EP2171138B1 - Spinnverfahren - Google Patents

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EP2171138B1
EP2171138B1 EP08784791.9A EP08784791A EP2171138B1 EP 2171138 B1 EP2171138 B1 EP 2171138B1 EP 08784791 A EP08784791 A EP 08784791A EP 2171138 B1 EP2171138 B1 EP 2171138B1
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EP
European Patent Office
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section
blowing
cooling zone
cooling medium
yarn
Prior art date
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Not-in-force
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EP08784791.9A
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English (en)
French (fr)
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EP2171138A2 (de
Inventor
Bastiaan Krins
Johannes Frederik Boer
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API Institute
Original Assignee
API Institute
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Filing date
Publication date
Application filed by API Institute filed Critical API Institute
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Publication of EP2171138A2 publication Critical patent/EP2171138A2/de
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Not-in-force legal-status Critical Current
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D01D5/088—Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes
    • D01D5/092—Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes in shafts or chimneys
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/62—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters

Definitions

  • the present invention relates to a method of spinning a multifilament yarn of a thermoplastic material, comprising the steps of extruding the molten material through a plurality of nozzle holes of a spinneret into a multifilamentary filament bundle and wound up as a multifilament yarn after solidification, and wherein the Filament bundle is cooled below the spinneret.
  • the present invention relates to multifilament yarns, especially polyester multifilament yarns and cords containing such polyester filament yarns.
  • a method as described above is known from WO 2004/005594 known.
  • the filament bundle is cooled below the spinneret in two stages, the filament bundle is cooled below the spinneret in a first cooling zone first by means of a Queranblasung by a gaseous cooling medium and by means of a Queranblasung opposite suction of the gaseous cooling medium, and then in a second cooling zone below the first cooling zone, the filament bundle is substantially further cooled by Diansaugung located in the vicinity of the filament bundle gaseous cooling medium.
  • dimensional stability means the sum of the elongation of the yarn in% after application of a specific force of 410 mN / tex ("elongation at specific tension") EAST and hot air shrinkage ("hot air shrinkage”).
  • running behavior includes the number of lint per 10 kg of yarn and the number of yarn breaks per 1000 kg of yarn.
  • the object of the present invention is to provide a process by which a multifilament yarn can be spun from a thermoplastic material having a high total titer, a dimensional stability at least as good as the dimensional stability of those obtained by the process of WO 2004/005594 resulting yarns, and has an acceptable running behavior.
  • a method of spinning a multifilament yarn of a thermoplastic material comprising the steps of extruding the molten material through a spinneret into a multifilamentary filament bundle and wound up as a multifilament yarn after solidification, the spinneret having a plurality of nozzle holes and the ends of the holes at which the filaments emerge form a nozzle hole exit plane, and wherein the filament bundle beneath the spinneret is cooled in a first cooling zone first by at least one transverse blowing through a gaseous cooling medium and by means of a suction of the gaseous cooling medium opposite this transverse blowing , and then in a second Cooling zone below the first cooling zone, the filament bundle is further cooled by Diansaugung located in the vicinity of the filament bundle gaseous cooling medium, characterized in that in the first cooling zone, the at least one Queranblasung the gaseous cooling medium via a Anblasumble AC of length L, wherein the Anblasblaze AC an upper end facing
  • the inventive method improves the quality of the spinning process in comparison to in WO 2004/005594 described method in the form of a significantly reduced number of lint per 10 kg of yarn and also clearly smaller yarn breakage per 1000 kg of yarn with at least equally good dimensional stability.
  • the distance BD is subdivided into an open suction path BX of length L BX , via which the gaseous cooling medium is sucked off, and into a closed path XD of length L XD , wherein the ratio L BX : L XD is in the range of 0.15: 1 to 0.5: 1.
  • the ratio L BX : L XD is in the range of 0.15: 1 to 0.5: 1. At a ratio L BX : L XD which is smaller than 0.15: 1, the cooling effect exerted on the filaments is insufficient and it comes to the bonding of the filaments. At a ratio L BX : L XD , which is greater than 0.5: 1, no sufficiently stable running behavior is achieved.
  • the ratio L BX : L XD is in the range from 0.2: 1 to 0.4: 1, more preferably in the range from 0.25: 1 to 0.35: 1, and very particularly preferably in the range of 0.27: 1 to 0.33: 1.
  • L BX of the suction path BX and the absolute length of the closed path L XD of the closed path XD is - as long as the resulting ratio L BX : L XD in the range according to the invention - within wide ranges adjustable.
  • L BX has a length in the range of 5 cm to 50 cm and L XD has a length in the range of 20 cm to 150 cm.
  • the process according to the invention is particularly preferably carried out with values of L BX in the range from 10 cm to 25 cm and with values of L XD in the range from 35 cm to 75 cm.
  • the process according to the invention is most preferably carried out with values of L BX in the range from 12 cm to 21 cm and with values of L XD in the range from 49 cm to 58 cm.
  • the distance between A and B is parallel to the nozzle hole exit plane.
  • the Anblasumble AC forms an angle ⁇ and the suction line BX an angle ⁇ , wherein the amounts of ⁇ and ⁇ may be the same or different.
  • the Anblasumble AC to the imaginary distance AB at an angle ⁇ of 60 ° to 90 ° and the Absaugrank BX has the imaginary distance AB at an angle ⁇ of 60 ° to 90 °.
  • the Anblasumble AC to the imaginary line AB at an angle ⁇ of 90 ° and the suction line BX has the imaginary distance AB at an angle ⁇ of 90 °.
  • the Anblasorder AC to the imaginary distance AB at an angle ⁇ of 60 ° to ⁇ 90 ° and the suction line BX has the imaginary distance AB at an angle ⁇ of 90 °.
  • the angle ⁇ which the evacuation path BX forms to the imaginary distance AB
  • the angle ⁇ ' which the distance XD forms to the imaginary distance AB.
  • the method according to the invention is preferably carried out so that the angles ⁇ and ⁇ 'are the same.
  • the filament bundle in the first cooling zone is transversely blown through the gaseous cooling medium and cooled by means of a suction opposite the Queranblasung suction through the distance BX.
  • This can be done, for example, such that the filament bundle between the Anblasumble AC of length L and the suction line BX of length L BX is passed.
  • Another possibility is to divide the filament and, for example, set up in the middle between two filament streams in the first cooling zone An blowing line AC of length L, for example in the form of a perforated tube of length L.
  • the method according to the invention can also be carried out in such a way that a perforated tube extending in the middle of the filament streams acts as a suction path BX of length L BX and sucks the gaseous cooling medium, which is transversely blown across the Anblasumble AC of length L from outside to inside.
  • the flow velocity of the gaseous cooling medium in the first cooling zone is between 0.1 and 1 m / s. At these rates, there is a uniform cooling largely without turbulence and formation of skin / core differences in the crystallization.
  • the gaseous cooling medium before it is supplied to the at least one transverse blowing in the first cooling zone, is tempered by means of a first tempering device, i. cooled or heated.
  • a first tempering device i. cooled or heated.
  • the second stage of the cooling is carried out in the process according to the invention by means of self suction ("self suction yarn cooling").
  • self suction yarn cooling the filament bundle ruptures the gaseous cooling medium in its vicinity, e.g. Ambient air, with it and is thereby cooled further.
  • the gaseous cooling medium which runs substantially parallel to the direction of the filament bundle. It is important that the gaseous cooling medium approaches the filament bundle at least from two sides.
  • the self-priming unit is formed by two perforated materials that run parallel to the filament bundle, such as perforated plates.
  • the length of the plates is at least 10 cm and can be up to several meters at the top. Quite usual are lengths for this Organicansaugungspole of 30 cm to 150 cm, which are also suitable for the inventive method.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention can be carried out, wherein in the second cooling zone the filament bundle is thus positioned between perforated materials, e.g. perforated plates, it is carried out that the gaseous cooling medium can hit the filaments by self-suction of the filaments of the filament bundle from two sides.
  • the filament bundle in the second cooling zone is passed through a perforated tube.
  • a perforated tube Such "self-suction tubes” are known in the art. They allow entrainment of the gaseous cooling medium by the filament bundle in a manner which largely avoids turbulence.
  • the second cooling zone may also be configured as a "self-suction zone" to form a well having a square or rectangular footprint, the walls of the well being formed from two opposed closed plates and two opposing porous plates.
  • the porosity of one plate P 1 may be the same or different from the porosity P 2 of the other plate.
  • the values of P 1 and P 2 are preferably in the range of 0.1 to 0.9, more preferably in the range of 0.2 to 0.85.
  • this element which is familiar to the person skilled in the art, is between 10 and 40 cm long.
  • the method according to the invention in the first cooling zone comprises at least one transverse blowing through a gaseous cooling medium.
  • the first cooling zone can not only have a first transverse blowing but also a second, third, etc. transverse blowing, these transverse blowing on the blowing line AC are arranged directly one after the other and have the length L in total.
  • each of these Queranblasonne be operated with a Anblasmenge of gaseous cooling medium, which is independently adjustable by the Anblasmengen of gaseous cooling medium, with which the respective other Queranblasache be operated.
  • each of these Queranblasonne can be operated with a temperature of the gaseous cooling medium, which is independently adjustable from the temperatures of the gaseous cooling media, with which the respective other Queranblasache operated.
  • the first cooling zone on the Anblasumble AC a first Queranblasung and an immediately adjoining second Queranblasung, wherein the first and second Queranblasung in sum have the length L, and wherein the first Queranblasung is operated at a temperature T 11 of the gaseous cooling medium and the second Queranblasung is operated at a temperature T 12 of the gaseous cooling medium , and wherein T 11 is different from T 12 .
  • the inventive method can also be carried out so that the filament bundle is further cooled in the second cooling zone by Disansaugung located in the vicinity of the filament bundle gaseous cooling medium, wherein the gaseous cooling medium is heated prior to entry into the second cooling zone.
  • a gaseous cooling medium is used to cool the filament bundle.
  • the process of the invention is preferably a continuous spin-draw take-up - Method ("spinning drawing winding process").
  • stretching is to be understood here as meaning all customary methods familiar to the person skilled in the art in order to distort the filaments. This can be done for example by godets, individually or in duos, or the like. It should be expressly mentioned that drawing refers both to draw ratios greater than 1 and to ratios which are less than 1. The latter ratios are familiar to those skilled in the art of relaxation. In the process according to the invention, draw ratios greater than and less than 1 can occur quite side by side.
  • the total draw ratio is usually calculated from the ratio of the draw speed to the filament spin speed, i. the speed at which the filament bundles leave the cooling zones and are fixed to the first godet pair of the drawing device.
  • a typical constellation is, for example, a spinning speed of 2760 m / min, a stretching speed of 6000 m / min, an additional relaxation following the stretching of 0.5%, i. a speed of the last godet of 5970 m / min. This results in a total draw ratio of 2.17.
  • speeds of at least 2000 m / min are preferred for winding, in particular of at least 2500 m / min.
  • speed of the process there are no limits to the speed of the process within the framework of the technically feasible.
  • about 8000 m / min, more preferably 6500 m / min is preferred for the upper speed range during winding.
  • the drafting devices upstream and behind the cooling zones can still be a known chute.
  • thermoplastic material to be used in the process according to the invention is preferably selected from a group comprising thermoplastic polymers, which group may contain polyester, polyamide, polyolefin or mixtures or copolymers of these polymers.
  • thermoplastic material used in the process according to the invention consists essentially of polyethylene terephthalate.
  • the angle ⁇ between the imaginary distance AB and the Anblasumble AC is 90 °.
  • the angle ⁇ between the imaginary distance AB and the distance BD is also 90 °.
  • the distance BD is subdivided into an open suction section BX of length L BX , via which the gaseous cooling medium is sucked off with a suction device II, and into a closed section XD of length L XD , wherein the ratio L BX : L XD is in the range of 0 , 15: 1 to 0.5: 1.
  • the second cooling zone is defined on the left by a perforated plate which forms a self-priming path CE of length L CE , via which the filament bundle 2 sucks gaseous cooling medium solely by its movement.
  • the second cooling zone is defined on the right by another perforated plate, which forms a self-priming path DF of length L DF , via which the filament bundle 2 also sucks gaseous cooling medium solely by its movement. The subsequent stretching and winding of the spun multifilament to the second cooling zone is not shown.
  • the upper limit of the total titre can in principle assume arbitrarily large values, as explained in the following:
  • the jet hole exit plane mentioned at the outset can be embodied as part of a spinneret plate which has a Has length and a width. By extending the spinneret plate in the width, it is in principle possible to spider arbitrarily large total titers by means of the method according to the invention.
  • an upper limit on the total denier of the polyester multifilament yarn which is in the range of 1800 dtex to 5000 dtex, and preferably in the range of 2000 dtex to 3600 dtex.
  • the polyester multifilament yarn has a breaking strength of more than 60 cN / tex, particularly preferably more than 65 cN / tex.
  • the number of lint is less than 500 per 10 kg of yarn, more preferably less than 250 per 10 kg of yarn.
  • the polyester multifilament yarn has a yarn breakage rate of less than 25 per 1000 kg of yarn, more preferably less than 10 per 1000 kg of yarn.
  • the polyester multifilament yarn according to the invention is preferably characterized in that the yarn has a breaking strength T in mN / tex and an elongation at break E in%, the product consisting of the breaking strength T and the third root of the breaking elongation E, T • E1 1/3 , at least 1600 mN% 1/3 / tex and preferably between 1600 and 1800 mN% 1/3 / tex.
  • the number of lint per 10 kg of yarn is determined with the ENKA Tecnica FR V.
  • the determination of the thread breaks per 1000 kg of yarn is done by counting.
  • the EAST is measured according to ASTM 885 and the HAS is also determined according to ASTM 885, with the proviso that the measurement is carried out at 180 ° C, at 5 mN / tex and over a measurement period of 2 minutes.
  • the o.g. Polyester multifilament yarn is particularly well suited for technical applications, especially for use in tire cord.
  • An undoped cord made of the polyester multifilament yarn of the present invention has a value of T • E 1/3 which is at least 1375 mN% 1/3 / tex, preferably up to 1800 mN% 1/3 / tex. Therefore, such an undipped cord is also part of the present invention.
  • the present invention includes a dipped cord comprising a polyester multifilament yarn produced by the process according to the invention, the cord having a retention capacity Rt after dipping and characterized by the quality factor Q f , ie the product of T • E 1/3 of the polyester multifilament yarn and Rt of the cord, is greater than 1350 mN% 1/3 / tex and preferably up to 1800 mN% 1/3 / tex.
  • the retention capacity is the dimensionless quotient of the breaking strength of the cord after dipping and the breaking strength of the threads.
  • the method is also well suited for the production of technical yarns.
  • the settings necessary for the spinning of technical yarns in particular the choice of the nozzle and the length of the heating tube, are known to the person skilled in the art.
  • Example 1 Preparation of polyethlene terephthalate multifilament yarns having a yarn count of 2220 dtex
  • the spun filament bundle first passes through a heating tube, then through the first cooling zone directly adjoining the heating tube and through the second cooling zone directly adjoining the first cooling zone.
  • the first cooling zone on a Anblasumble which is divided into a first Queranblasung and immediately thereafter in a second Queranblasung, by means of which the filament bundle is transversely blown with air of different temperature and flow velocity.
  • the first Queranblasung opposite and immediately after the heating tube is an open suction of certain length, through which the cross-blown air is sucked off with a certain suction. Immediately after the suction line follows a closed route of certain length.
  • the second cooling zone follows, which is formed by a shaft comprising two opposing porous plates with different porosity, one plate below the Anblasstracke the first cooling zone and the second plate below the suction of the first cooling zone is arranged.
  • the filament bundle is cooled by the air which it sucks as a result of its movement through the porous plates. Table 1 summarizes the spinning and cooling conditions.
  • the multifilament is bundled and passed through a tube in a drawing device, whereby the multifilament is stretched and wound with the draw ratios shown in Table 2 at a drawing speed of 6000 m / min, whereby one-piece produced polyethlene terephthalate multifilament with a Yarn titer of 2200 dtex, whose lint and breaking strengths, T • E 1/3 values and dimensional stabilities Ds are also listed in Table 2 (see yarns Nos. 1-8).
  • Table 2 Draw ratios, draw speeds V ⁇ s>, break strengths T, T • E ⁇ sup> 1/3 ⁇ / sup> values, flow numbers and Ds of the polyethylene terephthalate of the present invention
  • the comparison of the lint numbers of the yarns 1-6 produced according to the invention with the lint numbers of the comparative yarns V1-V6 shows that the process according to the invention leads to yarns having a significantly smaller number of lintens and thus to a considerable amount improved running behavior of the multifilament leads.
  • the reduction of the number of lint in this example is between 7% (compare yarn 1 with comparative yarn V1) and 86% (compare yarn 5 with comparison yarn V5).
  • the dimensional stability Ds of the yarns produced according to the invention is at most 11.0% and, under otherwise identical conditions, is equal to or even better than Ds of comparative yarns V1-V6.
  • the yarns 7 and 8 produced according to the invention show that it is possible with the process according to the invention to produce yarns having a yarn denier of 2200 dtex, high strength and a number of lint, which permits continuous spinning.
  • the attempt to set a draw ratio of 2.150 under the conditions of the comparative example at a stretching speed of 6000 m / min leads to such an intensive bonding of the filaments that continuous spinning is impossible. This applies first of all to the attempt to set a stretch ratio of 2.175 under the conditions mentioned.
  • the yarns 6 and 8 produced according to the invention show that the process according to the invention makes it possible, when a suitable draw ratio is selected, to bring the T • E 1/3 values into the preferred range of at least 1600 mN% 1/3 / tex.
  • Example 2 Preparation of polyethlene terephthalate multifilament yarns having a yarn denier of 1670 dtex
  • the spun filament bundles pass through a heating tube as in Example 1, then through the immediately following first cooling zone and through the immediately following second cooling zone.
  • Table 3 summarizes the spinning and cooling conditions, the spinning and cooling parameters having the same meaning as in Example 1.
  • the multifilament is bundled and passed through a tube in a drawing device, whereby the multifilament is stretched and wound with the draw ratios shown in Table 4 at a drawing speed of 6000 m / min, whereby one-piece produced Polyethlenterephthalat-Multifilamentgarne with a Yarn titer of 1670 dtex, whose lint and breaking strengths, T • E 1/3 values and dimensional stabilities Ds are also listed in Table 4 (see yarns Nos. 1-9).
  • Table 4 Draw ratios, draw speeds V ⁇ s>, break strengths T, T • E ⁇ sup> 1/3 ⁇ / sup> values, flow numbers and Ds of the polyethylene terephthalate of the present invention Multi-filament yarns Nos. 1-9 and comparative polyethylene terephthalate multifilament yarns Nos. V1-V9 Example 2 Yarn no.
  • V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 draw ratio 2,000 2.025 2,050 2,075 2,100 2,125 2,150 2,175 2,200 v s [m / min] 6000 6000 6000 6000 6000 T [mN / tex] 620 628 640 657 635 667 677 681 687 T • E 1/3 [mN% 1/3 / tex] 1597 1582 1591 1630 1535 1608 1620 1607 1568 fluff 41 32 18 32 41 48 174 877 363 Ds [%] 10.6 10.5 10.5 10.4 10.9 10.8 10.9 10.9 10.9
  • Example 3 Preparation of polyethlene terephthalate multifilament yarns having a denier of 1440 dtex
  • the spun filament bundles pass through a heating tube as in Example 1, then through the immediately following first cooling zone and through the immediately following second cooling zone.
  • Table 5 summarizes the spinning and cooling conditions, the spinning and cooling parameters having the same meaning as in Example 1.
  • the multifilament is bundled and passed through a tube in a drawing device, whereby the multifilament is stretched and wound with the draw ratios shown in Table 6 at a drawing speed of 6000 m / min, whereby one-piece produced polyethlenterephthalate multifilament with a Yarn titer of 1440 dtex, whose lint and breaking strengths, T • E 1/3 values and dimensional stabilities Ds are also listed in Table 6 (see yarns Nos. 1-9).
  • Table 6 ⁇ / b> stretch ratios, draw speeds v ⁇ s>, breaking strengths T, T • E ⁇ sup> 1/3 ⁇ / sup> values, flow numbers and Ds of the polyethylene terephthalate of the present invention Multi-filament yarns Nos. 1-9 and comparative polyethylene terephthalate multifilament yarns Nos. V1-V9 Example 3 Yarn no.
  • V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 draw ratio 2,000 2.025 2,050 2,075 2,100 2,125 2,150 2,175 2,200 v s [m / min] 6000 6000 6000 6000 6000 T [mN / tex] 635 645 659 662 666 670 691 699 701 T • E 1/3 [mN% 1/3 / tex] 1620 1578 1659 1868 1629 1622 1654 1688 1674 fluff 15 14 53 41 67 32 78 315 212 Ds [%] 10.7 10.7 10.6 11.0 10.8 11.1 11.1 10.9 10.8

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spinnen eines Multifilamentgarns aus einem thermoplastischen Material umfassend die Schritte, bei welchem das aufgeschmolzene Material durch eine Vielzahl von Düsenlöchern einer Spinndüse zu einem Filamentbündel mit vielen Filamenten extrudiert und nach dem Erstarren als Multifilamentgarn aufgewickelt wird, und bei welchem das Filamentbündel unterhalb der Spinndüse abgekühlt wird.
  • Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Multifilamentgarne, insbesondere Polyestermultifilamentgarne und Corde, die solche Polyesterfilamentgarne enthalten.
  • Ein Verfahren wie oben beschrieben ist aus der WO 2004/005594 bekannt. Dabei wird das Filamentbündel unterhalb der Spinndüse in zwei Stufen abgekühlt, wobei das Filamentbündel unterhalb der Spinndüse in einer ersten Abkühlzone zuerst mittels einer Queranblasung durch ein gasförmiges Kühlmedium und mittels einer der Queranblasung gegenüberliegenden Absaugung des gasförmigen Kühlmediums abgekühlt wird, und danach in einer zweiten Abkühlzone unterhalb der ersten Abkühlzone das Filamentbündel im wesentlichen durch Selbstansaugung von in der Umgebung des Filamentbündels befindlichem gasförmigen Kühlmedium weiter abgekühlt wird. Zwar bewirkt das in der WO 2004/005594 beschriebene Verfahren eine effektive Abkühlung der extrudierten Filamente.
  • Jedoch besteht ein Bedürfnis, ein Multifilamentgarn spinnen zu können, das einen hohen Gesamttiter, eine Dimensionsstabilität, die zumindest so gut ist, wie die Dimensionsstabilität der aus dem Verfahren von WO 2004/005594 resultierenden Garne, und ein akzeptables Laufverhalten aufweist.
  • Dabei bedeutet der im folgenden mit Ds abgekürzte Begriff "Dimensionsstabilität" die Summe aus der Dehnung des Garns in % nach Anlegen einer spezifischen Kraft von 410 mN/tex ("elongation at specific tension") EAST und des Heißluftschrumpfs ("hot air shrinkage") HAS in % bei 180 °C, einer Vorspannung von 5 mN/tex und über eine Messdauer von 2 Minuten, also Ds = EAST + HAS, wobei HAS den Absolutwert des Heißluftschrumpfs meint.
  • Ferner beinhaltet der Begriff "Laufverhalten" die Flusenzahl pro 10 kg Garn und die Fadenbruchzahl pro 1000 kg Garn.
  • Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, womit aus einem thermoplastischem Material ein Multifilamentgarn gesponnen werden kann, das einen hohen Gesamttiter, eine Dimensionsstabilität, die zumindest so gut ist, wie die Dimensionsstabilität der aus dem Verfahren von WO 2004/005594 resultierenden Garne, und ein akzeptables Laufverhalten aufweist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Spinnen eines Multifilamentgarns aus einem thermoplastischen Material umfassend die Schritte, bei welchem das aufgeschmolzene Material durch eine Spinndüse zu einem Filamentbündel mit vielen Filamenten extrudiert und nach dem Erstarren als Multifilamentgarn aufgewickelt wird, wobei die Spinndüse eine Vielzahl von Düsenlöchern aufweist, und die Enden der Löcher, an denen die Filamente austreten, eine Düsenlochaustrittsebene bilden, und wobei das Filamentbündel unterhalb der Spinndüse in einer ersten Abkühlzone zuerst mittels mindestens einer Queranblasung durch ein gasförmiges Kühlmedium und mittels einer dieser Queranblasung gegenüberliegenden Absaugung des gasförmigen Kühlmediums abgekühlt wird, und danach in einer zweiten Abkühlzone unterhalb der ersten Abkühlzone das Filamentbündel durch Selbstansaugung von in der Umgebung des Filamentbündels befindlichem gasförmigen Kühlmedium weiter abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Abkühlzone die mindestens eine Queranblasung des gasförmigen Kühlmediums über eine Anblasstrecke AC der Länge L erfolgt, wobei die Anblasstrecke AC einen oberen den Düsenlöchern zugewandten Anfang A und ein unteres von den Düsenlöchern abgewandtes Ende C aufweist, und der Anblasstrecke AC gegenüber eine Strecke BD angeordnet ist, welche einen den Düsenlöchern zugewandten Anfang B und ein von den Düsenlöchern abgewandtes Ende D aufweist, und die zwischen A und B gedachte Strecke AB parallel zur Düsenlochaustrittsebene verläuft, wobei die Strecke BD die Länge L hat, und wobei die Strecke BD unterteilt ist in eine offene Absaugstrecke BX der Länge LBX, über welche das gasförmige Kühlmedium abgesaugt wird, und in eine geschlossenen Strecke XD der Länge LXD, wobei das Verhältnis LBX : LXD im Bereich von 0,15 : 1 bis 0,5 : 1 liegt.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es überraschenderweise möglich, ohne jegliche Verklebung Filamentbündel aus thermoplastischem Material direkt aus der Spinndüse zu spinnen ("direct spinning"), deren Gesamttiter 1800 dtex und darüber beträgt, wobei das Laufverhalten, d.h. die Flusenzahl pro 10 kg Garn und auch die Fadenbruchzahl pro 1000 kg Garn deutlich kleiner ist als bei einem Multifilamentgarn, dessen in WO 2004/005594 beschriebenes Herstellungsverfahren sich von dem erfindungsgemäßen Verfahren nur dadurch unterscheidet, dass in der ersten Abkühlzone die Absaugung des gasförmigen Kühlmediums über die gesamte Länge BD = L erfolgt. Ferner ist die Dimensionsstabilität des resultierenden Multifilamentgarns, Ds = EAST + HAS, zumindest so gut wie Ds der Garne, die aus dem in WO 2004/005594 beschriebenen Verfahren resultieren.
  • Auch beim Spinnen von Multifilamentgarnen mit einem Gesamttiter unterhalb von 1800 dtex verbessert das erfindungsgemäße Verfahren die Qualität des Spinnprozesses im Vergleich zum in WO 2004/005594 beschriebenen Verfahren in Gestalt einer deutlich verringerten Flusenzahl pro 10 kg Garn und einer ebenfalls deutlich kleineren Fadenbruchzahl pro 1000 kg Garn bei mindestens gleich guter Dimensionsstabilität.
  • Um die genannten vorteilhaften Effekte des erfindungsgemäßen Verfahrens zu realisieren, ist es erfindungswesentlich, dass die Strecke BD unterteilt ist in eine offene Absaugstrecke BX der Länge LBX, über welche das gasförmige Kühlmedium abgesaugt wird, und in eine geschlossene Strecke XD der Länge LXD, wobei das Verhältnis LBX: LXD im Bereich von 0,15 : 1 bis 0,5 : 1 liegt.
  • Ist die Strecke BD nicht in eine offene Absaugstrecke BX der Länge LBX und in eine geschlossene Strecke XD der Länge LXD unterteilt, sodass die Absaugung in der ersten Abkühlzone über die gesamte Länge BD = L erfolgt, kommt es bei ansonsten gleichen Verfahrensbedingungen
    • entweder zu einer derart intensiven Verklebung der Filamente, dass es vollkommen unmöglich ist, ein Filamentgarn mit einem Gesamttiter von 1800 dtex oder gar darüber zu spinnen (Schwarz-weiß - Effekt)
    • oder das Spinnen eines Multifilamentgarns mit einem Gesamttiter von 1800 dtex oder darüber ist zwar durch Absenkung des Streckverhältnisses möglich, liefert aber ein Multifilamentgarn mit inakzeptabel hohen Werten der Flusenzahl pro 10 kg Garn und der Fadenbruchzahl pro 1000 kg Garn. Zudem besitzt das Garn eine zu geringe Dimensionsstabilität, d.h. einen zu großen Wert von Ds = EAST + HAS.
  • Bei einem Gesamttiter unterhalb von 1800 dtex lässt sich zwar auch mit einer über die gesamte Länge BD = L offenen Absaugstrecke ein Filamentbündel erspinnen. Jedoch ist bei ansonsten gleichen Bedingungen wie im erfindungsgemäßen Verfahren die Flusenzahl und die Zahl der Fadenbrüche deutlich höher als im erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Erfindungsgemäß liegt das Verhältnis LBX : LXD im Bereich von 0,15 : 1 bis 0,5 : 1. Bei einem Verhältnis LBX : LXD, das kleiner ist als 0,15 : 1 reicht der auf die Filamente ausgeübte Abkühlungseffekt nicht aus und es kommt zur Verklebung der Filamente. Bei einem Verhältnis LBX : LXD, das größer ist als 0,5 : 1 kommt kein ausreichend stabiles Laufverhalten zustande.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt das Verhältnis LBX : LXD im Bereich von 0,2 : 1 bis 0,4 : 1, besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 : 1 bis 0,35 : 1 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,27 : 1 bis 0,33: 1.
  • Die absolute Länge LBX der Absaugstrecke BX und die absolute Länge der geschlossenen Strecke LXD der geschlossenen Strecke XD ist - solange das resultierende Verhältnis LBX : LXD im erfindungsgemäßen Bereich liegt - in weiten Bereichen einstellbar. Um die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Effekte des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders ausgeprägt zu erhalten, wird es bevorzugt, dass LBX eine Länge im Bereich von 5 cm bis 50 cm und LXD eine Länge im Bereich von 20 cm bis 150 cm hat. Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Werten von LBX im Bereich von 10 cm bis 25 cm und mit Werten von LXD im Bereich von 35 cm bis 75 cm durchgeführt. Ganz besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Werten von LBX im Bereich von 12 cm bis 21 cm und mit Werten von LXD im Bereich von 49 cm bis 58 cm durchgeführt.
  • Erfindungsgemäß verläuft die zwischen A und B gedachte Strecke parallel zur Düsenlochaustrittsebene. Zur gedachten Strecke AB bildet die Anblasstrecke AC einen Winkel α und die Absaugstrecke BX einen Winkel β, wobei die Beträge von α und β gleich oder verschieden sein können. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Anblasstrecke AC zur gedachten Strecke AB einen Winkel α von 60° bis 90° auf und die Absaugstrecke BX weist zur gedachten Strecke AB einen Winkel β von 60° bis 90° auf.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Anblasstrecke AC zur gedachten Strecke AB einen Winkel α von 90° auf und die Absaugstrecke BX weist zur gedachten Strecke AB einen Winkel β von 90° auf.
  • In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Anblasstrecke AC zur gedachten Strecke AB einen Winkel α von 60° bis < 90° auf und die Absaugstrecke BX weist zur gedachten Strecke AB einen Winkel β von 90° auf.
  • Grundsätzlich ist es bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, dass der Winkel β, den die Absaugstrecke BX zur gedachten Strecke AB bildet, verschieden ist von dem Winkel β', den die Strecke XD zur gedachten Strecke AB bildet. Jedoch wird das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise so durchgeführt, dass die Winkel β und β' gleich sind.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren wird das Filamentbündel in der ersten Abkühlzone durch das gasförmige Kühlmedium querangeblasen und mittels einer der Queranblasung gegenüberliegenden Absaugung durch die Absaugstrecke BX abgekühlt. Dies kann z.B. derart erfolgen, dass das Filamentbündel zwischen der Anblasstrecke AC der Länge L und der Absaugstrecke BX der Länge LBX hindurch geführt wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Filamentstrom zu teilen und beispielsweise in der Mitte zwischen zwei Filamentströmen in der ersten Abkühlzone eine Anblasstrecke AC der Länge L einzurichten, z.B. in Gestalt eines perforierten Rohrs der Länge L. In dieser Ausführungsform kann man dann das gasförmige Kühlmedium von der Mitte der Filamentbündel über die Anblasstrecke AC der Länge L aus durch die Filamentbündel nach außen blasen und durch die Absaugstrecke BX der Länge LBX absaugen. Des weiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren auch so durchgeführt werden, dass ein in der Mitte der Filamentströme verlaufendes perforiertes Rohr als Absaugstrecke BX der Länge LBX fungiert und das gasförmige Kühlmedium absaugt, das über die Anblasstrecke AC der Länge L von außen nach innen querangeblasen wird.
  • Es ist für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt, wenn die Anströmgeschwindigkeit des gasförmigen Kühlmediums in der ersten Abkühlzone zwischen 0,1 und 1 m/s beträgt. Bei diesen Geschwindigkeiten kommt es zu einer gleichmäßigen Abkühlung weitgehend ohne Verwirbelungen und Ausbildung von Haut/Kern-Unterschieden bei der Kristallisation.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das gasförmige Kühlmedium, bevor es in der ersten Abkühlzone der mindestens einen Queranblasung zugeführt wird, mittels einer ersten Temperiervorrichtung temperiert, d.h. abgekühlt oder erwärmt. Diese Ausführungsform erlaubt eine von der Umgebungstemperatur unabhängige Prozessführung, was sich vorteilhaft auf die Dauerstabilität des Verfahrens, z.B. hinsichtlich Tag-Nacht bzw. Sommer-Winter-Unterschieden, auswirkt.
  • Die zweite Stufe der Abkühlung wird im erfindungsgemäßen Verfahren mittels Selbstansaugung ("self suction yarn cooling") durchgeführt. Dabei reißt das Filamentbündel das in seiner Umgebung befindliche gasförmige Kühlmedium, z.B. Umgebungsluft, mit sich und wird dabei weiter abgekühlt. In diesem Fall kommt es zu einer Strömung des gasförmigen Kühlmediums, die weitgehend parallel zur Laufrichtung des Filamentbündels verläuft. Dabei ist es wichtig, dass das gasförmige Kühlmedium wenigstens von zwei Seiten an das Filamentbündel herankommt.
  • Dies kann im erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erreicht werden, dass die Selbstansaugeinheit durch zwei perforierte und zum Filamentbündel parallel verlaufende Materialien, wie z.B. perforierte Platten, gebildet wird. Die Länge der Platten beträgt mindestens 10 cm und kann nach oben hin durchaus bis zu mehreren Metern betragen. Durchaus üblich sind Längen für diese Selbstansaugungsstrecke von 30 cm bis 150 cm, die auch für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind.
  • Auf die eben beschriebenen Weise lässt sich eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführen, wobei in der zweiten Abkühlzone das Filamentbündel so zwischen perforierten Materialien, wie z.B. perforierten Platten, durchgeführt wird, dass das gasförmige Kühlmedium durch Selbstansaugung der Filamente des Filamentbündels von zwei Seiten auf die Filamente treffen kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Filamentbündel in der zweiten Abkühlzone durch ein perforiertes Rohr geführt. Solche "Self-suction-Rohre" sind dem Fachmann bekannt. Sie ermöglichen das Mitreißen des gasförmigen Abkühlmediums durch das Filamentbündel in einer Weise, die Verwirbelungen weitgehend vermeidet. Dabei hat das perforierte Rohr eine Porosität PRohr = Fo/F im Bereich von 0,1 bis 0,9 und besonders bevorzugt im Bereich von 0,30 bis 0,85 , wobei Fo die offene Mantelfläche des Rohres und F die gesamte Mantelfläche des Rohres bedeutet.
  • Jedoch kann die zweite Abkühlzone auch dergestalt als "Self-suction-Zone" ausgebildet sein, dass ein Schacht mit quadratischer oder rechteckiger Grundfläche gebildet wird, wobei die Wände des Schachts aus zwei einander gegenüberliegenden geschlossenen Platten und aus zwei einander gegenüberliegenden porösen Platten gebildet werden. Dabei weist die eine poröse Platte eine Porosität P1 = Fo1/F1 auf, wobei Fo1 die offene Fläche dieser Platte und F1 die gesamte Fläche dieser Platte bedeutet. Ferner weist die andere poröse Platte eine Porosität P2 = Fo2/F2 auf, wobei Fo2 die offene Fläche dieser Platte und F2 die gesamte Fläche dieser Platte bedeutet. Dabei kann die Porosität der einen Platte P1 gleich oder verschieden sein von der Porosität P2 der anderen Platte. Die Werte von P1 und die von P2 liegen vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,9, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 0,85.
  • Es ist möglich, das Kühlmedium, welches in der zweiten Abkühlzone durch das Filamentbündel angesaugt wird, zu temperieren, z.B. durch die Verwendung von Wärmeaustauschern. Diese Ausführungsform erlaubt eine von der Umgebungstemperatur unabhängige Prozessführung, was sich vorteilhaft auf die Dauerstabilität des Verfahrens, z.B. hinsichtlich Tag-Nacht bzw. Sommer-Winter-Unterschieden, auswirkt.
  • Zwischen der Spinndüse oder Düsenplatte und dem Beginn der ersten Abkühlzone befindet sich üblicherweise noch ein Heizrohr. Abhängig vom Filamenttyp ist dieses dem Fachmann geläufige Element zwischen 10 und 40 cm lang.
  • Wie bereits erwähnt, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren in der ersten Abkühlzone mindestens eine Queranblasung durch ein gasförmiges Kühlmedium. Dies bedeutet, dass die erste Abkühlzone nicht nur eine erste Queranblasung sondern auch eine zweite, dritte usw. Queranblasung aufweisen kann, wobei diese Queranblasungen auf der Anblasstrecke AC unmittelbar nacheinander angeordnet sind und in Summe die Länge L aufweisen. Dabei kann grundsätzlich jede dieser Queranblasungen mit einer Anblasmenge an gasförmigem Kühlmedium betrieben werden, die unabhängig einstellbar ist von den Anblasmengen an gasförmigem Kühlmedium, mit denen die jeweils anderen Queranblasungen betrieben werden. Ferner kann grundsätzlich jede dieser Queranblasungen mit einer Temperatur des gasförmigem Kühlmedium betrieben werden, die unabhängig einstellbar ist von den Temperaturen der gasförmigen Kühlmedien, mit denen die jeweils anderen Queranblasungen betrieben werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die erste Abkühlzone auf der Anblasstrecke AC eine erste Queranblasung und eine unmittelbar daran anschließende zweite Queranblasung auf, wobei die erste und zweite Queranblasung in Summe die Länge L aufweisen, und wobei die erste Queranblasung mit einer Anströmgeschwindigkeit V11 des gasförmigen Kühlmediums betrieben wird, und die zweite Queranblasung mit einer Anströmgeschwindigkeit des gasförmigen Kühlmediums V12 betrieben wird, und wobei V11 verschieden ist von V12.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die erste Abkühlzone auf der Anblasstrecke AC eine erste Queranblasung und eine unmittelbar daran anschließende zweite Queranblasung auf, wobei die erste und zweite Queranblasung in Summe die Länge L aufweisen, und wobei die erste Queranblasung mit einer Temperatur T11 des gasförmigen Kühlmediums betrieben wird und die zweite Queranblasung mit einer Temperatur T12 des gasförmigen Kühlmediums betrieben wird, und wobei T11 verschieden ist von T12.
  • Durch die o.g. beiden Ausführungsformen wird es möglich, die Abkühlbedingungen in der ersten Abkühlzone besonders genau an wechselnde Abkühlerfordernisse anzupassen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so durchgeführt werden, dass das Filamentbündel in der zweiten Abkühlzone durch Selbstansaugung von in der Umgebung des Filamentbündels befindlichem gasförmigen Kühlmedium weiter abgekühlt wird, wobei das gasförmige Kühlmedium vor dem Eintritt in die zweite Abkühlzone temperiert wird.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Abkühlung des Filamentbündels ein gasförmiges Kühlmedium eingesetzt. Darunter ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedes gasförmige Medium zu verstehen, das zum Kühlen von Filamentbündeln geeignet ist, ohne dabei die Eigenschaften des entstehenden Multifilamentgarns in unerwünschter Weise zu beeinflussen, z.B. durch Bildung unerwünschter Reaktionsprodukte aus dem gasförmigen Kühlmedium und dem entstehenden Multifilamentgarn. Vorzugsweise wird im erfindungsgemäßen Verfahren als gasförmiges Kühlmedium Luft und/oder ein Inertgas, wie Stickstoff oder Argon, eingesetzt, wobei in der ersten und zweiten Abkühlzone entweder das gleiche oder verschiedene gasförmige Kühlmedien eingesetzt werden können.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt nach der Abkühlung des Filamentbündels in der zweiten Abkühlzone und vor der Aufwicklung eine ein- oder mehrstufige Verstreckung der Filamente. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise ein kontinuierliches Spinn-Streck-Aufwickel - Verfahren ("spinning drawing winding process"). Unter dem Begriff Verstreckung sollen hier alle üblichen und dem Fachmann geläufigen Methoden verstanden werden, um die Filamente zu verziehen. Dies kann beispielsweise durch Galetten, einzeln oder in Duos, oder Ähnliches durchgeführt werden. Es soll ausdrücklich erwähnt werden, dass sich Verstreckung sowohl auf Verstreckverhältnisse größer als 1 als auch auf solche Verhältnisse, die kleiner sind als 1, bezieht. Letztere Verhältnisse sind der Fachperson unter dem Begriff der Relaxation geläufig. Dabei können im erfindungsgemäßen Verfahren Verstreckverhältnisse größer und kleiner als 1 durchaus nebeneinander auftreten.
  • Das Gesamtverstreckverhältnis berechnet sich üblicherweise aus dem Verhältnis der Streckgeschwindigkeit zur Spinngeschwindigkeit der Filamente, d.h. der Geschwindigkeit, mit der die Filamentbündel die Abkühlzonen verlassen und am ersten Galettenpaar der Verstreckvorrichtung fixiert werden. Eine typische Konstellation ist beispielsweise eine Spinngeschwindigkeit von 2760 m/min, eine Streckgeschwindigkeit von 6000 m/min, eine additionelle Relaxation im Anschluss an die Verstreckung von 0,5 %, d.h. eine Geschwindigkeit der letzten Galette von 5970 m/min. Das resultiert in einem Gesamtverstreckverhältnis von 2,17.
  • Erfindungsgemäß sind daher für die Aufwicklung Geschwindigkeiten von mindestens 2000 m/min bevorzugt, insbesondere von mindestens 2500 m/min. Prinzipiell sind dem Prozess im Rahmen des technisch Realisierbaren nach oben hin keine Grenzen hinsichtlich der Geschwindigkeit gesetzt. Allgemein werden für den oberen Geschwindigkeitsbereich bei der Aufwicklung jedoch etwa 8000 m/min bevorzugt, besonders bevorzugt 6500 m/min. Bei den an sich üblichen Gesamtverstreckverhältnissen von 1,5 bis 3,0 ergeben sich also Bereiche von etwa 500 bis etwa 4000 m/min, bevorzugt 2000 bis 3500 m/min und besonders bevorzugt von 2500 bis 3500 m/min für die Spinngeschwindigkeit.
  • Den Verstreckeinrichtungen vorgelagert und hinter den Abkühlzonen kann sich noch ein an sich bekannter Fallschacht befinden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich prinzipiell zum Spinnen eines Multifilamentgarns aus jedem thermoplastischen Material und ist daher nicht auf bestimmte thermoplastische Materialen beschränkt. Vielmehr lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Spinnen aller zu Filamenten extrudierbaren thermoplastischen Materialien anwenden, insbesondere zum Spinnen eines Multifilamentgarns aus einem thermoplastischen Polymer. Daher wird das im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende thermoplastische Material vorzugsweise aus einer Gruppe enthaltend thermoplastische Polymere gewählt, wobei die Gruppe Polyester, Polyamid, Polyolefin oder auch Mischungen bzw. Copolymere aus diesen Polymeren enthalten kann.
  • Ganz besonders bevorzugt besteht das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte thermoplastische Material im wesentlichen aus Polyethylenterephthalat.
  • Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt einer beispielhaften Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens:
    • Aus einer Spinndüse 1 wird durch eine Vielzahl von Düsenlöchern, deren Enden eine Düsenlochaustrittsebene bilden, ein multifiler Faden, d.h. ein Filamentbündel 2 gesponnen. Das Filamentbündel 2 wird mit einer Vorrichtung zur Queranblasung I mit gasförmigem Kühlmedium angeblasen. Die Queranblasung erfolgt über eine Anblasstrecke AC der Länge L, wobei A den oberen den Düsenlöchern zugewandten Anfang und C das untere von den Düsenlöchern abgewandte Ende der Anblasstrecke AC bildet. Die Punkte A bzw. C bezeichnen das obere bzw. untere Ende der ersten Abkühlzone. Gegenüber der Anblasstrecke AC ist eine Strecke BD angeordnet, welche einen den Düsenlöchern zugewandten Anfang B und ein von den Düsenlöchern abgewandtes Ende D aufweist. A und B sind so angeordnet, dass die zwischen A und B gedachte Strecke AB parallel zur Düsenlochaustrittsebene verläuft.
  • Der Winkel α zwischen der gedachten Strecke AB und der Anblasstrecke AC beträgt 90°. Der Winkel β zwischen der gedachten Strecke AB und der Strecke BD beträgt ebenfalls 90°. Die Strecke BD ist unterteilt in eine offene Absaugstrecke BX der Länge LBX, über welche das gasförmige Kühlmedium mit einer Absaugvorrichtung II abgesaugt wird, und in eine geschlossenen Strecke XD der Länge LXD, wobei das Verhältnis LBX : LXD im Bereich von 0,15 : 1 bis 0,5 : 1 liegt.
  • Unterhalb der ersten Abkühlzone, deren linkes Ende durch C und deren rechtes Ende durch D bezeichnet ist, schließt sich unmittelbar eine zweite Abkühlzone an. Somit markieren C bzw. D auch der Anfang der linken bzw. rechten Seite der zweiten Abkühlzone. Die zweite Abkühlzone wird links durch eine perforierte Platte festgelegt, die eine Selbstansaugungsstrecke CE der Länge LCE bildet, über welche das Filamentbündel 2 allein durch seine Bewegung gasförmiges Kühlmedium ansaugt. Die zweite Abkühlzone wird rechts durch eine weitere perforierte Platte festgelegt, die eine Selbstansaugungsstrecke DF der Länge LDF bildet, über welche das Filamentbündel 2 ebenfalls allein durch seine Bewegung gasförmiges Kühlmedium ansaugt. Die an die zweite Abkühlzone anschließende Verstreckung und Aufwicklung des ersponnenen Multifilaments ist nicht gezeigt.
  • Wie eingangs erwähnt, erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren erstmals die Herstellung eines Multifilamentgarns, insbesondere eines Polyestermultifilamentgarns in einem kontinuierlichen Spinn-Streck-Aufwickelprozess mit einem Gesamttiter von mindestens 1800 dtex, einer Dimensionsstabilität Ds = EAST + HAS von höchstens 11,0 % und mit einer Flusenzahl, die mindestens 5 % geringer ist als die Flusenzahl eines Polyesterfilamentgarns, das unter den gleichen Bedingungen gesponnen wird, außer, dass LBX : LXD = 1 ist.
  • Deshalb ist ein solches Polyestermultifilamentgarn ebenfalls Teil der vorliegenden Erfindung. Dabei kann die Obergrenze des Gesamttiters im Prinzip beliebig große Werte annehmen, wie im folgenden begründet wird: Die eingangs erwähnte Düsenlochaustrittsebene kann als Teil einer Spinndüsenplatte ausgeführt sein, welche eine Länge und eine Breite aufweist. Durch Ausdehnung der Spinndüsenplatte in die Breite ist es grundsätzlich möglich, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens beliebig große Gesamttiter zu erspinnen. Jedoch wird der Fachmann aus praktischen Überlegungen eine Obergrenze für den Gesamttiter des Polyestermultifilamentgarns wählen, der im Bereich von 1800 dtex bis 5000 dtex und vorzugsweise im Bereich von 2000 dtex bis 3600 dtex liegt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Polyestermultifilamentgarn eine Dimensionsstabilität Ds = EAST + HAS von höchstens 10,5 % auf.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Polyestermultifilamentgarn eine Bruchfestigkeit von mehr als 60 cN/tex, besonders bevorzugt von mehr als 65 cN/tex auf.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Polyestermultifilamentgarn eine Flusenzahl auf, die mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 60 % geringer ist als die Flusenzahl eines Polyesterfilamentgarns, das unter den gleichen Bedingungen gesponnen wird, außer, dass LBX : LXD = 1 ist. Z.B. beträgt die Flusenzahl weniger als 500 pro 10 kg Garn, besonders bevorzugt weniger als 250 pro 10 kg Garn.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Polyestermultifilamentgarn eine Fadenbruchzahl von weniger als 25 pro 1000 kg Garn, besonders bevorzugt von weniger als 10 pro 1000 kg Garn auf.
  • Das erfindungsgemäße Polyestermultifilamentgarn zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass das Garn eine Bruchfestigkeit T in mN/tex und einer Bruchdehnung E in % aufweisen, wobei das Produkt aus der Bruchfestigkeit T und der dritten Wurzel aus der Bruchdehnung E, T•E11/3, mindestens 1600 mN %1/3/tex beträgt und vorzugsweise zwischen 1600 und 1800 mN %1/3/tex liegt.
  • Die Messungen der Bruchfestigkeit T sowie der Bruchdehnung E für die Bestimmung des Parameters T•E1/3 erfolgen gemäß ASTM 885 und sind dem Fachmann im übrigen bekannt.
  • Die Bestimmung der Flusenzahl pro 10 kg Garn erfolgt mit dem Gerät ENKA Tecnica FR V.
  • Die Bestimmung der Fadenbrüche pro 1000 kg Garn erfolgt durch Zählen.
  • Die Messung der EAST erfolgt gemäß ASTM 885 und die Bestimmung des HAS erfolgt ebenfalls nach der ASTM 885, mit der Maßgabe, dass die Messung bei 180 °C, bei 5 mN/tex und über über eine Messdauer von 2 Minuten durchgeführt wird.
  • Das o.g. Polyestermultifilamentgarn ist besonders gut für technische Anwendungen geeignet, insbesondere für die Verwendung in Reifencord.
  • Ein aus dem erfindungsgemäßen Polyestermultifilamentgarn hergestellter ungedippter Cord weist für das Produkt T•E1/3 einen Wert auf, der mindestens 1375 mN %1/3/tex, vorzugsweise bis zu 1800 mN %1/3/tex beträgt. Daher ist ein solcher ungedippter Cord ebenfalls Teil der vorliegenden Erfindung.
  • Schließlich gehört zur vorliegenden Erfindung ein gedippter Cord umfassend ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Polyestermultifilamentgarn, wobei der Cord nach dem Dippen ein Retentionsvermögen Rt aufweist und sich dadurch auszeichnet, dass der Qualitätsfaktor Qf, d.h. das Produkt aus T•E1/3 des Polyestermultifilamentgarns und Rt des Cordes, größer ist als 1350 mN %1/3/tex und vorzugsweise bis zu 1800 mN %1/3/tex beträgt.
  • Unter dem Retentionsvermögen ist der dimensionslose Quotient aus der Bruchfestigkeit des Cordes nach dem Dippen und der Bruchfestigkeit der Fäden zu verstehen.
  • Weiterhin eignet sich das Verfahren auch gut für die Herstellung von technischen Garnen. Die für die Spinnung von technischen Garnen nötigen Einstellungen, insbesondere die Wahl der Düse sowie die Länge des Heizrohres, sind dem Fachmann bekannt.
  • Die Erfindung soll anhand der nachstehenden Beispiele näher erläutert werden, ohne auf diese Beispiele beschränkt zu sein.
    • Beispiel 1: Herstellung von Polyethlenterephthalat-Multifilamentgarnen mit einem Garntiter von 2220 dtex
  • Polyethylenterephthalat-Granulat mit einer relativen Viskosität von 2,04 (gemessen an einer Lösung von 1 g Polymer in 125 g einer Mischung aus 2,4,6-Trichlorphenol und Phenol (TCF/F, 7:10 m/m) bei 25 °C in einem Ubbelohde (DIN 51562) Viskosimeter) wird gesponnen, wobei α=β= 90° gewählt wird, und abgekühlt. Das ersponnene Filamentbündel läuft zunächst durch ein Heizrohr, danach durch die sich unmittelbar an das Heizrohr anschließende erste Abkühlzone und durch die sich an die erste Abkühlzone unmittelbar anschließende zweite Abkühlzone.
  • Dabei weist die erste Abkühlzone eine Anblasstrecke auf, die unterteilt ist in eine erste Queranblasung und unmittelbar daran anschließend in eine zweite Queranblasung, mittels derer das Filamentbündel mit Luft von jeweils unterschiedlicher Temperatur und Anströmgeschwindigkeit querangeblasen wird. Der ersten Queranblasung gegenüber und unmittelbar anschließend an das Heizrohr befindet sich eine offene Absaugstrecke bestimmter Länge, über welche die querangeblasene Luft mit einer bestimmten Absaugleistung abgesaugt wird. Unmittelbar anschließend an die Absaugstrecke folgt eine geschlossene Strecke bestimmter Länge.
  • Unmittelbar an die zweite Queranblasung der ersten Abkühlzone schließt sich die zweite Abkühlzone an, die durch einen Schacht gebildet wird, der zwei gegenüberliegende poröse Platten mit unterschiedlicher Porosität umfasst, wobei die eine Platte unterhalb der Anblasstrecke der ersten Abkühlzone und die zweite Platte unterhalb der Absaugstrecke der ersten Abkühlzone angeordnet ist. In der zweiten Abkühlzone wird das Filamentbündel durch die Luft gekühlt, die es als Folge seiner Bewegung durch die porösen Platten hindurch selbstansaugt. In Tabelle 1 sind die Spinn- und Abkühlbedingungen zusammengefasst. Dabei bedeuten:
    L Länge der Anblasstrecke in der ersten Abkühlzone
    T11 Temperatur der Luft, mit der das Filamentbündel in der ersten Queranblasung der ersten Abkühlzone querangeblasen wird;
    v11 Anströmgeschwindigkeit der Luft, mit der das Filamentbündel in der ersten Queranblasung der ersten Abkühlzone querangeblasen wird;
    L11 Länge der ersten Queranblasung in der ersten Abkühlzone;
    T12 Temperatur der Luft, mit der das Filamentbündel in der zweiten Queranblasung der ersten Abkühlzone querangeblasen wird;
    v12 Anströmgeschwindigkeit der Luft, mit der das Filamentbündel in der zweiten Queranblasung der ersten Abkühlzone querangeblasen wird;
    L12 Länge der zweiten Queranblasung in der ersten Abkühlzone;
    LBX Länge der offenen Absaugstrecke BX in der ersten Abkühlzone;
    LXD Länge der geschlossenen Strecke XD in der ersten Abkühlzone;
    V/t Absaugleistung, mit der die Luft in der ersten Abkühlzone durch die offene Absaugstrecke BX der Länge LBX abgesaugt wird;
    P1 Porosität der porösen Platte in der zweiten Abkühlzone unterhalb der Anblasstrecke;
    P2 Porosität der porösen Platte in der zweiten Abkühlzone unterhalb der Absaugstrecke;
    T2 Temperatur der durch das Filamentbündel in der zweiten Abkühlzone selbstangesaugten Luft;
    LCE Länge der Selbstansaugungsstrecke in der zweiten Abkühlzone;
    Tabelle 1: Spinn- und Abkühlbedingungen
    Garntiter 2200 [dtex]
    Einzeltiter 4,4 [dtex]
    Spinndüse
    - Zahl der Löcher 501
    - Lochdurchmesser 800 [µm]
    Länge des Heizrohres 150 [mm]
    Temperatur im Heizrohr 200 [°C]
    Erste Abkühlzone
    - L 700 [mm]
    - T11 55 [°C]
    - V11 0,60 [m/min]
    - L11 500 [mm]
    - T12 30 [°C]
    - V12 0,85 [m/min]
    - L12 200 [mm]
    - V/t 230 [m3/h]
    - LBX 160 [mm]
    - LXD 540 [mm]
    - LBX: LXD 0,30
    Zweite Abkühlzone
    - LCE 500 [mm]
    - T2 30 [°C]
    - P1 0,32
    - P2 0,70
  • Unmittelbar nach Durchlaufen der zweiten Abkühlzone wird das Multifilament gebündelt und läuft durch ein Rohr in eine Verstreckvorrichtung, womit das Multifilament mit den in Tabelle 2 aufgeführten Streckverhältnissen bei einer Streckgeschwindigkeit von 6000 m/min verstreckt und aufgewickelt wird, wodurch einstufig hergestellte Polyethlenterephthalat-Multifilamentgarne mit einem Garntiter von 2200 dtex erhalten werden, deren Flusenzahlen und Bruchfestigkeiten, T•E1/3-Werte und Dimensionsstabilitäten Ds ebenfalls in Tabelle 2 aufgeführt sind (s. Garne Nr. 1-8).
    • Vergleichsbeispiel 1:
  • Zum Vergleich werden die Polyethylenterephthalat-Multifilamentgarne Nr. V1-V6 wie in Beispiel 1 hergestellt mit dem Unterschied, dass in der ersten Abkühlzone die Absaugung über die gesamte Länge BD = L = 700 mm erfolgt. Tabelle 2: Streckverhältnisse, Streckgeschwindigkeiten Vs, Bruchfestigkeiten T, T•E1/3-Werte, Flusenzahlen und Ds-Werte der erfindungsgemäßen Polyethylenterephtalat-Multifilamentgarne Nr. 1-8 und der Vergleichs-Polyethylenterephtalat-Multifilamentgarne Nr. V1-V6
    Beispiel 1
    Garn-Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8
    Streckverhältnis 2,000 2,025 2,050 2,075 2,100 2,125 2,150 2,175
    Vs [m/min] 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000
    T [mN/tex] 607 633 621 635 647 667 670 689
    T•E1/3 [mN %1/3/tex] 1560 1588 1529 1564 1584 1617 1597 1628
    Flusenzahl 160 129 244 157 132 212 257 417
    Ds [%] 11,0 10,6 10,9 11,0 11,0 10,9 11,0 10,9
    Vergleichsbeispiel 1
    Garn-Nr. V1 V2 V3 V4 V5 V6 - -
    Streckverhältnis 2,000 2,025 2,050 2,075 2,100 2,125 - -
    vs [m/min] 6000 6000 6000 6000 6000 6000 - -
    T [mN/tex] 617 633 622 663 656 651 - -
    T•E1/3 [mN %1/3/tex] 1561 1569 1529 1621 1568 1570 - -
    Flusenzahl 172 405 687 876 977 1265 - -
    Ds [%] 11,0 11,2 11,3 11,1 11,1 11,4 - -
  • Der Vergleich der Flusenzahlen der erfindungsgemäß hergestellten Garne 1-6 mit den Flusenzahlen der Vergleichsgarne V1-V6 zeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren zu Garnen mit einer deutlich kleineren Flusenzahl und damit zu einem erheblich verbesserten Laufverhalten des Multifilaments führt. Die Verringerung der Flusenzahl beträgt in diesem Beispiel zwischen 7 % (vergleiche Garn 1 mit Vergleichsgarn V1) und 86 % (vergleiche Garn 5 mit Vergleichgarn V5). Dabei beträgt die Dimensionsstabilität Ds der erfindungsgemäß hergestellten Garne höchstens 11,0 % und ist unter ansonsten gleichen Bedingungen gleich gut oder sogar besser als Ds der Vergleichsgarne V1-V6. Ferner zeigen die erfindungsgemäß hergestellten Garne 7 und 8, dass es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist, Garne mit einem Garntiter von 2200 dtex, hoher Festigkeit und einer Flusenzahl herzustellen, die eine kontinuierliche Spinnung erlaubt. Im Gegensatz dazu führt der Versuch, unter den Bedingungen des Vergleichsbeispiels bei einer Streckgeschwindigkeit von 6000 m/min ein Streckverhältnis von 2,150 einzustellen, zu einer derart intensiven Verklebung der Filamente, das ein kontinuierliches Spinnen unmöglich ist. Dies gilt erstrecht für den Versuch, unter den genannten Bedingungen ein Streckverhältnis von 2,175 einzustellen. Schließlich zeigen die erfindungsgemäß hergestellten Garne 6 und 8, dass es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bei Wahl eines geeigneten Streckverhältnisses möglich ist, die T•E1/3-Werte in den bevorzugten Bereich von mindestens 1600 mN %1/3/tex zu bringen.
    • Beispiel 2: Herstellung von Polyethlenterephthalat-Multifilamentgarnen mit einem Garntiter von 1670 dtex
  • Polyethylenterephthalat-Granulat mit einer relativen Viskosität von 2,04 (gemessen an einer Lösung von 1 g Polymer in 125 g einer Mischung aus 2,4,6-Trichlorphenol und Phenol (TCF/F, 7:10 m/m) bei 25 °C in einem Ubbelohde (DIN 51562) Viskosimeter) wurde gesponnen, wobei α=β= 90° gewählt wurde. Dass ersponnene Filamentbündel durchläuft wie in Beispiel 1 ein Heizrohr, dann durch die sich unmittelbar anschließende erste Abkühlzone und durch die sich unmittelbar daran anschließende zweite Abkühlzone. In Tabelle 3 sind die Spinn- und Abkühlbedingungen zusammengefasst, wobei die Spinn- und Abkühlparameter die gleiche Bedeutung haben wie in Beispiel 1. Tabelle 3: Spinn- und Abkühlbedingungen
    Garntiter 1670 [dtex]
    Einzeltiter 4,1 [dtex]
    Spinndüse
    - Zahl der Löcher 412
    - Lochdurchmesser 800 [µm]
    Länge des Heizrohres 150 [mm]
    Temperatur im Heizrohr 200 [°C]
    Erste Abkühlzone
    - L 700 [mm]
    - T11 55 [°C]
    - v11 0,60 [m/min]
    - L11 500 [mm]
    - T12 55 [°C]
    - v12 0,85 [m/min]
    - L12 200 [mm]
    - V/t 230 [m3/h]
    - LBX 160 [mm]
    - LXD 540 [mm]
    - LBX : LXD 0,30
    Zweite Abkühlzone
    - LCE 500 [mm]
    - T2 30 [°C]
    - P1 0,23
    - P2 0,32
  • Unmittelbar nach Durchlaufen der zweiten Abkühlzone wird das Multifilament gebündelt und läuft durch ein Rohr in eine Verstreckvorrichtung, womit das Multifilament mit den in Tabelle 4 aufgeführten Streckverhältnissen bei einer Streckgeschwindigkeit von 6000 m/min verstreckt und aufgewickelt wird, wodurch einstufig hergestellte Polyethlenterephthalat-Multifilamentgarne mit einem Garntiter von 1670 dtex erhalten werden, deren Flusenzahlen und Bruchfestigkeiten, T•E1/3-Werte und Dimensionsstabilitäten Ds ebenfalls in Tabelle 4 aufgeführt sind (s. Garne Nr. 1-9).
    • Vergleichsbeispiel 2:
  • Zum Vergleich wurden die Polyethylenterephthalat-Multifilamentgarne Nr. V1-V9 wie in Beispiel 2 hergestellt mit dem Unterschied, dass in der ersten Abkühlzone die Absaugung über die gesamte Länge BD = L = 700 mm erfolgte. Tabelle 4: Streckverhältnisse, Streckgeschwindigkeiten Vs, Bruchfestigkeiten T, T•E1/3-Werte, Flusenzahlen und Ds-Werte der erfindungsgemäßen Polyethylenterephtalat-Multifilamentgarne Nr. 1-9 und der Vergleichs-Polyethylenterephtalat-Multifilamentgarne Nr. V1-V9
    Beispiel 2
    Garn-Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    Streckverhältnis 2,000 2,025 2,050 2,075 2,100 2,125 2,150 2,175 2,200
    vs [m/min] 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000
    T [mN/tex] 622 646 666 645 680 702 694 699 740
    T•E1/3 [mN %1/3/tex] 1595 1623 1627 1603 1659 1649 1620 1617 1698
    Flusenzahl 20 31 23 22 30 26 50 90 110
    Ds [%] 10,4 10,3 10,3 10,8 10,6 10,4 10,6 10,6 10,5
    Vergleichsbeispiel 2
    Garn-Nr. V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9
    Streckverhältnis 2,000 2,025 2,050 2,075 2,100 2,125 2,150 2,175 2,200
    vs [m/min] 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000
    T [mN/tex] 620 628 640 657 635 667 677 681 687
    T•E1/3 [mN %1/3/tex] 1597 1582 1591 1630 1535 1608 1620 1607 1568
    Flusenzahl 41 32 18 32 41 48 174 877 363
    Ds [%] 10,6 10,5 10,5 10,4 10,9 10,8 10,9 10,9 10,9
  • Der Vergleich der Flusenzahlen der erfindungsgemäß hergestellten Garne 1-9 mit den Flusenzahlen der Vergleichsgarne V1-V9 zeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren fast immer zu Garnen mit einer deutlich kleineren Flusenzahl und damit zu einem erheblich verbesserten Laufverhalten des Multifilaments führt. Dabei ist die Dimensionsstabilität Ds unter ansonsten gleichen Bedingungen fast immer besser als Ds der Vergleichsgarne V1-V9.
    • Beispiel 3: Herstellung von Polyethlenterephthalat-Multifilamentgarnen mit einem Garntiter von 1440 dtex
  • Polyethylenterephthalat-Granulat mit einer relativen Viskosität von 2,04 (gemessen an einer Lösung von 1 g Polymer in 125 g einer Mischung aus 2,4,6-Trichlorphenol und Phenol (TCF/F, 7:10 m/m) bei 25 °C in einem Ubbelohde (DIN 51562) Viskosimeter) wurde gesponnen, wobei α=β= 90° gewählt wurde, und abgekühlt. Dass ersponnene Filamentbündel durchläuft wie in Beispiel 1 ein Heizrohr, dann durch die sich unmittelbar anschließende erste Abkühlzone und durch die sich unmittelbar daran anschließende zweite Abkühlzone. In Tabelle 5 sind die Spinn- und Abkühlbedingungen zusammengefasst, wobei die Spinn- und Abkühlparameter die gleiche Bedeutung haben wie in Beispiel 1. Tabelle 5: Spinn- und Abkühlbedingungen
    Garntiter 1440 [dtex]
    Einzeltiter 4,4 [dtex]
    Spinndüse
    - Zahl der Löcher 331
    - Lochdurchmesser 800 [µm]
    Länge des Heizrohres 150 [mm]
    Temperatur im Heizrohr 200 [°C]
    Erste Abkühlzone.
    - L 700 [mm]
    - T11 55 [°C]
    - v11 0,60 [m/min]
    - L11 500 [mm]
    - T12 55 [°C]
    - v12 0,85 [m/min]
    - L12 200 [mm]
    - V/t 230 [m3/h]
    - LBX 160 [mm]
    - LXD 540 [mm]
    - LBX: LXD 0,30
    Zweite Abkühlzone
    - LCE 500 [mm]
    - T2 30 [°C]
    - P1 0,23
    - P2 0,32
  • Unmittelbar nach Durchlaufen der zweiten Abkühlzone wird das Multifilament gebündelt und läuft durch ein Rohr in eine Verstreckvorrichtung, womit das Multifilament mit den in Tabelle 6 aufgeführten Streckverhältnissen bei einer Streckgeschwindigkeit von 6000 m/min verstreckt und aufgewickelt wird, wodurch einstufig hergestellte Polyethlenterephthalat-Multifilamentgarne mit einem Garntiter von 1440 dtex erhalten werden, deren Flusenzahlen und Bruchfestigkeiten, T•E1/3-Werte und Dimensionsstabilitäten Ds ebenfalls in Tabelle 6 aufgeführt sind (s. Garne Nr. 1-9).
    • Vergleichsbeispiel 3:
  • Zum Vergleich werden die Polyethylenterephthalat-Multifilamentgarne Nr. V1-V9 wie in Beispiel 3 hergestellt mit dem Unterschied, dass in der ersten Abkühlzone die Absaugung über die gesamte Länge BD = L = 700 mm erfolgte. Tabelle 6: Streckverhältnisse, Streckgeschwindigkeiten vs, Bruchfestigkeiten T, T•E1/3-Werte, Flusenzahlen und Ds-Werte der erfindungsgemäßen Polyethylenterephtalat-Multifilamentgarne Nr. 1-9 und der Vergleichs-Polyethylenterephtalat-Multifilamentgarne Nr. V1-V9
    Beispiel 3
    Garn-Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    Streckverhältnis 2,000 2,025 2,050 2,075 2,100 2,125 2,150 2,175 2,200
    vs [m/min] 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000
    T [mN/tex] 631 606 643 660 679 668 684 703 729
    T•E1/3 [mN %1/3/tex] 1642 1537 1633 1643 1695 1661 1633 1685 1672
    Flusenzahl 6 10 55 18 10 15 26 17 49
    Ds [%] 10,8 11,1 11,0 10,9 10,8 11,0 10,9 11,0 10,8
    Vergleichsbeispiel 3
    Garn-Nr. V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9
    Streckverhältnis 2,000 2,025 2,050 2,075 2,100 2,125 2,150 2,175 2,200
    vs [m/min] 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000
    T [mN/tex] 635 645 659 662 666 670 691 699 701
    T•E1/3 [mN %1/3/tex] 1620 1578 1659 1868 1629 1622 1654 1688 1674
    Flusenzahl 15 14 53 41 67 32 78 315 212
    Ds [%] 10,7 10,7 10,6 11,0 10,8 11,1 11,1 10,9 10,8
  • Der Vergleich der Flusenzahlen der erfindungsgemäß hergestellten Garne 1-9 mit den Flusenzahlen der Vergleichsgarne V1-V9 zeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren fast immer zu Garnen mit einer deutlich kleineren Flusenzahl und damit zu einem erheblich verbesserten Laufverhalten des Multifilaments führt.

Claims (29)

  1. Verfahren zum Spinnen eines Multifilamentgarns aus einem thermoplastischen Material umfassend die Schritte, bei welchem das aufgeschmolzene Material durch eine Spinndüse zu einem Filamentbündel mit vielen Filamenten extrudiert und nach dem Erstarren als Multifilamentgarn aufgewickelt wird, wobei die Spinndüse eine Vielzahl von Düsenlöchern aufweist, und die Enden der Löcher, an denen die Filamente austreten, eine Düsenlochaustrittsebene bilden, und wobei das Filamentbündel unterhalb der Spinndüse in einer ersten Abkühlzone zuerst mittels mindestens einer Queranblasung durch ein gasförmiges Kühlmedium und mittels einer dieser Queranblasung gegenüberliegenden Absaugung des gasförmigen Kühlmediums abgekühlt wird, und danach in einer zweiten Abkühlzone unterhalb der ersten Abkühlzone das Filamentbündel durch Selbstansaugung von in der Umgebung des Filamentbündels befindlichem gasförmigen Kühlmedium weiter abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Abkühlzone die mindestens eine Queranblasung des gasförmigen Kühlmediums über eine Anblasstrecke AC der Länge L erfolgt, wobei die Anblasstrecke AC einen oberen den Düsenlöchern zugewandten Anfang A und ein unteres von den Düsenlöchern abgewandtes Ende C aufweist, und der Anblasstrecke AC gegenüber eine Strecke BD angeordnet ist, welche einen den Düsenlöchern zugewandten Anfang B und ein von den Düsenlöchern abgewandtes Ende D aufweist, und die zwischen A und B gedachte Strecke AB parallel zur Düsenlochaustrittsebene verläuft, wobei die Strecke BD die Länge L hat, und wobei die Strecke BD unterteilt ist in eine offene Absaugstrecke BX der Länge LBX, über welche das gasförmige Kühlmedium abgesaugt wird, und in eine geschlossenen Strecke XD der Länge LXD, wobei das Verhältnis LBX: LXD im Bereich von 0,15 : 1 bis 0,5 : 1 liegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis LBX : LXD im Bereich von 0,2 : 1 bis 0,4 : 1 liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass LBX eine Länge im Bereich von 5 cm bis 50 cm und LXD eine Länge im Bereich von 20 cm bis 150 cm hat.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anblasstrecke AC zur gedachten Strecke AB einen Winkel α von 60° bis 90° aufweist und die Absaugstrecke BX zur gedachten Strecke AB einen Winkel β von 60° bis 90° aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anblasstrecke AC zur gedachten Strecke AB einen Winkel α von 90° aufweist und die Absaugstrecke BX zur gedachten Strecke AB einen Winkel β von 90° aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anblasstrecke AC zur gedachten Strecke AB einen Winkel α von 60° bis < 90° aufweist und die Absaugstrecke BX zur gedachten Strecke AB einen Winkel β von 90° aufweist.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das in der ersten Abkühlzone querangeblasene gasförmige Kühlmedium eine Anströmgeschwindigkeit zwischen 0,1 und 1 m/s aufweist.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Kühlmedium, bevor es in der ersten Abkühlzone der mindestens einen Queranblasung zugeführt wird, mittels einer ersten Temperiervorrichtung temperiert wird.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Abkühlzone das Filamentbündel so zwischen perforierten Materialien, wie z.B. perforierten Platten, durchgeführt wird, dass das gasförmige Kühlmedium durch Selbstansaugung der Filamente des Filamentbündels von zwei Seiten auf die Filamente treffen kann.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Abkühlzone das Filamentbündels durch ein perforiertes Rohr geführt wird.
  11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abkühlzone auf der Anblasstrecke AC eine erste Queranblasung und eine unmittelbar daran anschließende zweite Queranblasung aufweist, wobei die erste und zweite Queranblasung in Summe die Länge L aufweisen, und wobei die erste Queranblasung mit einer Geschwindigkeit V11 des gasförmigen Kühlmediums betrieben wird, und die zweite Queranblasung mit einer Geschwindigkeit des gasförmigen Kühlmediums V12 betrieben wird, und wobei V11 verschieden ist von V12.
  12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abkühlzone auf der Anblasstrecke AC eine erste Queranblasung und eine unmittelbar daran anschließende zweite Queranblasung aufweist, wobei die erste und zweite Queranblasung in Summe die Länge L aufweisen, und wobei die erste Queranblasung mit einer Temperatur T11 des gasförmigen Kühlmediums betrieben wird und die zweite Queranblasung mit einer Temperatur T12 des gasförmigen Kühlmediums betrieben wird, und wobei T11 verschieden ist von T12.
  13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Filamentbündel in der zweiten Abkühlzone durch Selbstansaugung von in der Umgebung des Filamentbündels befindlichem gasförmigen Kühlmedium weiter abgekühlt wird, wobei das gasförmige Kühlmedium vor dem Eintritt in die zweite Abkühlzone temperiert wird.
  14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als gasförmiges Kühlmedium Luft und/oder ein Inertgas eingesetzt wird.
  15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Abkühlung des Filamentbündels in der zweiten Abkühlzone und vor der Aufwicklung eine ein- oder mehrstufige Verstreckung der Filamente erfolgt.
  16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufwicklung bei Geschwindigkeiten von mindestens 2500 m/min erfolgt.
  17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material gewählt wird aus einer Gruppe enthaltend thermoplastische Polymere, wobei die Gruppe Polyester, Polyamid, Polyolefin oder Mischungen bzw. Copolymere dieser Polymere enthält.
  18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material im wesentlichen aus Polyethylenterephthalat besteht.
  19. Polyestermultifilamentgarn erhalten durch ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 mit einer Dimensionsstabilität von höchstens 11,0 % und mit einer Flusenzahl, die mindestens 5 % geringer ist als die Flusenzahl eines Polyesterfilamentgarns, das unter den gleichen Bedingungen gesponnen wird, außer, dass LBX = L ist.
  20. Polyestermultifilamentgarn nach Anspruch 19 mit einer Dimensionsstabilität von von höchstens 10,5 %.
  21. Polyestermultifilamentgarn nach Anspruch 19 oder 20 mit einer Bruchfestigkeit von mehr als 60 cN/tex.
  22. Polyestermultifilamentgarn nach Anspruch 21 mit einer Bruchfestigkeit von mehr als 65 cN/tex.
  23. Polyestermultifilamentgarn nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 22 mit einer Flusenzahl, die mindestens 50 % geringer ist als die Flusenzahl eines Polyesterfilamentgarns, das unter den gleichen Bedingungen gesponnen wird, außer, dass LBX = L ist.
  24. Polyestermultifilamentgarn nach Anspruch 23 mit eine Flusenzahl, die mindestens 60 % geringer ist als die Flusenzahl eines Polyesterfilamentgarns, das unter den gleichen Bedingungen gesponnen wird, außer, dass LBX = L ist.
  25. Polyestermultifilamentgarn nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 24 mit einer Fadenbruchzahl von weniger als 25 pro 1000 kg Garn.
  26. Polyestermultifilamentgarn nach Anspruch 25 mit einer Fadenbruchzahl von weniger als 10 pro 1000 kg Garn.
  27. Polyestermultifilamentgarn nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn eine Buchfestigkeit T in mN/tex und eine Bruchdehnung E in % aufweist, wobei das Produkt aus der Bruchfestigkeit T und der dritten Wurzel aus der Bruchdehnung E, T•E1/3, mindestens 1600 mN %1/3/tex beträgt.
  28. Ungedippter Cord umfassend ein Polyestermultifilamentgarn nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Cord für das Produkt T•E1/3 einen Wert von mindestens 1375 mN %1/3/tex aufweist.
  29. Gedippter Cord umfassend ein Polyestermultifilamentgarn nach Anspruch 27, wobei der Cord ein Retentionsvermögen Rt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Qualitätsfaktor Qf, d.h. das Produkt aus T•E1/3 der Polyesterfilamentgarne und Rt des Cordes, größer ist als 1350 mN %1/3/tex.
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