EP0345898B1 - Verfahren zur Herstellung eines hochfesten Nylontexturgarnes, Garn hergestellt nach dem Verfahren sowie dessen Verwendung - Google Patents
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- D02G1/0213—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist by false-twisting after drawing the yarn on the same machine
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- D02G1/0286—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist characterised by the use of certain filaments, fibres or yarns
Definitions
- the invention relates to a method for producing a high-strength nylon texture yarn made of nylon 6.6-POY, with a fibril single titer of 1.0-1.4 dtex and a strength of at least 48 cN / tex, a nylon texture yarn produced by the method and its use.
- a process for the sequential drawing of a polyamide 6.6 yarn is known.
- a LOY low oriented yarn
- heat relaxation takes place between stretching and texturing.
- Such a process leads to a stretch yarn with better processing properties.
- Such a yarn is also intended for the production of textiles. Because of its stretch character, it is not suitable for technical purposes.
- the object of the invention is to provide a method for providing a high-strength, fatigue-resistant and dimensionally stable nylon yarn for the production of weft yarn for technical use.
- the main focus is on a fine-fibrillated texture yarn with optimal strength. Texturing should take place directly from nylon 6.6-POY (PON).
- Simtex is the simultaneous stretching and texturing of POY.
- the thread has to be carefully guided through the texturing zone so that it does not lose too much strength and the liquid is still within tolerable limits.
- the object is achieved in that the nylon 6.6-POY is pre-stretched in a stretching zone upstream of the texturing zone and then textured.
- a draw ratio of less than 1: 1.30 has the disadvantage that the strength is too low and thus the elongation values are too high and thus has a negative influence on the curling resistance.
- Such yarns are unsuitable for highly durable fabrics, fabrics or knitted fabrics.
- a draw ratio greater than 1: 1.52 is also unsuitable because of the increase in fibril breaks and thus the fluff.
- the yield stresses increase too much at higher stretching ratios, so that processing becomes worse in relation to the insufficiently effective clamping effect of the supplying plants.
- the textured yarn is free of fibril breaks even at maximum stretch.
- the textured yarn produced by the process has a strength (ft) of more than 48 cN / tex, in particular from 48 cN / tex to 52 cN / tex, at the same time a degree of crimp of more than 50% characteristic crimp and a crimp resistance of 70-90%.
- Texture yarn is used for the first time in the industrial sector, in particular in the production of gear belts in the form of weft threads.
- This Nord made from nylon filaments with a low individual fibril titer, has surprisingly high strengths with a lint freedom not previously achieved in this titer range.
- the strength was measured according to DIN 53834.
- the degree of crimp, crimp resistance and crimping were determined in accordance with DIN 53840.
- FIG. 1 the inventive method is schematically be written.
- reference number 1 shows a supply winding with a thread 2 made of nylon 6.6-POY.
- the thread 2 is drawn off from the supply roll 1 with a delivery unit 3 and drawn over a drawing pin 4 by means of a drawing unit 5 before it passes through a heater 6 and a texturing device 7.
- the texturing device 7 can include a false twister or a swirling nozzle.
- Another delivery mechanism 8 is used to convey a resulting texture yarn 9, which is wound onto a product roll 10 via a thread guide 11 and a thread guide 12.
- the process can be carried out with or without a stylus.
- Curve 1 shows two texture yarns with dtex 78 f 34 and dtex 78 f 52 produced according to the prior art, which were produced with a draw ratio of 1: 1.3.
- Curves 2 show the strength range of threads in the same titer range, however, with the pre-stretching according to the invention.
- Nylon 6.6-POY dtex 78 f 34 is textured on a Heberlein FZ 27 texturing machine under the following test conditions: Spindle tours 415,000 T / min Thread 3,200 T / m Stretching 1: 1.3 to 1: 1.52 Twine 0; + 2% temperature 210 ° C Winding up 6% Drawing pin with without
- the wrapping of the POY around the stretching pin slightly increases the stretching tension due to the friction, which results in a slightly lower effective titer.
- the use of the stretching pin has hardly any influence on the strength and the elongation.
- Nylon 6.6-POY dtex 78 f 34 is textured on a Heberlein FZ 27 texturing machine, varying the temperature from 210-230 ° C under the following test conditions: Spindle tours / min 415,000 Thread (T / m) 3,200 Stretching 1: 1.48 Twisted (%) 0; +1 Winding (%) 7
- Example 2 The results of Example 2 are summarized in Tables 4 and 5.
- Table 4 (0% twisted) Temperature ° C 210 215 220 225 230 Titre dtex 73.9 74.0 73.8 73.9 73.7 Strength cN / tex 48.0 46.1 43.9 39.3 34.6 Strain % 23.8 22.1 20.3 17.0 15.1 Degree of crimp% 47.4 47.9 48.3 49.9 49.7 Crimp resistance% 76.9 75.2 76.2 79.0 78.7 Thread tension ratio 1: 2.83 2.85 2.97 2.98 2.92 Fluff / 1000 km / effective 83/1 0/0 0/0 83/1 166/2 (1% twisted) Temperature ° C 210 215 220 225 230 Titre dtex 74.6 74.9 74.8 74.7 74.8 Strength cN / tex 48.3 45.6 43.5 40.6 35.7 Strain % 24.1 22.3 20.4 18.2 15.9 Degree of crimp% 51.2 51.2 51.7 52.2 52.1
- Nylon 6.6-POY dtex 78 f 52 is textured on a Heberlein FZ 27 texturing machine, varying the temperature from 200-220 ° under the following test conditions: Spindle tours / min 415,000 Thread (T / m) 3,200 Stretching 1: 1.44 Twisted (%) 0 Winding (%) 7
- a steep drop in strength can be observed with increasing temperature, which takes place at a higher level. It is surprising, however, that as the texturing temperature rises, according to the method according to the invention, no significant increase in the liquid can be observed.
- the crimp values can be increased with an increase in temperature, a further increase in the degree of crimp can be achieved with a tension reduction with the twisting in the texturing zone.
- the texturing of POY with pre-stretching according to the invention allows the strength of fine-fibrillated filaments to be increased by up to 25% compared to a non-pre-stretched texture yarn.
- the increase in strength occurs with a good texturing run.
- the resulting textured yarn is free even at maximum pre-stretching of fibril breaks, while a thread processed without pre-stretching already shows intolerable fluid.
- the fine fibrillated texture yarn obtained is particularly suitable for technical use for gear belts. But it can also be used for other technical purposes where strength and resistance to bending are prerequisites for use.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hochfesten Nylontexturgarnes aus Nylon 6.6-POY, mit einem Fibrilleneinzeltiter von 1,0-1,4 dtex und einer Festigkeit von wenigstens 48 cN/tex, ein Nylontexturgarn, hergestellt nach dem Verfahren sowie dessen Verwendung.
- Verfahren zur Herstellung von texturierten Polyamidgarnen sind bekannt. So beschreibt die DE-A-28 55 763 ein Verfahren zum Spinntexturieren von Polyamid, wobei eine latente Kräuselung ohne Anwendung einer speziellen Kräuselvorrichtung erhalten wird. Die Kräuselung wird in den Beispielen mit höchstens 30,4 % angegeben und eine Bauschigkeit mit höchstens 40 % erreicht. Festigkeiten sind bei diesem Simultanverfahren nicht angegeben, sie liegen jedoch erfahrungsgemäss unter 40 cN/tex. Ein solches Garn ist zur Herstellung von Textilien vorgesehen, wo niedrige Einzelfasertiter mit hohen Festigkeiten erforderlich sind, ist es aber wenig geeignet.
- Nach der FR-A-2 278 807 ist ein Verfahren zur sequentiellen Verstreckung eines Polyamid 6.6-Garnes bekannt. Beim bekannten verfahren wird ein LOY (Low oriented yarn) verstreckt und anschliessend falschdralltexturiert. Zwischen der Verstreckung und der Texturierung findet als weiterer Verfahrensschritt eine Hitzerelaxierung statt. Ein solches Verfahren führt zu einem Stretchgarn mit besseren Verarbeitungseigenschaften. Ein solches Garn ist auch zur Herstellung von Textilien vorgesehen. Es ist wegen seines Stretchcharakters nicht für technische Zwecke geeignet.
- Zur Herstellung von beispielsweise Zahnradtreibriemen sind ausserordentlich ermüdungsbeständige und hochfeste, schockabsorbierende und dimensionsstabile Materialien erforderlich. Bisher wurden Stahlkord und Fiberglaskord verwendet und neuerdings durch Aramidkord wie Kevlarkord ® (Markenzeichen der Firma DU PONT) ersetzt. Andere Polyamide sind wegen ihrer geringen Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit ungeeignet.
- Alle drei Gruppen von Kord haben jedoch Nachteile. Stahlkord ist aus wirtschaftlichen und verarbeitungstechnischen Gründen zu ersetzen. Fiberglaskord ist nicht biegebeständig; Aramidkord ist zu wenig biegsam und auch aus wirtschaftlichen Gründen wenig geeignet.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, um ein hochfestes, ermüdungsbeständiges und dimensionsstabiles Nylongarn zur Herstellung von Schussgarn für den technischen Gebrauch zur Verfügung zu stellen.
- Dabei ist in erster Linie an ein feinfibrilliges Texturgarn mit optimaler Festigkeit gedacht. Die Texturierung soll direkt ab Nylon 6.6-POY (PON) erfolgen.
- Unter einem Nylon POY (PON) ist ein Vorlagegarn zu verstehen, welches im Geschwindigkeitsbereich von 2750-5200 m/min gesponnen und gleichzeitig teilverstreckt und aufgespult wurde. Es ist als Vorlagegarn zum Falschdrahttexturieren gut geeignet, nicht jedoch bei feineren Titern im Bereich unter 10 dtex per Einzelfilament. Mit feintitrigeren Filamenten ist nach den bekannten Spindelverfahren kein flusenfreies Texturgarn mehr herzustellen. Bei einem Einzeltiter von dtex 78 f 34 = dtex 2.294 wurden nach dem Simtexverfahren auf 1000 km Faden eine sehr hoche Flusenzahl gemessen.
- Unter Simtexverfahren ist das gleichzeitige Verstrecken und Texturieren von POY zu verstehen. Bei diesem Verfahren muss der Faden schonend durch die Texturierzone geführt werden, damit er nicht zu viel an Festigkeit verliert und sich die Flusigkeit noch in tolerierbaren Grenzen hält.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäss nach Anspruch 1 dadurch gelöst, dass das Nylon 6.6-POY in einer der Texturierzone vorgeschalteten Streckzone vorverstreckt und anschliessend texturiert wird.
- Die Vorverstreckung des POY unmittelbar vor der eigentlichen Texturierung hat in überraschender Weise eine vollständige Flusenfreiheit des feinfibrilligen Texturgarnes ergeben.
- Es ist zweckmässig, ein Verstreckungsverhältnis von wenigstens 1:1,30 bevorzugt von 1:1,40 bis 1,52 zu wählen.
- Ein Verstreckungsverhältnis kleiner als 1:1,30 hat den Nachteil, dass die Festigkeit zu niedrig und damit die Dehnungswerte zu hoch sind und somit einen negativen Einfluss auf die Kräuselbeständigkeit ausübt. Solche Garne sind für hochstrapazierfähige Flächengebilde, Gewebe oder Gestricke ungeeignet.
- Ein Verstreckungsverhältnis grösser als 1:1,52 ist wegen der Zunahme der Fibrillenbrüche und damit der Flusen gleichfalls ungeeignet. Hinzu kommt, dass bei höheren Streckverhältnissen die Streckspannungen zu stark ansteigen, so dass eine Verarbeitung in bezug auf die ungenügend werdende Klemmwirkung der Lieferwerke schlechter wird.
- Auch bei höchster Verstreckung ist das Texturgarn frei von Fibrillenbrüchen.
- Das nach dem Verfahren hergestellte Texturgarn weist eine Festigkeit (ft) von mehr als 48 cN/tex insbesondere von 48 cN/tex bis 52 cN/tex auf, gleichzeitig einen Kräuselgrad von mehr als 50 % Kennkräuselung und eine Kräuselbeständigkeit von 70-90 %.
- Eine bevorzugte Verwendung findet das Texturgarn erstmals im industriellen Bereich, insbesondere bei der Herstellung von Zahnradtreibriemen in Form von Schussfäden. Dieser aus Nylonfilamenten mit niedrigem Fibrilleneinzeltiter hergestellte Nord weist in überraschenderweise hohe Festigkeiten bei einer bisher in diesem Titerbereich nicht erreichten Flusenfreiheit auf.
- Die Festigkeit wurde nach DIN 53834 gemessen. Kräuselgrad, Kräuselbeständigkeit und Kennkräuselung wurden nach DIN 53840 bestimmt.
- Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung näher erläutert werden.
- Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch das Verfahren nach der Erfindung
- Fig. 2
- ein Diagramm mit dem Vergleich der Abhängigkeit der Festigkeiten von der Texturiertemperatur nach dem Stand der Technik und der Erfindung
- In Fig. 1 ist schematisch das erfindungsgemässe Verfahren be schrieben. Im Verfahrensschema ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Vorlagewickel mit einem Faden 2 aus Nylon 6.6-POY gezeigt. Vom Vorlagewickel 1 wird mit einem Lieferwerk 3 der Faden 2 abgezogen und über einen Streckstift 4 mittels eines Streckwerks 5 verstreckt, bevor er eine Heizung 6 und eine Texturiereinrichtung 7 durchläuft. Die Texturiereinrichtung 7 kann einen Falschdrallgeber oder eine Verwirbelungsdüse beinhalten. Ein weiteres Lieferwerk 8 dient zur Förderung eines resultierenden Texturgarns 9, welches über einen Fadenführer 11 und einen Fadenführer 12 auf einem Produktwickel 10 aufgespult wird. Das Verfahren kann mit oder ohne Streckstift durchgeführt werden.
- In Fig. 2 ist der Einfluss der Texturiertemperatur auf die Festigkeiten eines N 6.6-POY dargestellt. Kurve 1 zeigt zwei nach dem Stand der Simtex-Technik hergestellte Texturgarne mit dtex 78 f 34 und dtex 78 f 52, welche mit einem Verstreckungsverhältnis von 1:1,3 hergestellt wurden. Kurven 2 zeigen den Festigkeitsbereich von Fäden im gleichen Titerbereich jedoch mit der erfindungsgemässen Vorverstreckung.
- Nylon 6.6-POY dtex 78 f 34 wird auf einer Heberlein Texturiermaschine FZ 27 unter folgenden Versuchsbedingungen texturiert:
Spindeltouren 415′000 T/min Zwirn 3′200 T/m Verstreckung 1:1,3 bis 1:1,52 Einzwirn 0; +2 % Temperatur 210°C Aufwicklung 6 % Streckstift mit / ohne - Die Texturierergebnisse sind in den folgenden Tabellen zusammengefasst:
Tabelle 3 (ohne Streckstift, 2 % Einzwirn). mit Vorverstreckung Verstreckungsverhältnis 1: 1,40 1,42 1,44 1,46 1,48 Titer effektiv dtex 75,3 75,2 74,1 73,5 72,7 Festigkeit cN/tex 46,5 47,1 47,9 48,5 49,6 Dehnung % 25,2 24,2 22,8 22,3 21,6 Kräuselgrad % 55,0 54,3 53,6 52,0 50,3 - Die Umschlingungen des POY um den Streckstift erhöht durch die Reibung geringfügig die Streckspannung, was sich in einem etwas niedrigerem effektiven Titer auswirkt. Auf die Festigkeit und die Dehnung hat die Verwendung des Streckstiftes kaum Einfluss.
- Nylon 6.6-POY dtex 78 f 34 wird auf einer Heberlein Texturiermaschine FZ 27 unter Variierung der Temperatur von 210-230°C unter folgenden Versuchsbedingungen texturiert:
Spindeltouren/min 415′000 Zwirn (T/m) 3′200 Verstreckung 1:1,48 Einzwirn (%) 0; +1 Aufwicklung (%) 7 - Die Resultate von Beispiel 2 sind in den Tabellen 4 und 5 zusammengefasst.
Tabelle 4 (0 % Einzwirn) Temperatur °C 210 215 220 225 230 Titer dtex 73,9 74,0 73,8 73,9 73,7 Festigkeit cN/tex 48,0 46,1 43,9 39,3 34,6 Dehnung % 23,8 22,1 20,3 17,0 15,1 Kräuselgrad % 47,4 47,9 48,3 49,9 49,7 Kräuselbeständigkeit % 76,9 75,2 76,2 79,0 78,7 Fadenspannungsverhältnis 1: 2,83 2,85 2,97 2,98 2,92 Flusen/1000 km /effektiv 83/1 0/0 0/0 83/1 166/2 Tabelle 5 (1 % Einzwirn) Temperatur °C 210 215 220 225 230 Titer dtex 74,6 74,9 74,8 74,7 74,8 Festigkeit cN/tex 48,3 45,6 43,5 40,6 35,7 Dehnung % 24,1 22,3 20,4 18,2 15,9 Kräuselgrad % 51,2 51,2 51,7 52,2 52,1 Kräuselbeständigkeit % 77,8 79,4 79,9 80,5 80,4 Fadenspannungsverhältnis 1: 2,75 2,95 2,86 2,83 2,75 Flusen/1000 km /effektiv 0/0 166/2 0/0 83/1 83/1 - Nylon 6.6-POY dtex 78 f 52 wird auf einer Heberlein Texturiermaschine FZ 27 unter Variierung der Temperatur von 200-220° unter folgenden Versuchsbedingungen texturiert:
Spindeltouren/min 415′000 Zwirn (T/m) 3′200 Verstreckung 1:1,44 Einzwirn (%) 0 Aufwicklung (%) 7 - Die Detailresultate sind in Tabelle 6 wiedergegeben.
Tabelle 6 (0 % Einzwirn) Temperature °C 200 205 210 215 220 ohne Vorverstreckung 200°C;1:1,3 Titer dtex 73,5 73,8 73,8 73,8 73,5 82,7 Festigkeit cN/tex 48,2 48,5 46,5 45,2 42,5 39,5 Dehnung % 24,7 25,0 23,3 22,1 19,7 32,4 Kräuselgrad % 36,6 37,6 40,1 41,2 41,6 43,1 Kräuselbeständigkeit % 73,1 72,5 73,3 74,5 74,6 54,4 Fadenspannungsverhältnis 1: 3,3 3,1 3,14 3,14 3,15 2,88 Flusen/1000 km /effektiv 500/3 333/2 0/0 0/0 0/0 666/4 - Bei zunehmender Temperatur ist, wie zu erwarten, ein steiler Festigkeitsabfall zu beobachten, welcher auf einem höheren Niveau stattfindet. Überraschend ist jedoch, dass bei steigender Texturiertemperatur, nach dem erfindungsgemässen Verfahren, noch kein wesentlicher Anstieg der Flusigkeit zu beobachten ist. Die Kräuselwerte lassen sich mit einer Temperaturerhöhung anheben, eine weitere Erhöhung des Kräuselgrades lässt sich mit einer Spannungsreduktion mit dem Einzwirn in der Texturierzone erreichen.
- Die erfindungsgemässe Texturierung von POY mit Vorverstreckung erlaubt eine Erhöhung der Festigkeit von feinfibrilligen Filamenten bis 25 % gegenüber einem nicht vorverstreckten Texturgarn. Die Festigkeitserhöhung erfolgt bei gutem Texturierlauf. Auch bei höchster Vorverstreckung ist das resultierende Texturgarn frei von Fibrillenbrüchen, während ein ohne Vorverstreckung verarbeiteter Faden bereits untolerierbare Flusigkeit aufweist. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren ist es möglich bei extrem hohen Verstreckungsverhältnissen eine gute, gleichmässige Kräuselung mit hoher Restfestigkeit des Texturgarnes zu erzielen.
- Die hohen Festigkeiten, die sonst nur durch höhere Viskositäten oder Spezialpolymere erzielt werden, können durch das erfindungsgemässe Verfahren im Texturgarn erreicht werden.
- Das erhaltene feinfibrillige Texturgarn ist besonders zum technischen Einsatz für Zahnradtreibriemen geeignet. Es kann aber auch für andere technische Zwecke verwendet werden, wo Festigkeit und Biegebeständigkeit Voraussetzungen für den Einsatz sind.
Claims (4)
- Verfahren zur Herstellung eines Nylontexturgarnes aus Nylon 6.6-POY, mit einem Fibrilleneinzeltiter von 1.0-4.0 dtex und einer Festigkeit von wenigstens 48 cN/tex, dadurch gekennzeichnet, dass das Nylon 6.6-POY in einer der Texturierzone vorgeschalteten Streckzone vorverstreckt und anschliessend texturiert wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nylon 6.6-POY in einem Verstreckungsverhältnis von 1:1.3 bis 1:1.52 verstreckt wird.
- Nylontexturgarn hergestellt nach dem Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es gleichzeitig folgende Bedingungen erfüllt:
Festigkeit von >48 cN/tex Kräuselgrad von >50 % Kennkräuselung Kräuselbeständigkeit von 70-90 % - Verwendung des Nylontexturgarnes nach Anspruch 3 zur Herstellung von Zahnradtreibriemen.
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