DEV0000379MA - Verfahren zur Herstellung von aus linearen Hochpolymeren o.dgl. gesponnener und nachverstreckter Kunststoff-Fäden - Google Patents

Description

Es ist bekannt, aus der Schmelze gesponnene Fäden synthetischer linearer Hochpolymerer nach dem Erkalten um ein Vielfaches zu verstrecken, wodurch dann eine bedeutende Fadenverfestigung eintritt. Die dabei erzielte Bruchdehnung aber ist für manche Verwendungszwecke unerwünscht hoch.

Das bisherige sogenannte Kaltverstreckungsverfahren arbeitet mit zwei mit verschiedener Geschwindigkeit laufenden Walzenpaaren, zwischen denen der Faden verstreckt wird. Wollte man mittels solcher Streckwalzenpaare die angestrebte niedere Bruchdehnung erreichen, so müsste man zu einem Verstreckungsfaktor greifen, den dann der Faden nicht aushält. Der Grund hierfür liegt in Unregelmässigkeiten des Fadengefüges o.dgl., wodurch die einer bestimmten Verstreckung zugeordneten Reaktionskräfte, insbesondere bei sehr starker Verstreckung, von recht wechselnder Grösse sind, was dann zu Fadenbrüchen führt.

Erfindungsgemäss lassen sich störungsfrei Kunststoff-Fäden aus linearen Hochpolymeren mit niederer Bruchdehnung und dabei hoher Festigkeit dadurch erzielen, dass man diese Fäden unter Einhaltung einer konstanten Streckreaktionskraft verstreckt und dabei den Verstreckungsfaktor nach Massgabe der Unregelmässigkeiten der Kunststoff-Fäden selbsttätig schwanken lässt. Ein Beispiel möge dies anhand eines Diagramms näher erläutern.

Das Diagramm enthält zwei Verstreckungskurven, die von zwei Stücken desselben Fadens aufgenommen sind. Aus diesen Kurven ergibt sich eine mittelmässige Gleichmässigkeit des Fadens. Der Bruchpunkt des einen Fadenstückes liegt bei 155 g und der des anderen bei 157 g.

Bei einem Verstreckungsverhältnis 1 : 4,15 verläuft die Verstreckung des vorliegenden Fadens glatt und störungsfrei. Bei dem genannten Verstreckungsfaktor ergeben sich für die beiden Fadenstücke Verstreckungsreaktionskräfte von 78 bzw. 124 g. Die verbleibenden Bruchdehnungen errechnen sich, bezogen auf die gesamte nach der Verstrek- kung erlangte Einspannlänge, zu 14 bzw. 23,67%. Erfindungsgemäss springt aber das Fadenmaterial, wenn es von der starren Unterlage zur Prüfung abgenommen wird, um etwa 5% ein, sodass die tatsächlich gemessenen Bruchdehnungen nicht 14 bzw. 23,67%, sondern 19 bzw. 28,67% betragen.

Ist nun die Aufgabe gestellt, einen Faden mit höchstens 10 bis 12% Bruchdehnung herzustellen, so gelingt dies nicht ohne weiteres; man müsste dann bei dem in Rede stehenden Faden mit dem Verstreckungsfaktor 4,85 arbeiten und erhielte in diesem Falle Verstreckungs-Reaktionskräfte von 145 bzw. 163 g. Bei 163g aber wäre die Bruchfestigkeit des Fadens bereits überschritten und damit die Unmöglichkeit, in bisheriger Weise mit einem Verstreckungsfaktor von 4,85 zu arbeiten, erwiesen.

Die mit dem genannten Verstreckungsfaktor von 4,85 verstreckbaren Fadenstellen ergäben laut Diagramm eine Bruchdehnung von 5,78%. Mit den erwähnten 5% Einsprung ergäbe dies eine messbare Bruchdehnung von 10,78%, also den erstrebten Wert.

Wird nun nicht mit dem Verstreckungsfaktor 4,85 gestreckt, sondern stattdessen erfindungsgemäss eine Verstreckungsreaktionskraft von 145 g konstant gehalten, so wird der Verstreckungsfaktor, wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, nach Massgabe der Unregelmässigkeiten des Kunststoff-Fadens zwischen den Werten 4,52 und 4,85 von selbst hin- und herschwanken. Die rechnungsmässigen Bruchdehnungen ergeben sich hierbei zu 4,42 und 5,78%, was einschliesslich des Einsprungs einer messbaren Bruchdehnung von 9,42 und 10,78% entspricht. Eine Bruchdehnung von 10% im Mittel ist aber das, was erreicht werden sollte.

Wird nun nicht, wie soeben beschrieben, die Verstreckungsreaktionskraft konstant gehalten, sondern in der bisherigen Weise der Verstreckungsfaktor, und untersucht man nun, wie hoch man den Verstreckungsfaktor bei bruchfreiem Arbeiten überhaupt treiben kann, so ergibt sich aus dem Diagramm, dass der im besten Falle anwendbare konstante Verstreckungsfaktor den Wert 4,52 besitzt. Bei diesem Verstreckungsfaktor ergeben sich jedoch messbare Bruchdehnungsschwankungen von 9,42 bis 18,7%, woraus sich die Überlegenheit des Verfahrens nach der Erfindung deutlich ergibt.

Will man aber dennoch mit einem konstanten Verstreckungsfaktor arbeiten, so kann man auch dabei zum gewünschten Ziel kommen, wenn man dafür Sorge trägt, dass eine genau eingestellte Höchstverstreckungskraft nicht überschritten werden kann, was sich z.B. durch Einbau von Rutschkupplungen in die Verstreckungsorgane mit Leichtigkeit erreichen lässt. Arbeitet man nun beispielsweise mit dem konstanten Verstreckungsfaktor 4,85 und sorgt dann dafür, dass die Höchstverstreckungskraft den Wert 145 g nicht überschreiten kann, so ergeben sich auch bei dieser erfindungsgemässen Verfahrensweise die angestrebten niederen Bruchdehnungen.

Erfahrungsgemäss resultieren aus höheren Verstreckungen auch höhere Reissfestigkeiten. Diese Erscheinung lässt sich aus dem vorliegenden Diagramm nicht ablesen.

Claims (2)

1.) Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Fäden aus linearen Hochpolymeren o.dgl., denen im Anschluss an das Spinnen die Gebrauchseigenschaften durch Nachverstrecken verliehen werden, dadurch gekennzeichnet, dass man die Fäden unter Einhaltung einer konstanten Streckreaktionskraft verstreckt und dabei den Verstreckungsfaktor nach Massgabe der in den Kunststoff-Fäden liegenden Unregelmässigkeiten selbsttätig schwanken lässt.

2.) Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Fäden unter Einhaltung einer maximalen Streckreaktionskraft verstreckt und dabei den Verstreckungsfaktor konstant hält.