NL7906955A - Werkwijze voor het vervaardigen van monofilamenten. - Google Patents

Description

- Μ -ι- —Werkwijze voor het vervaardigen van monofilamenten.

De uitvinding betreft een werkwijze voor het vervaardigen van monofilamenten door smeltspinnen van synthetische polymeren.

Onder "monofilamenten" in de zin van deze uitvinding worden eindloze draden 5 verstaan met een filamenttiter van circa 20 dtex en hoger, overeenkomend met een diameter van circa 0,05 mm en hoger, afhankelijk van het polymeer.

De zogenaamde fijne monofilamenten hebben een filamenttiter van maximaal ca. 100 dtex, de grove monofilamenten bezitten een filamenttiter van ca.

100 dtex tot ca. 10.000 dtex (ca. 0,1 tot 1,0 mm diameter) of hoger. De IQ monofilamenten kunnen een cirkelvormige dwarsdoorsnede hebben of anders geprofileerd zijn, bijvoorbeeld als vlakke bandjê®;met een rechthoèkige dwarsdoorsnede.

Monofilamenten. uit synthetische polymeren worden gewoonlijk vervaardigd door de smelt in een koelbad te spinnen en de vers gesponnen monofilamenten 15 aansluitend in één of meer trappen te strekken. De spinsnelheden liggen gewoonlijk in de orde van grootte van een paar honderd m/min, terwijl ook de streksnelheden maar zelden boven dit niveau uitkomen. Een verhoging van de spinsnelheid is niet uitvoerbaar wegens het toenemende gevaar van vacuolenvorming (zie DE-o.s. 1 760 467) en bovenal door het feit, dat een 20 vergroting van het koelbereik voor de pas geëxtrudeerde garens in de praktijk nog maar nauwelijks te realiseren blijkt.

De uitvinding beoogt nu een werkwijze voor de vervaardiging van smelt-gesponnen monofilamenten uit synthetische polymeren te verschaffen, waarbij ondanks aanzienlijk hogere snelheden met geringe spinhoogten (afstand 25 spindop - aftrekorgaan) gewerkt kan worden. Tenslotte dient - naar gelang van de textiel-technische eigenschappen die de monofilamenten voor de verschillende toepassingsgebieden moeten bezitten (sterkte, breukrek, krimp) - naverstrekking niet meer nodig te zijn. De werkwijze is volgens de uitvinding hierdoor gekenmerkt, dat de vers gesponnen monofilamenten 30 in een gasatmosfeer worden gekoeld en met snelheden van tenminste 2750 m/min worden afgetrokken.

Verrassenderwijs kunnen bij deze aftreksnelheden, die op zichzelf bekend zijn bij de vervaardiging van textile multifilamentgarens, hoogwaardige 7906955 “ sK * * * .

---- -2- monofilamenten worden vervaardigd met een diameter tot 1,0 mm en hoger.

De gasatmosfeer wordt bij voorkeur gevormd door lucht, in het bijzonder door een luchtstroom die dwars op de monofilamenten gericht is.

De aftreksnelheid ligt bij voorkeur tussen 5000 en 7000 m/min, in het 5 bijzonder tussen 5200 en 6000 m/min. Bij deze snelheden kunnen in het bijzonder polyester- en polyamide-monofilamenten met een filamenttiter van circa 50 tot 1200 dtex worden vervaardigd, zonder dat de monofilamenten naverstrekt behoeven te worden.

Bij een te verkièzen uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding 10 wordt de spinhoogte laag gehouden door gebruik te maken van het verschijnsel der natuurlijke draadafbuiging.

Het verschijnsel van de “natuurlijke draadafbuiging" doet zich bij het smeltspinnen van draden uit synthetische polymeren op meer of minder grote . afstand van de spindop algemeen voor, wanneer men het aftrekorgaan, dat 15 zich gewoonlijk praktisch loodrecht onder de spindop bevindt, zijdelings uit zijn normale stand beweegt. Dit laat zich duidelijk zichtbaar maken, wanneer men bijvoorbeeld een polyester-monofilament met een titer van 100 dtex bij 3750 m/min aftrekt en het aftrekorgaan (snelspinapparaat) dat zich aanvankelijk loodrecht onder de spindop bevindt, geleidelijk in horizontale 2Q richting verwijdert en het daarbij eventueel gelijktijdig in verticale richting omhoogbrengt. Ondanks de daardoor gewijzigde stand van het aftrekorgaan blijft de draad zich onder de spindop nog over een bepaalde lengte-verticaal naar beneden bewegen, om dan in de richting van het aftrekorgaan af te buigen.

25 Deze "natuurlijke" draadafbuiging, welke zich instelt zonder additionele mechanische garengeleidingsorganen, is slechts een paar centimeter lang en verandert niet belangrijk van plaats, ook niet wanneer de positie van het aftrekorgaan duidelijk veranderd wordt. Daarentegen kan de plaats der natuurlijke draadafbuiging door verandering van de spinomstandigheden 30 gevarieerd worden; zo verwijdert deze zich van de spindop wanneer de smelt-toevoer wordt vergroot.

Met behulp van dit verschijnsel kan men de spinhoogte· (afstand spinhoogte -aftrekorgaan) laag houden, d.w.z. men kan bij de aanwezige ruimte door 7906955 -3- * % £ % —zijdelings wegtrekken van het aftrekorgaan en gebruikmaking van de natuurlijke draadafbuiging de polymeeropbrengst per spingaatje vergroten of bij gelijkblijvende polymeeropbrengst met een kleinere spinhoogte uitkomen.

Algemeen gesteld, kan men met behulp van het verschijnsel der natuurlijke 5 draadafbuiging hoge polymeeropbrengsten toepassen, zonder zijn toevlucht te moeten nemen tot buitensporig grote koeltrajecten, die in de praktijk niet te verwez enlij ken zijnin DE-o.s. 26 38 662 is reeds voorgesteld, smeltgesponnen draden direkt onderaan de blaaskast zijdelings af te trekken en schuin naar boven naar 10 een opwikkelorgaan te leiden, dat bijvoorbeeld naast de extruder kan staan.

Een voorwaarde voor deze garenomleiding, die met behulp van een aftrekrol plaatsvindt, is echter dat de garens reeds in de blaaskast gekristalliseerd zijn, zodat ze niet meer kleven en zodanig stabiel zijn dat ze mechanisch hanteerbaar zijn.

15 In tegenstelling tot het bekende voorstel wordt volgens de uitvinding gebruik gemaakt van de natuurlijke draadafbuiging, die belangrijk dichter bij de spindop plaatsvindt, in een gebied, waarin de draad nog in het geheel niet mechanisch hanteerbaar is. Zo heeft een polyesterdraad in dit gebied een temperatuur van circa 150°C en een kristallisatiegraad van minder dan 20 10%· Wanneer men probeert, het garen in dit gebied mechanisch om te leiden, ontstaat door verkleving van de draad met het geleidingsorgaan direkt een draadbreuk.

Tegenover het bekende voorstel biedt de werkwijze volgens de uitvinding, door gebruik te maken van het verschijnsel der natuurlijke draadafbuiging, 25 een niet onaanzienlijke verdere verkleining van de spinhoogte.

Bij toepassing van het verschijnsel der natuurlijke draadafbuiging is verder geconstateerd, dat achter het gebied van de natuurlijke draadafbuiging nog een bereik ligt, waarin de kristalliniteit en de dubbele-breking van het monofilament duidelijk toenemen. In deze zone ondergaan 30 de monofilamenten duidelijk een verdere "spinverstrekking" met een factor 2 tot 3. Om van de daaruit volgende verbetering der textile eigenschappen der monofilamenten te profiteren, wordt bij voorkeur de afstand van het aftrekorgaan tot de zóne der natuurlijke draadafbuiging voldoende groot 7906955 -4- * gekozen, zodat het monofilament aan een verdere spinverstrekking kan worden onderworpen.

Terwijl het -zoals reeds gezegd- niet mogelijk is, de monofilamenten in het gebied der natuurlijke draadafbuiging mechanisch om te leiden, d.w.z. door 5 middel van een omleidorgaan, is het verrassenderwijs mogelijk gebleken, door het aanbrengen van een'keerplaat loodrecht onder de spindop, deze plaats der natuurlijke draadafbuiging dichter bij de spindop te brengen.

Aan deze variant van de werkwijze wordt de voorkeur gegeven, omdat daarmede een verdere verkorting van de spinhoogte (met maximaal een meter) 10 mogelijk wordt gemaakt.

Verder is het ter verbetering der monofilament-eigenschappen doelmatig, wanneer de plaats der natuurlijke garenafbuiging in een koelvloeistof wordt gesitueerd, b.v. in een kleine watergoot, die in plaats van de genoemde keerplaat kan worden» aangebracht.

15 Voorzover de gewenste monofilamenteigenschappen dit noodzakelijk maken, kan na het aftrekorgaan, b.v. na een rollenpaar, nog een strektraject worden aangebracht. Ook andere nabehandelingen zoals relaxeren, fixeren e.d. kunnen nog worden uitgevoerd voordat de monofilamenten'worden opgewikkeld.

20 Tenslotte is het ook mogelijk, tussen het gebied van de natuurlijke draadafbuiging en het aftrekorgaan een naverstrekking van de monofilamenten te bewerkstelligen door het aanbrengen van garengeleidingsorganen.

De werkwijze volgens de uitvinding, met haar diverse varianten, in het bijzonder die van de toepassing van het verschijnsel der natuurlijke draadaf-25 buiging, kan worden gebruikt voor de vervaardiging van snelgesponnen monofilamenten uit praktisch alle gangbare smeltspinpolymeren. Speciaal worden hier wegens hun bijzondere gebruikseigenschappen genoemd de polyamiden, in het bijzonder polycaprolactam en polyhexamethyleenadipinezuuramide; polyester, in het bijzonder polyethyleentereftalaat? polyolefinen, in het bij-30 zonder polyethyleen en polypropyleen; polyvinylchloride.

Toepassingsgebieden voor de monofilamenten vervaardigd volgens de uitvinding zijn in het bijzonder visnetten, hengelsnoeren, filterweefseis, 79 0 6 95 5-—- i, _> -5- synthetisch haar voor borstels en stofferingsmateriaal, snaren voor tennisrackets en muziekinstrumenten, synthetisch haar en versterkings-materiaal.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de schematische tekening.

5 Fig. 1 toont een snelspininstallatie met loodrecht onder de spindop geplaatst aftrekorgaan.

Fig. 2 toont een dergelijke installatie met zijdelings verplaatst aftrekorgaan (op verschillende hoogten aangebracht).

Fig. 3 toont op grotere schaal een vers gesponnen monofilament ter plaatse 10 van de natuurlijke draadafbuiging.

Zoals uit Fig. 1 blijkt, wordt uit een spindop 1 gesmolten polymeer in een valkoker 2 gesponnen, waarbij in het bovenste gedeelte een aanblazing "A" kan plaatsvinden. Het vers gesponnen monofilament 3 wordt na " spinverstrekking", stabilisering’ en af doende koeling naar een aftrekorgaan geleid, hier 15 een opwikkelinrichting 4, die in zijn uitgangspositie (X) loodrecht ondér de spindop 1 staat. Het monofilament 3 loopt daarbij -afgezien van geringe afwijkingen door de aanblazing "A" - van de spindop 1 loodrecht naar beneden naar de opwikkelinrichting 4.

Om het verschijnsel der natuurlijke draadafbuiging volgens de uitvinding 20 zichtbaar te maken, wordt de opwikkelinrichting 4 zijdelings uit zijn uitgangspositie (I) (zie Fig. 1) in stand (II) gebracht (zie Fig. 2). Het monofilament 3 beweegt zich dan niet -zoals te verwachten was- met een parabolische of soortgelijke curve vrij doorhangend van spindop 1 naar spoelaggregaat 4, maar beweegt zich eerst -alsof het spoelaggregaat nog in 25 zijn uitgangspositie (I) stond- loodrecht naar beneden; Men ziet dan een gebied 3 a, waarin het monofilament zijdelings afbuigt (en wel aanvankelijk van de opwikkelinrichting 4 af) om dan aansluitend ongeveer volgens een cirkelboog in een baan te komen, die praktisch recht naar de opwikkelinrichting 4 toeloopt. Dit deel van het monofilament is met 3 b aangegeven, 30 waarbij de toevoeging (II) verwijst naar de positie (II) van.de opwikkelinrichting 4.

Brengt men nu de opwikkelinrichting 4 omhoog, positie (III) en (IV), dan verandert bij gelijkblijvende spinomstandigheden de positie van het gebied 3 a praktisch n-iet. Alleen de vorm van de afbuiging, die in Fig. 3 vergroot 35 weergegeven is, wordt door de verkleining van de hoek tussen de trajecten '^9 0 6 95 5----1 ¥ * · -6- _3b- en 3 bij verandering van de hoogte van de opwikkelinrichting 4 van positie (II) via (III) naar (IV) iets gewijzigd.

In het weergegeven voorbeeld kan de spinhoogte, dus de (vertikale) afstand tussen spindop 1 en de opwikkelinrichting 4 duidelijk worden teruggebracht/ 5 waarbij tegelijk ook de hoogte van de spinruimte tot de afstand spindop -traject 3 a kan worden verkleind.

Het is niet noodzakelijk, het monofilament van het traject 3 a uit direct op het aftrekorgaan te laten lopen. Veeleer kunnen - nadat het monofilament voldoende afgekoeld is- de gebruikelijke geleidingsorganen (draadgeleiders, 10 avivagerollen) of strekorganen vóór het aftrekorgaan geplaatst zijn’ (niet getekend).

Wanneer men bij een der opstellingen volgens fig. 2 onder het traject 3 a een keerplaat aanbrehgt, die loodrecht of dwars op het verloop van het monofilament 3 staat, en deze keerplaat voorzichtig naar het bereik 3 a 15 van het monofilament leidt, en het daarop verder omhoog brengt, dan kan men -bij stabiele garenloop- het bereik 3 a van de natuurlijke draadaf-buiging nog tot ongeveer een meter verhogen (niet getekend).

Voorbeeld

Polyethyleentereftalaat met een korrel-oplosviscositeit van 1,63 wordt bij 20 een spintemperatuur van 280°C uit een spindop met een spingat (gat-diameter 2 mm) gesponnen. De opbrengst bedraagt 55 g/min. Het vers gesponnen monofilament valt loodrecht door een blaaskast (aanblazing 250 m^/h lucht).

Op een horizontale afstand van circa 5 m en een verticale afstand van circa 9,5 m van de spindop wordt een opwikkelinrichting geïnstalleerd en ongeveer 25 1,2 m daarboven een draadgeleider aangebracht. Het monofilament, dat eerst loodrecht t.o.v. de vloer van de opwikkelruimte gesponnen wordt, wordt door middel van een draadopnemer via de draadgeleider naar de opwikkelinrichting geleid, welke met een opwikkelsnelheid van 5800 m/min werkt. Het monofilament valt dan over een hoogte van circa 9 m loodrecht naar onder, buigt dan 30 onder een hoek van minder dan 90°, zoals in Fig. 3 aangegeven, naar boven af en loopt via de draadgeleider naar de changering van de opwikkelinrichting.

De monofilamenten hebben een titer van circa 96 dtex, een breukrek van 48% en een sterkte van 32,7 cN/tex.__ 7906955

Claims (9)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van monofilamenten door het smelt-spinnen van synthetische polymeren, met het kenmerk, dat de vers gesponnen monofilamenten in een gasatmosfeer gekoeld en met een snelheid van tenminste 2750 m/min worden afgetrokken.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gasatmosfeer uit een dwars op de monofilamenten gerichte luchtstroom bestaat.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de aftreksnel-heid tussen 5000 en 7000 m/min ligt, in het bijzonder tussen 5200 en 6000 m/min.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat de » spinhoogte met gebruikmaking van het verschijnsel der natuurlijke draadafbuiging laag gehouden wordt.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de afstand van het aftrekorgaan tot de plaats der natuurlijke draadafbuiging voldoende 15 groot gekozen wordt, zodat het monofilament aan een verdere spinver-strekking kan worden onderworpen.

6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de zóne der natuurlijke draadafbuiging door het aanbrengen van een keerplaat loodrecht onder de spindop dichter naar de spindop toe verplaatst wordt.

7. Werkwijze volgens een der conclusies 4 tot 5, met het kenmerk, dat de plaats der natuurlijke draadafbuiging in een koelvloeistof gesitueerd wordt.

8. Werkwijze volgens een der conclusies 1 tot 7, met het kenmerk, dat na het aftrekorgaan een strektraject aangebracht is.

9. Werkwijze volgens een der conclusies 4 tot 7, met het kenmerk, dat tus sen de plaats der natuurlijke draadafbuiging en het aftrekorgaan garen-geleideorganen zijn aangebracht, die een naverstrekking der monofilamenten bewerkstelligen. 790 6955-:-:-