält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Konditionierwerk ein Paar Galetten (7, 8) mit einem arithmetischen Mittelwert ihrer Oberflächenrauhigkeit von 0,89 bis 3,05 µm (35 bis 120 Mikrozoll) einsetzt.

8 Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als den Streckpunkt festlegende Einrichtung (4) eine Dampfdüse mit einer Dampf temperatur von 320 bis 520ºC einsetzt und die Garngeschwindigkeit des ersten Lieferwerks (1, 1a) auf 1200 bis 3000 m/m einstellt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lieferwerk (1, la) eine Rauhigkeit von 0,05 bis 0,20 µm (2 bis 8 Mikrozoll) und eine Temperatur von 80ºC bis 100ºC aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Konditionierwerk (7, 8) ein 1- bis loprozentiges Relaxationsschrumpfen des Garns bewirkt.