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Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von orientiertem
polymerem filamentartigem Garn, hergestellt aus Polyethylenterephthalat
oder Polyhexamethylenadipinsäureamid, in einem direkt verwendbaren
ersponnenen Zustand durch Spinnen eines faserbildenden Polymers mit hohen
Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 7 km/min oder mehr ohne
Verwendung einer nachfolgenden Verstreckstufe.
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Das Verfahren der Erfindung unterscheidet sich deutlich von den gut
etablierten Verfahren zur Erzeugung von teilweise orientiertem Garn (POY)
bei geringeren Spinngeschwindigkeiten, zum Beispiel im Bereich von 3000
bis 4500 Meter/Minute. Solche (POY)-Garne haben zur direkten Verwendung in
einer textilen Fläche eine zu hohe Dehnung, und das Garn muß verstreckt
werden, um seine Dehnung zu verringern. Diese Verstreckstufe ist oft mit
einem Bauschschritt kombiniert.
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Versuche haben gezeigt, daß, wenn die Spinngeschwindigkeit auf über 5
km/min steigt, es zu einem sehr raschen Anstieg der auf den Fadenlauf im
Spinnkamin ausgeübten Spannung kommt, wobei ein wesentlicher Teil der
Verstreckung innerhalb weniger Zentimeter stattfindet, was zu einem
Halsverstreckungsverhältnis von bis zu 6,0 und zur Bruchwahrscheinlichkeit
führt. Um den Betrieb bei noch höheren Geschwindigkeiten möglich zu
machen, ist es offensichtlich, daß die maximale Spannung, die maximale
Verformungsgeschwindigkeit und somit das "Halsverstreckungsverhältnis"
verringert werden müssen.
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Versuche, das "Halsverstreckungsverhältnis" durch die Verwendung
einer beheizten Ummantelung mit konstanter Temperatur unmittelbar
unterhalb der Spinndüse zu verringern, haben dazu geführt, daß der
Verstreckungspunkt oder -hals um eine fast genau der Länge der Ummantelung
entsprechende Strecke verschoben wird, wobei die Garngeschwindigkeit vor
der "Hals"-Bildung nur geringfügig zunimmt.
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In EP-A-244217, EP-A-245011 und US-A-4687610 (alle an E. 1. Du Pont
de Nemours and Company) sind verschiedene Verfahren zur Steuerung der
Streckungsprofile eines Fadenlaufs bei hohen Spinngeschwindigkeiten
beschrieben. In EP-A-244217 und EP-A-245011 ist ein Verfahren zur
Herstellung polymerer Filamente beschrieben, bei dem die frisch
extrudierten Filamente in eine geschlossene Zone eintreten, die durch einen
kontrollierten Luftstrom bei leichtem Überdruck auf Überatmosphärendruck
gehalten wird, und die Filamente verlassen die Zone durch eine Verengung,
entweder eine Ventun-Düse oder ein Rohr, unterstützt durch den
gleichzeitigen Strom solcher Luft mit einer kontrollierten hohen Geschwindigkeit.
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Bei diesem Verfahren wird das Ausmaß der "Halsbildung", die ansonsten
normalerweise bei den verwendeten hohen Spinngeschwindigkeiten bei den
Filamenten zu beobachten ist, beträchtlich verringert, so daß die
Filamente stärker oder gleichförmiger orientiert sind (geringerer
Unterschied zwischen amorphen Teilen und kristallinen Teilen).
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In US-A-4687610 ist ein in gewisser Weise ähnliches Verfahren
beschrieben, bei dem der Fadenlauf, nachdem er die Spinndüse verläßt,
zuerst durch eine geschlossene Kammer, die mit einem Druckgas gespeist
wird, und anschließend durch eine mit der Unterseite der Kammer
verbundenen Röhre geleitet wird. Die Röhre wird ebenfalls mit einem Druckgas
gespeist. In dem Verfahren stieg das Geschwindigkeitsprofil der
Spinnfilamente gleichmäßig bis zur endgültigen Aufwickelgeschwindigkeit ohne
Anzeichen von irgendeiner plötzlichen Geschwindigkeitsänderung oder
an. In GB-B-1391471 (Hoechst Aktiengesellschaft) ist ein
Heizelement zur Verwendung bei der Herstellung von Spinnfilamenten mit
einem geringen Grad an Vororientierung, d.h. POY-Garnen, beschrieben. Das
Heizelement enthält zwei Teile, wobei jeder Teil die Form eines hohlen
Kegelstumpfes hat, die miteinander an ihren größeren kreisförmigen
Öffnungen verbunden sind. Der untere Teil wird erhitzt, während die
Innenwand des oberen Teils die vom unteren Teil ausgestrahlte Wärme
reflektiert. Der Spinnfadenlauf ist somit einer Temperaturänderung
ausgesetzt, wenn er durch das Heizelement geleitet wird.
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In JP-B-51067-422 (Teijin) ist ein Verfahren beschrieben, bei dem der
Spinnpolyester-Fadenlauf durch eine Heizatmosphäre mit gesteuertem
Temperaturgradienten geleitet wird. Die Polyesterfaser wird bei einer
niedrigen Geschwindigkeit von 2 km/min aufgewickelt. In JP-B-59001-713-A
und JP-B-58203-112-A (beide Toray) wird der Spinnfadenlauf durch eine
erhitzte Röhre unmittelbar unterhalb der Spinndüse geleitet. Die
Temperatur in der Röhre wird zwischen dem Schmelzpunkt des Polymers und
400ºC gehalten, wobei die Temperatur nach unten schrittweise abnimmt. Die
Spinnfaser wird mit einer Geschwindigkeit von 1,5 und 3 km/min
aufgewikkelt. JP-B-62250213 A (Teijin) beschreibt ebenfalls die Verwendung eines
zylindrischen Heizelements unmittelbar unterhalb der Spinndüse, wobei ein
solches Heizelement es ermöglicht, daß den frisch gesponnenen Filamenten
in einer Richtung parallel zu den Filamenten ein abnehmendes
Temperaturverteilungsprofil verliehen wird. Obwohl das Patent Spinngeschwindigkeiten
von 3 km/min oder mehr betrifft, wird durch Lesen der Beschreibung
deutlich, daß das beschriebene Verfahren POY-Garne erzeugt und daß eine
nachfolgende Verstreckstufe erforderlich ist.
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Die Heizumgebungen mit Temperaturgradient, die in GB-B-1391471 und
den obigen Japanischen Patenten verwendet werden, dienen lediglich zur
Steuerung der physikalischen Eigenschaften der Spinnfilamente und/oder zur
Verhinderung thermischer Zersetzung des geschmolzenen Polymers. Es gibt
keinen Hinweis, daß die Verwendung dieser Umgebungen auch dazu verwendet
werden könnte, um das "Halsverstreckungsverhältnis" in einem Spinn
fadenlauf zu verringern. Tatsächlich tritt die "Halsbildung" beim Spinnen
von POY-Garnen nicht auf.
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Die JP-A-1314721 offenbart das Spinnen von Polyethylenterephthalat
bei 9000 m/min oder mehr in eine Heizzone bei 250&sup0;c oder mehr unmittelbar
unter der Spinndüse.
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Ähnlich offenbart die US-A-4134882 das Spinnen von
Polyethylenterephthalatfilamenten bei extrem hohen Geschwindigkeiten. Beim letzteren
Verfahren ist es bevorzugt, das Abkühlen der Filamente, die aus der
Spinndüse austreten, zu verzögern. Zu diesem Zweck wird eine Schutzzone, die
eine hohle Röhre sein kann, unter der Spinndüse zur Verfügung gestellt. In
die hohle Röhre kann ein Gas, erwärmt oder bei Umgebungstemperatur,
eingebracht werden, so daß die US-A-4134882, genau wie die JP-A-1314721,
eine Zone mit konstanter Temperatur nach der Spinndüse offenbart.
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Wir haben jetzt gefunden, daß Vorteile in einem Verfahren zur
Herstellung eines polymeren filamentartigen Garns, hergestellt aus Poly
ethylenterephthalat oder Polyhexamethylenadipinsäureamid, in einem
ersponnenen Zustand erzielt werden können durch Verwendung von
Aufnahmegeschwindikgeiten in der Größenordnung von 7 km/min oder mehr, wenn der
Spinnfadenlauf unmittelbar nach dem Verlassen der Spinndüse durch eine
erhitzte Ummantelung geleitet wird, worin die Temperatur der Umgebung, und
deshalb der Filamente selbst, allmählich verringert wird, bevor Kühlluft
zugeführt wird. Insbesondere erhöht die Gegenwart dieser Ummantelung die
Geschwindigkeit der Filamente vor der "Halsbildung" und verringert somit
das "effektive Halsverstreckungsverhältnis".
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Gemäß dem Aspekt der Erfindung stellen wir ein Verfahren zum
Schmelzspinnen von Polyethylenterephthalat oder
Polyhexamethylenadipinsäureamid zu einem filamentartigen Garn zur Verfügung, bei dem der
Spinnfadenlauf durch eine erhitzte Ummantelung, die sich unmittelbar unterhalb
der Spinndüse befindet, geleitet wird, der Fadenlauf durch einen Luftstrom
abgekühlt wird und anschließend mit einer Geschwindigkeit von 7 km/min
oder mehr aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der
Umgebung innerhalb der Ummantelung, und als Folge davon die Temperatur der
Filamente selbst, allmählich verringert wird, bevor die Filamente in dem
Fadenlauf abgekühlt werden, so daß das Halsverstreckungsverhältnis, das in
den Filamenten auftritt, 3,0 oder weniger ist.
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Mit "Halsverstreckungsverhältnis" meinen wir das Verhältnis der
Geschwindigkeit des Fadenlaufs nach dem Beginn der Halsbildung dividiert
durch die Geschwindigkeit des Fadenlaufs vor dem Beginn der Halsbildung.
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Die Erfindung wird jetzt anhand der folgenden Beispiele beschrieben.
Beispiele 1 und 2 (Vergleichsbeispiele) werden aufgeführt, um zu zeigen,
daß die tlhals"-Bildung bei der Herstellung von POY-Garn nicht auftritt.
Beispiele 3 und 4 (Vergleichsbeispiele) werden aufgeführt, um die
zunehmend schlechte Verarbeitbarkeit von sowohl Polyester- als auch
Polyamidgarnen bei Geschwindigkeiten im Bereich von 5 km/min bis 7 km/min
zu zeigen. Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel) zeigt die Auswirkung einer
Ummantelung mit konstanter Temperatur auf das Spinnen von PET bei 7
km/min. Beispiele 6 und 7 beziehen sich speziell auf die Erfindung.
BEISPIEL 1 (VERGLEICHSBEISPIEL) - HERSTELLUNG VON POLYESTER-POY-GARN
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Polyethylenterephthalat mit einer relativen Viskosität von 1,63,
gemessen in m-Kresol (1% Gew./Gew.), wurde bei einer Temperatur von 290ºC
durch 24 Löcher mit einem Durchmesser von 0,36 mm bei einer
Geschwindigkeit von 1,75 g/min/Loch extrudiert. Die Filamente werden durch eine 1,2 m
lange Quenchkammer geleitet, wo sie mit einem quer mit 0,3 m/Sek.
fließenden Luftstrom abgekühlt werden. Nach dem Auftrag von Finish auf das Garn
wird das Garn über zwei Galetten geleitet und mit 3500 m/min aufgewickelt,
um ein 120f24-Garn mit einer Festigkeit von 26,5 cN/tex und einer Dehnung
von 112% zu ergeben. Während der Herstellung des Garns wurde die
Geschwindigkeit der Filamente bei verschiedenen Abständen zur Spinndüse
gemessen, und die Ergebnisse sind in Fig. 1 gezeigt. Die Geschwindigkeit
der Filamente nimmt fließend bis zur Endgeschwindigkeit zu, ohne irgendein
Anzeichen eines plötzlichen Geschwindigkeitsanstiegs oder einer "Hals"-
Bildung. Dieses Garn ist zur direkten Verwendung nicht geeignet.
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Das Garn wurde anschließend mit einem Verstreckungsverhältnis von
1,61 verstreckt, um ein 76f24-Garn mit einer Festigkeit von 43 cN/tex und
einer Dehnung von 30% zu ergeben. Dieses Garn war von guter Qualität und
überaus geeignet zur Verwendung bei der Herstellung textiler Flächen.
BEISPIEL 2 (VERGLEICHSBEISPIEL) - HERSTELLUNG VON POLYAMID-POY-GARN
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Polyhexamethylenadipinsäureamid mit einer relativen Viskosität von
40, gemessen als eine 8,4%ige Lösung in 90%iger Ameisensäure, wurde bei
einer Temperatur von 285ºC durch 13 Löcher mit einem Durchmesser von 0,33
mm bei einer Geschwindigkeit von 1,42 g/min/Loch extrudiert. Die Filamente
werden durch eine 1,2 m lange Quenchkammer geleitet, wo sie mit einem quer
mit 0,3 m/Sek. fließenden Luftstrom abgekühlt werden. Nach dem Auftrag von
Finish auf das Garn wird das Garn über zwei Galetten geleitet und mit 4200
m/min aufgewickelt, um ein 44f13-Garn mit einer Festigkeit von 36 cN/tex
und einer Dehnung von 66% zu ergeben. Während der Herstellung des Garns
wurde die Geschwindigkeit der Filamente bei verschiedenen Abständen zur
Spinndüse gemessen, und die Ergebnisse sind in Fig. 1 gezeigt. Die
Geschwindigkeit der Filamente nimmt fließend bis zur Endgeschwindigkeit
zu, ohne irgendein Anzeichen eines plötzlichen Geschwindigkeitsanstiegs
oder einer "Hals"-Bildung. Dieses Garn ist zur direkten Verwendung nicht
geeignet, außer in speziellen Umständen, sondern wird in der Regel
anschließend verstreckt.
BEISPIEL 3 (VERGLEICHSBEISPIEL) - HERSTELLUNG VON POLYESTERGARNEN IM
GESCHWINDIGKEITSBEREICH VON 5000-7000 M/MIN
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Polyethylenterephthalat mit einer relativen Viskosität von 1,63,
gemessen in m-Kresol (1% Gew./Gew.), wurde durch 24 Löcher extrudiert.
Details über Spinntemperatur, Spinndüsenlochabmessungen und
Spinndüsenlochdurchsätze bei den verschiedenen Geschwindigkeiten sind in
Tabelle 1 angegeben. Die Filamente werden durch eine 1,2 m lange
Quenchkammer geleitet, wo sie mit einem quer mit 0,3 m/Sek. fließenden
Luftstrom abgekühlt werden. Nach dem Auftrag von Finish auf das Garn wird
das Garn über zwei Galetten geleitet und mit jedesmal verschiedenen
Geschwindigkeiten aufgewickelt, um ein 76f24-Garn zu ergeben. Während der
Herstellung des Garns wurde die Geschwindigkeit der Filamente bei
verschiedenen Abständen zur Spinndüse gemessen, und die Ergebnisse sind in
Fig. 2 gezeigt. Die Geschwindigkeit der Filamente nimmt nicht fließend bis
zur Endgeschwindigkeit zu, es tritt ein plötzlicher Geschwindigkeits
anstieg mit Bildung eines "Halses" auf. Das "Halsverstreckungsverhältnis"
ist ebenfalls in Tabelle 1 angegeben. Die Verarbeitbarkeit war bei der
höchsten Geschwindigkeit, 7000 m/min, schlecht, was es unmöglich machte,
eine zufriedenstellende Bruchrate zu erzielen.
BEISPIEL 4 (VERGLEICHSBEISPIEL) - HERSTELLUNG VON POLYAMIDGARNEN IM
GESCHWINDIGKEITSBEREICH VON 5000-7000 M/MIN
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Polyhexamethylenadipinsäureamid mit einer relativen Viskosität von
40, gemessen als eine 8,4%ige Lösung in 90%iger Ameisensäure, wurde bei
einer Temperatur von 285ºC durch 13 Löcher extrudiert. Details über
Spinntemperatur, Spinndüsenlochabmessungen und Spinndüsenlochdurchsätze
bei den verschiedenen Geschwindigkeiten sind in Tabelle 2 angegeben. Die
Filamente werden durch eine 1,2 m lange Quenchkammer geleitet, wo sie mit
einem quer mit 0,3 m/Sek. fließenden Luftstrom abgekühlt werden. Nach dem
Auftrag von Finish auf das Garn wird das Garn über zwei Galetten geleitet
und mit jedesmal verschiedenen Geschwindigkeiten aufgewickelt, um ein
44f13-Garn zu ergeben. Während der Herstellung des Garns wurde die
Geschwindigkeit der Filamente bei verschiedenen Abständen zur Spinndüse
gemessen, und die Ergebnisse sind in Fig. 3 gezeigt. Die Geschwindigkeit
der Filamente nimmt nicht fließend bis zur Endgeschwindigkeit zu, es tritt
ein plötzlicher Geschwindigkeitsanstieg mit Bildung eines "Halses" auf.
Die Plötzlichkeit des Geschwindigkeitsanstiegs nimmt mit zunehmender
Geschwindigkeit zu. Das "Halsverstreckungsverhältnis" ist ebenfalls in
Tabelle 2 angegeben. Die Verarbeitbarkeit war bei der höchsten
Geschwindigkeit, 7000 m/min, schlecht, was es schwierig macht, eine
zufriedenstellende Bruchrate zu erzielen.
BEISPIEL 5 (VERGLEICHSBEISPIEL) - HERSTELLUNG VON PET DURCH VERWENDUNG
EINER UMMANTELUNG MIT KONSTANTER
TEMPERATUR BEI 7000 M/MIN
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Beispiel 3 wurde unter den für die Herstellung von 76f24 mit 7000
m/min angegebenen Bedingungen wiederholt, außer daß in diesem Fall eine
Ummantelung mit drei wie in Fig. 4 gezeigten Bereichen und mit einer
Gesamtlänge von 250 mm zwischen den Boden der Spinndüse und der Oberseite
des Quenchgehäuses eingesetzt wurde. Die Ummantelung wurde mit dem Boden
der Packbox verbunden. Die drei Ummantelungsbereiche wurden auf eine
konstante Temperatur von 300ºC eingestellt und die Geschwindigkeit der
Filamente bei verschiedenen Abständen zur Spinndüse gemessen; die
Ergebnisse sind in Fig. 5 zusammen mit denen von Beispiel 3, die in
Abwesenheit einer Ummantelung aufgenommen wurden, gezeigt. Es ist
ersichtlich, daß das "Halsverstreckungsverhältnis" nur um einen geringen
Betrag verringert wird, Tabelle 3, und daß der "Hals" um eine Strecke
versetzt wird, die fast der Länge der Ummantelung entspricht. Die
Verarbeitbarkeit wurde etwas verbessert.
BEISPIEL 6 - HERSTELLUNG VON PET DURCH VERWENDUNG EINER
PROFILTEMPERATURUMMANTELUNG BEI 7000 M/MIN
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Beispiel 5 wurde wiederholt, außer daß in diesem Fall die drei
Bereiche der Ummantelung auf 300ºC, 250ºC bzw. 200ºC erhitzt wurden. Das
"Halsverstreckungsverhältnis" wird, verglichen mit Beispiel 5, weiter
verringert (siehe Tabelle 3), und in diesem Fall ist der "Hals" um eine
Strecke von 310 mm, verglichen mit der Länge der Ummantelung von 250 mm,
versetzt.
BEISPIEL 7 - HERSTELLUNG VON PA 66 DURCH VERWENDUNG EINER
PROFILTEMPERATURUMMANTELUNG BEI 7000 M/MIN
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Beispiel 4 wurde unter den für die Herstellung von 44f13 mit 7000
m/min angegebenen Bedingungen wiederholt, außer daß in diesem Fall eine
wie in Beispiel 5 beschriebene Ummantelung eingebaut wurde und die
Temperaturen der drei Bereiche 250ºC, 200ºC bzw. 150ºC betrugen. Die
Geschwindigkeit der Filamente wurde bei verschiedenen Abständen zur
Spinndüse gemessen, die Ergebnisse sind in Fig. 6 zusammen mit denen von
Beispiel 4, die in Abwesenheit einer Ummantelung aufgenommen wurden,
gezeigt. Es ist ersichtlich, daß das "Halsverstreckungsverhältnis"
wesentlich verringert wird (siehe Tabelle 4), und daß der "Hals" um eine
Strecke versetzt wird, die wesentlich größer ist als die Länge der
Ummantelung. Die Verarbeitbarkeit wurde stark verbessert.
TABELLE 1 - DETAILS DER VERARBEITUNGSBEDINGUNGEN UND DES
"HALSVERSTRENKUNGSVERHÄLTNISSES FÜR PET-GARNE IM
GESCHWINDIGKEITSBEREICH VON 5000-7000 M/MIN
TABELLE 2 - DETAILS DER VERARBEITUNGSBEDINGUNGEN UND DES
"HALSVERSTRENKUNGSVERHÄLTNISSES FÜR PA-66-GARNE IM
GESCHWINDIGKEITSBEREICH VON 5000-7000 M/MIN
TABELLE 3 - VERGLEICH VON PET MIT UND OHNE EINE UMMANTELUNG BEI 7000
M/MIN
TABELLE 4 - VERGLEICH VON PA 66 MIT UND OHNE EINE UMMANTELUNG BEI 7000
M/MIN
TABELLE 5 - VERGLEICH DES "HALSVERSTRECKUNGSVERHÄLTNISSES" VON PET UND
PA 66 BEI VERSCHIEDENEN SPINNGESCHWINDIGKEITEN
TABELLE 6 - AUSWIRKUNG DER UMMANTELUNG AUF DAS
"HALSVERSTRECKUNGSVERHÄLTNIS" BEI 7000 M/MIN
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Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß bei typischen POY-Geschwindigkeiten,
3500 m/min und 4200 m/min für PET bzw. PA 66, die Filamentgeschwindigkeit
allmählich ansteigt, ohne Anzeichen eines Punkts, bei dem die
Geschwindigkeit sehr rasch ansteigt, d.h., es gibt keinen "Hals". Man würde annehmen,
daß bei diesen Spinngeschwindigkeiten die Auswirkung einer Ummantelung
relativ klein sein würde. Jede Verzögerung bei der Abkühlung könnte die
Garn-Doppelbrechung verringern und das Ausdehnungsvermögen des Garns (in
ersponnenem Zustand) erhöhen, wobei die Verwendung eines geringfügig
höheren Verstreckungsverhältnisses notwendig wird, um einen Garn mit
vergleichbarem Endausdehnungsvermögen zu ergeben. Als Folge dieses höheren
Verstreckungsverhältnisses, müßte der Spinn-Decitex erhöht werden, um
denselben End-Decitex zu ergeben; deshalb muß der Durchsatz beim Spinnen
erhöht werden. Jeglicher potentieller Nutzen betrifft deshalb vermutlich
die Produktivität.
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Wenn sich die Geschwindigkeit erhöht, Fig. 2 und 3, dann kommt es
sowohl bei PET als auch bei PA 66 zu einem Punkt, bei dem eine sehr rasche
Änderung der Filamentgeschwindigkeit über eine Strecke von wenigen
Zentimetern auftritt, d.h. das Garn scheint einen "Hals" zu ziehen. (Diese
plötzliche Geschwindigkeitsänderung könnte tatsächlich über eine noch
kleinere Strecke wie angegeben auftreten, insbesondere im Falle von PET,
die relevanten Messungen sind nicht durchgeführt worden.) Das Verhältnis
der Geschwindigkeit nach dieser plötzlichen Änderung dividiert durch die
Geschwindigkeit vor der plötzlichen Änderung ist als das
"Halsverstreckungsverhältnis" definiert und in Tabelle 5 für
Spinngeschwindigkeiten von 5000 bis 7000 m/min tabellarisch aufgeführt, ebenso ist eine
Abschätzung der Strecke, entlang der dieses Verstreckungsverhältnis
auftritt, enthalten. Wenn die Geschwindigkeit steigt, steigt auch das
"Halsverstreckungsverhältnis" an und die Strecke, entlang der es auftritt,
nimmt ab. Offensichtlich führt die Bildung dieses "Halses" sowohl zu einer
sehr hohen Spannungs- als auch Verformungsrate an diesem Punkt. Es wird
angenommen, daß viele der Filamentbrüche bei hoher Geschwindigkeit (> 6500
m/min) entweder durch "eine zu hohe Spannungsrate" oder durch "eine zu
hohe Verformungsrate" oder tatsächlich durch "ein zu hohes
Halsverstreckungsverhältnis" verursacht werden.
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Das "Halsverstreckungsverhältnis" bei einer speziellen
Spinngeschwindigkeit würde auch von dem Molekulargewicht des Garns abhängen; je
größer das Molekulargewicht, desto größer das
"Halsverstreckungsverhältnis" bei einer gegebenen Geschwindigkeit.
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Das Anbringen einer Ummantelung unterhalb der Spinndüse zur
Verzögerung der Abkühlung, wodurch die Filamentgeschwindigkeit, bevor die
Abkühlung beginnt, erhöht und, hoffentlich, das
"Halsverstreckungsverhältnis" verringert werden, war ein naheliegender Schritt. Es war
ziemlich überraschend, daß die Verwendung einer gleichmäßigen
Ummantelungstemperatur (300ºC) nur zu einer geringen Änderung der
Fadenlaufgeschwindigkeit beim Eintreten in den "Hals" führte, und daß die Position
des "Halses" um eine Strecke, die etwa gleich der Länge der Ummantelung
war, verrückt war (Fig. 5). Vermutlich liegt dies daran, daß die
Filamente, welche die Ummantelung verlassen, dieselbe Temperatur besitzen
wie beim Verlassen der Spinndüse, jedoch sich mit etwas höherer
Geschwindigkeit bewegen, wenn die Kühlluft zugeführt wird. Dieselbe Wirkung
hätte vermutlich durch Verwendung etwas kleinerer Spinndüsenlöcher, um die
Düsengeschwindigkeit zu erhöhen, und keiner Ummantelung erreicht werden
können.
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Die Verwendung einer profilierten Ummantelung, worin die Temperatur
der Filamentumgebung und deshalb der Filamente selbst allmählich
verringert wird, bevor die Kühlluft zugeführt wird, erhöht jedoch die
Geschwindigkeit der in den "Hals" eintretenden Filamenten und verringert
somit das "effektive Halsverstreckungsverhältnis". Dies ist deutlich in
Fig. 6 für PA 66 bei 7000 m/min gezeigt. Das "Halsverstreckungsverhältnis"
wird beträchtlich verringert (Tabelle 6) und die Änderung der
Filamentstellung, bei welcher der Hals auftritt, ist größer als die Länge der
Ummantelung.