PL202674B1

PL202674B1 - Sposób wytwarzania włókna poliestrowego do celów przemysłowych oraz kord poliestrowy impregnowany

Info

Publication number: PL202674B1
Application number: PL340166A
Authority: PL
Inventors: Eun Lai Cho; Duk Ho Oh; Hyek Se Lee
Original assignee: Hyosung Corp; Hyosung Corporation
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2009-07-31
Also published as: CN1204301C; CZ9904504A3; TR200000013A2; CZ295777B6; US6312634B1; CN1274022A; EP1054084B1; ATE299195T1; TR200000013A3; DE69926056T2; EP1054084A1; PL340166A1; DE69926056D1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania włókna poliestrowego do celów przemysłowych oraz kord poliestrowy impregnowany, przy czym wyroby według wynalazku są używane jako wzmocnienia do wyrobów gumowych, takich jak opony i pasy. W szczególności, przedmiot wynalazku dotyczy sposobu wytwarzania włókien poliestrowych do celów przemysłowych o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, jak również o wysokim module i niskim skurczu, do produkcji kordów impregnowanych (D/C) o doskonałej stabilności wymiarowej.

Znane są, stosowane jako wzmocnienia do wyrobów gumowych, takich jak opony i pasy, szeroko stosowane kordy impregnowane HMLS (skrót określenia angielskiego high modulus Iow shrinkage - wysoki moduł, niski skurcz), których zakres E-S (skrót określenia angielskiego intermediate elongation + shrinkage - pośrednie wydłużenie + skurcz) wynosi od 6,5 do 8,0%, przy wysokiej stabilności wymiarowej. Zwykle, przędze surowe dla tych kordów impregnowanych otrzymuje się przez wytłaczanie stopionego polimeru poliestrowego, zwijanie wytłaczanych polimerów poliestrowych przy szybkości 2000 m/min lub wyższej, w celu wytworzenia dwójłomności w otrzymanych przędzach nie rozciąganych wynoszącej co najmniej 40 x 10^-3 i rozciąganie nie rozciąganych przędz przy pomocy rolek prowadniczych (galet).

W ameryka ń skim opisie patentowym numer 4,101,525 ujawniono surowe wł ókna poliestrowe, charakteryzujące się niskim skurczem, niskim ubytkiem w trakcie wytwarzania i wysoką wytrzymałością. Także w wielu innych opisach patentowych znajdują się referencje odnoszące się do włókien poliestrowych HMLS.

Na przykład w amerykańskim opisie patentowym numer 4,491,657, ujawniono poliestrową przędzę wielowłókienkową o wysokim module i niskim skurczu, która jest używana jako wzmocnienie włókiennicze opon, zapewniając poprawę wytrzymałości na rozciąganie przędzy skręconej i kordów impregnowanych, gdy poliestrowe przędze wielowłókienkowe HMLS mają niski moduł końcowy. Ponieważ taki niski moduł końcowy wymaga obniżenia rozciągu, niezbędne jest regulowanie modułu końcowego do poziomu, w którym wysoką wytrzymałość na rozciąganie przędz surowych można wykorzystać do otrzymania kordów impregnowanych o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie.

Zwykle, w celu wytworzenia do celów przemysłowych surowych przędz poliestrowych o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, stosuje się piec grzewczy dla podwyższenia temperatury tuż pod dyszą przędzalniczą, w celu obniżenia orientacji przędz nie rozciąganych, po czym następuje rozciąganie z wysokim rozciągiem. Odmiennie, przędze surowe przędzie się z małą prędkością w celu obniżenia orientacji wstępnej i następnie rozciąga się przy wysokim rozciągu. Jednakże, te tradycyjne metody wytwarzania powodują wzrost wskaźnika skurczu, co z kolei powoduje pogorszenie stabilności wymiarowej końcowych kordów impregnowanych. Ponadto, wadą tych tradycyjnych metod jest to, że wytrzymałość na rozciąganie otrzymanych przędz obniża się po poddaniu obróbce termicznej przędz skręcanych.

Inną metodę wytwarzania dotyczącą włókien poliestrowych HMLS do celów przemysłowych ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych numer 4,690,866, według którego płatki poliestrowe o lepkości istotnej wynoszącej co najmniej 1,2 przędzie się w celu wytworzenia surowej przędzy HMLS o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie. Gdy lepkość istotna płatków zwiększa się, następuje wzrost rozciągania przędzy w trakcie przędzenia i tym samym wzrost jej zorientowania, dając w wyniku stabilność wymiarową otrzymanych kordów impregnowanych. W strukturze molekularnej przędz surowych tworzą się w dużych ilościach łańcuchy wiążące, które łączą fragmenty niekrystaliczne z fragmentami krystalicznymi, z powodu wzrostu lepkości istotnej płatków, tak że przędze surowe charakteryzują się wysoką wytrzymałością na rozciąganie, nawet po rozciąganiu przy niskich rozciągach. Wzrost lepkości istotnej płatków poliestrowych uzyskuje się zwykle w wyniku polimeryzacji w fazie stał ej.

Jednakże po polimeryzacji w fazie stałej, różnica w lepkości istotnej pomiędzy powierzchnią płatków i jej środkiem jest coraz bardziej znacząca w miarę wzrostu lepkości. Tak więc, w rezultacie niejednorodnej lepkości w masie polimeru obniżają się właściwości przędzenia i wymagana jest wyższa temperatura przy przędzeniu ze stopu. Z kolei, wysoka temperatura topnienia sprzyja rozkładowi termicznemu i hydrolizie zachodzącej w polimerze. Dlatego, lepkości istotnej przędzonych włókien nie zwiększa się do zakresu do którego zwiększa się lepkość płatków. W praktyce, lepkość istotną płatków zwiększa się ponad wartości teoretyczne, w celu uzyskania żądanej lepkości przędz. Szczególnie, niejednorodność lepkości w masie polimeru powoduje że włókna przędz często przerywają się,

PL 202 674 B1 wpływając niekorzystnie na wygląd i przydatność przędz do przetwarzania. W wyniku tego, ta tradycyjna metoda jest niezbyt korzystna ekonomicznie, ze względu na czas trwania procesu i zużycie energii.

Przy wytwarzaniu włókien HMLS, stosuje się zwykle natłuszczanie w celu uzyskania gładkości i upakowania przędz surowych. Środki stosowane do natłuszczania można z grubsza podzielić na dwa rodzaje: niewodne środki natłuszczające oraz wodne środki natłuszczające. W przypadku niewodnych środków natłuszczających, surowe środki natłuszczające miesza się z olejem mineralnym (olej prosty) albo używa się jako taki (olej bez domieszek). Niewodne środki natłuszczające charakteryzują się dobrą stosowalnością ale nie są bezpieczne w użyciu z powodu skłonności do zapalenia się w trakcie ich stosowania w procesie. Ponadto, niewodne ś rodki natł uszczają ce są nieekonomiczne ponieważ wymagają stosowania dodatkowych środków do ich ogrzewania, w celu utrzymania ich lepkości na odpowiednim poziomie oraz są kosztowne. Z drugiej strony, wodne środki natłuszczające są bezpieczne w użyciu i ekonomiczne w porównaniu z niewodnymi środkami natłuszczającymi ale stwarzają problemy podczas stosowania w procesie. Szczególnie, wodne środki natłuszczające nie nadają się do stosowania przy wysokich prędkościach, w procesach bezpośredniego przędzenia z rozciąganiem. Dlatego istnieje zapotrzebowanie na wodne środki natłuszczające, które można zastosować bez komplikacji, z zastosowaniem wysokich prędkości w procesach bezpośredniego przędzenia z rozciąganiem.

Dlatego też, przedmiotem obecnego wynalazku jest sposób wytwarzania włókien poliestrowych pozwalający na przezwyciężenie powyższych problemów związanych ze stosowaniem wcześniejszych rozwiązań oraz zapewnienie włókna poliestrowego do celów przemysłowych, które ma lepsze właściwości zarówno w odniesieniu do podatności do przędzenia jak i innych właściwości fizycznych i może być przetwarzane do postaci kordów impregnowanych o wysokiej wytrzymałości i niskim skurczu.

Ponadto znany jest z amerykańskiego opisu patentowego nr US 4,536,526 sposób wytwarzania włókien poliestrowych, wykazujących dobre własności adhezyjne w stosunku do gumy, zgodnie z którym do włókien poliestrowych dodaje się w procesie przędzenia tłuszcz przędzalniczy zawierający ester kwasu tiodikarboksylowego jako zasadniczy składnik smarujący oraz składnik epoksydowy, po czym włókna poddaje się obróbce termicznej.

W innym znanym rozwiązaniu według polskiego opisu patentowego nr PL 184 254 ujawniono sposób wytwarzania przędzy z ciągłych włókien poliestrowych, z żywicy poliestrowej zawierającej co najmniej 90% molowych politereftalanu etylenu o lepkości istotnej co najmniej 0,85, drogą przędzenia ze stopu i bezpośredniego rozciągania, w którym żywicę poliestrową przędzie się z prędkością 2500-4000 m/min, a następnie chłodzi powietrzem do temperatury Tg polietylenu, uzyskując nie rozciągniętą przędzę o gęstości 1,355-1,360 g/cm³, po czym rozciąga się tę przędzę w temperaturze rozciągania Tg do temperatury krystalizacji polimeru, uzyskując rozciągniętą przędzę, którą następnie poddaje się utrwalaniu cieplnemu.

Znany jest także z japońskiego opisu patentowego nr JP 9111534 sposób wytwarzania włókien poliestrowych o dużej wytrzymałości na rozciąganie o niskim skurczu, przeznaczonych na kordy. Włókna wytwarza się poprzez dodanie związku antymonowego jako katalizatora polimeryzacji do surowych płatków poliestrowych w takiej ilości, aby otrzymany polimer miał zawartość resztkową 200 ppm - 400 ppm antymonu w przeliczeniu na antymon metaliczny, a płatki poliestrowe są poddane polimeryzacji w fazie stałej dla podwyższenia lepkości istotnej do wartości 1,00-1,15 i obniż enia zawartoś ci wody do wartoś ci poniż ej 30 ppm. Pł atki poddaje się topieniu w temperaturze 290-300°C i przędzie się je przez dyszę umieszczoną w zasobniku oraz odbiera przędzę z prędkością 2000 - 2400 m/min uzyskując przędzę nie rozciągniętą o lepkości istotnej 0,97-1,02 i stopniu orientacji (40-50)^x 10<-3>, którą następnie rozciąga się w celu uzyskania pożądanych włókien poliestrowych.

Sposób wytwarzania włókna poliestrowego do celów przemysłowych, w którym wytwarza się płatki poliestrowe, w wyniku polimeryzacji w fazie stałej płatków poliestrowych po polikondensacji wstępnej, zawierające związek antymonu o zawartości resztkowej w przeliczeniu na antymon metaliczny wynoszącej od 200 ppm do 400 ppm, przy czym lepkość istotna otrzymanych płatków poliestrowych zawiera się w granicach od 1,00 do 1,15 a zawartość wilgoci wynosi nie więcej niż 30 ppm, przędzie się ze stopu płatki poliestrowe przez dyszę, znajdującą się wewnątrz zasobnika, przy czym płatki poliestrowe topi się w temperaturze od 290°C do 300°C i poddaje wytłaczaniu oraz włókna opuszczające dyszę natłuszcza się, przy czym odbiera się wielowłókienkową przędzę z szybkością od 2000 m/min do 3300 m/min, i otrzymuje się przędzę nie rozciąganą, której lepkość istotna zawiera się w granicach od 0,95 do 1,02 a stopień zorientowania wynosi od 40 x 10^-3 do 90 x 10^-3 oraz rozcią ga

PL 202 674 B1 się w sposób ciągły otrzymaną przędzę nie rozciąganą, według wynalazku charakteryzuje się tym, że płatki poliestrowe wytłacza się do przewodów płyt rozpraszających polimer, zaś każdy z tych przewodów posiada mieszacz statyczny składający się z co najmniej trzech jednostek, następnie natłuszcza się włókna opuszczające dyszę, przy wartości wchłaniania oleju wynoszącej od 0,3% do 0,8%, środkiem natłuszczającym zawierającym od 10% do 30% emulsji wodnej, otrzymanej z roztworu surowego zawierającego tiodiester dialkilu i monoester kwasu tłuszczowego albo alkilan alkilu w ilości 50% wagowych lub wyższej wraz z tiodiestrem dialkilu w ilości wynoszącej co najmniej 30% wagowych roztworu surowego, przy czym ten środek natłuszczający stosuje się jako środek smarujący.

Korzystnie, polimery filtruje się przez co najmniej trzy płyty filtrów znajdujących się wewnątrz zasobnika, po stopieniu polimerów i przed ich wytłaczaniem do przewodów.

Korzystnie, włókna przepuszcza się swobodnie na odległość od 140 mm do 220 mm, od wylotu dyszy do strefy hartowania, w której to przestrzeni utrzymuje się temperaturę w zakresie od 200°C do 250°C i następnie włókna przepuszcza się przez tę strefę hartowania, w której chłodzi się strumieniem powietrza o określonej szybkości i niskiej temperaturze.

Korzystnie, rozciąganie ciągłe przędzy nie rozciąganej prowadzi się w trzech etapach, przy czym w każdym z etapów reguluje się rozciąg i utrzymuje się temperaturę rolki odbiorczej w granicach od 190°C do 235°C otrzymując przędzę rozciąganą o grubości włókna pojedynczego wynoszącej od 2 do 5 denierów.

Kord poliestrowy impregnowany, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera dwie nitki z włókna poliestrowego do celów przemysłowych otrzymane sposobem określonym w zastrz. 1, poddane odpowiednio pierwszemu i drugiemu skręcaniu oraz impregnowaniu skręconych włókien w roztworze kauczuku oraz nastę pują cej po tym obróbce termicznej, przy czym wytrzymał o ść na rozciąganie kordu wynosi co najmniej 6,3 g/denier, zaś suma wydłużenia pośredniego i skurczu mieści się w granicach od 6,0% do 8,0%.

Sposób otrzymywania włókna poliestrowego do celów przemysłowych, według wynalazku pozwala na stosowanie wodnego środka natłuszczającego w celu uzyskania wysokiej prędkości przy sposobie bezpośredniego przędzenia z rozciąganiem bez pogorszenia przydatności do przerobu, oraz zapewnia uzyskanie wysokiej stabilności i korzyści ekonomicznych.

Ponadto sposób otrzymywania włókna poliestrowego do celów przemysłowych według wynalazku pozwala na uzyskanie znaczącego polepszenia podatności na rozciąganie oraz wyglądu przędzy surowej, przy stosowaniu wysokich rozciągów, przez zmniejszenie różnic wypływu pomiędzy otworami przędzalniczymi i tym samym różnic grubości, wyrażonych w denierach, pojedynczych włókien przędzy surowej oraz przez odfiltrowanie zanieczyszczeń z polimerów przed przędzeniem.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ilustrujący przebieg procesu wytwarzania włókien poliestrowych do celów przemysłowych, według wynalazku oraz fig. 2 - schemat ilustrujący zasobnik przędzalniczy, w którym zainstalowany jest mieszacz statyczny według wynalazku.

Włókno poliestrowe do celów przemysłowych otrzymane sposobem według wynalazku w zalecanym przykładzie wykonania ma lepkość istotną wynoszącą od 0,95 do 1,02, wytrzymałość na rozciąganie wynoszącą od 6,5 do 9,3 g/d, wydłużenie od 11,0% do 18,0%, stopień orientacji fazy bezpostaciowej (fa) wynoszący od 0,70 do 0,80, skurcz wynoszący od 4,0% do 7,5%, moduł początkowy (Mi) wynoszący od 90 g/d do 120 g/d, moduł końcowy (Mt) wynoszący od 5 g/d do 70 g/d, krystaliczność w granicach od 40% do 51% oraz rozmiar kryształu od 36 A do 45 A.

Gdy moduł końcowy (Mt) osiąga wartości powyżej 70 g/d, uzyskuje się niewielkie korzyści w zakresie wytrzymałości na rozciąganie włókien i kordów impregnowanych. Z drugiej strony, gdy wartość modułu końcowego (Mt) jest poniżej 5 g/d, wymagane jest zwiększenie zorientowania w stanie nie rozciągniętym, co powoduje trudności w nadaniu przędzy surowej odpowiedniej wytrzymałości na rozciąganie.

Kord impregnowany, według wynalazku ma wytrzymałość na rozciąganie wynoszącą 6,0 g/d lub wyższą i sumę wydłużenia pośredniego i skurczu wynoszącą od 6,0% do 8,0%, którą otrzymuje się przez poddanie dwóch skręconych nitek włókien poliestrowych do celów przemysłowych odpowiednio pierwszemu i drugiemu skręcaniu oraz impregnowaniu skręconych włókien.

Włókna poliestrowe według wynalazku nadające się jako wzmocnienie kordów impregnowanych o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie i stabilności termicznej muszą posiadać doskonałe właściwości fizyczne wysoki moduł oraz niski skurcz.

PL 202 674 B1

W tym celu, najpierw pł atki poliestrowe po polikondensacji wstę pnej poddaje się polimeryzacji w fazie stał ej bez spowodowania znaczą cego wzrostu lepkoś ci istotnej i wytł acza w stanie stopionym w niskiej temperaturze. Po przefiltrowaniu, wyrób wytłoczony jest przędzony ze stopu przy szybkości przędzenia wynoszącej od 2000 m/min do 3300 m/min, dając w wyniku włókna nie rozciągnięte o grubości pojedynczego włókna od 2 do 5 denierów i dwójłomności od 40 x 10^-3 do 90 x 10^-3, które następnie są natłuszczane środkiem natłuszczającym w postaci emulsji wodnej. Otrzymane tym sposobem przędze wielowłókienkowe poddaje się wielostopniowemu rozciąganiu, w trakcie ogrzewania w temperaturze od 190°C do 235°C, otrzymują c w wyniku przędze rozciągane.

Na fig. 1 przedstawiony jest proces technologiczny otrzymywania włókien poliestrowych do celów przemysłowych, zgodnie z obecnym wynalazkiem.

W przykł adzie wykonania sposobu wedł ug wynalazku pł atki poliestrowe zastosowane w obecnym wynalazku wytwarza się metodą polimeryzacji w fazie stałej, w obecności związku antymonu jako katalizatora polimeryzacji.

Sposób wytwarzania włókna poliestrowego do celów przemysłowych, według wynalazku obejmuje etapy: wytwarzania płatków poliestrowych w wyniku polimeryzacji w fazie stałej płatków poliestrowych po polikondensacji wstępnej, zawierającej resztkową ilość związku antymonu wynoszącą od 200 ppm do 400 ppm, w przeliczeniu na antymon metaliczny, przy czym lepkość istotna płatków poliestrowych wynosi od 1,00 do 1,15 a zawartość wilgoci 30 ppm lub mniej, przędzenia stopu płatków poliestrowych poprzez dyszę umieszczoną w zasobniku, w którym płatki poliestrowe zostają stopione w temperaturze od 290°C do 300°C i wytłoczone do przewodów płytek rozpraszających polimer, przy czym każdy przewód ma statyczny mieszacz składający się z co najmniej trzech jednostek, nastę pnie natł uszczania wł ókien uwalnianych z dyszy, przy wartości O.P.U. wchłaniania oleju (oil-pick-up) wynoszącej od 0,3% do 0,8% przy użyciu 10-30% emulsji wodnej środka natłuszczającego, wykonanej z surowego roztworu który zawiera tiodiester dialkilu i monoester kwasu tłuszczowego albo alkilan alkilu w ilości 50% wagowych lub większej i tiodiester dialkilu w iloś ci wynoszą cej co najmniej 30% wagowych surowego roztworu, który to środek natłuszczający działa jako środek smarujący, odbierania przędzy wielowłókienkowej przy szybkości wynoszącej od 2000 m/min do 3300 m/min, w celu otrzymania przędzy nie rozciąganej, której lepkość istotna waha się w granicach od 0,95 do 1,02 i której stopień zorientowania wynosi od 40 x 10^-3 do 90 x 10^-3, oraz rozciąganie w sposób ciągły przędzy nie rozciąganej. W jednym z przykł adów wykonania polimery filtruje się przez co najmniej trzy wkłady filtracyjne znajdują ce się wewnątrz zasobnika, przy czym filtrację prowadzi się po stopieniu polimeru i przed jego wytłoczeniem do przewodów. Według kolejnego przykładu wykonania, włókna przesyła się do strefy hartującej znajdującej się w odległości od 140 mm do 220 mm od dyszy, w której to przestrzeni między dyszą i strefą hartującą utrzymywana jest temperatura od 200°C do 250°C i następnie przepuszcza się przez strefę hartującą, w której włókna chłodzi się strumieniem powietrza o niskiej temperaturze, przepływającym z określoną szybkością. W jednym z dalszych przykładów wykonania, przędzę wielowłókienkową rozciąga się w trzech etapach, w których reguluje się rozciągi, przy czym końcowy ogrzewany wałek odbiorczy ma temperaturę od 190°C do 235°C.

Ilość użytego katalizatora jest taka, że zawartość resztkowa antymonu metalicznego zawiera się w granicach od 200 ppm do 400 ppm. Lepkość istotna płatków poliestrowych wynosi od 1,00 do 1,15 a zawartość wilgoci wynosi najwyż ej 30 ppm. Pł atki poliestrowe topi się i nastę pnie utrzymuje w temperaturze od 290°C do 300°C przed przędzeniem ze stopu. Te niskie temperatury skutkują w maksymalnym zakresie powstrzymaniem obniżania lepkości, które to obniżanie lepkości jest związane z termicznym rozkładem i hydrolizą polimerów w trakcie przędzenia. Po uprzędzeniu polimerów przez zasobnik 1 i dyszę 2, lepkość istotna otrzymanych włókien 4 wynosi od 0,95 do 1,02.

Uprzędzione włókna 4 przechodzą przez osłonę o długości L pomiędzy dyszą 2 i strefą hartowania 3, bez dodatkowych środków grzewczych i następnie są hartowane w strefie hartowania 3. Te włókna natłuszcza się przy O.P.U. wchłanianiu oleju (oil-pick-up) wynoszącym od 0,3 do 0,8%, z zastosowaniem środka natłuszczającego 5. Środek natłuszczający użyty zgodnie z obecnym wynalazkiem, działający jako środek smarujący, jest środkiem w postaci 10% - 30% emulsji wodnej otrzymanej z surowego roztworu, który zawiera tiodiester dialkilu i monoester kwasu tłuszczowego albo alkilan alkilu w ilości 50% wagowych lub większej z tiodiestrem dialkilu w ilości co najmniej 30% wagowych w stosunku do surowego roztworu.

Opcjonalnie, środek natłuszczający może zawierać taki emulgator jak eter alkilowopolioksyalkilowy lub poliol polioksyetylenowy, środek antystatyczny, środek aktywujący polimer i prze6

PL 202 674 B1 ciwutleniacz. Środek natłuszczający w postaci emulsji wodnej, zgodnie z obecnym wynalazkiem, umożliwia korzystnie dobre przeprowadzenie procesu wytwórczego i przezwyciężenie przeszkód, które pojawiają się w przypadku stosowania tradycyjnego, wodnego środka natłuszczającego.

Po zakończeniu natłuszczania, otrzymaną przędzę zwija się przy szybkości od 2000 m/min do 3300 m/min, tak aby regulować stopień zorientowania nie rozciągniętej przędzy w zakresie od 40 x 10^-3 do 90 x 10^-3, po czym nie rozciągniętą przędzę rozciąga się w trzech etapach w trakcie przepuszczania jej przez pięć par rolek prowadniczych od 6 do 10, otrzymując przędzę surową 11 o grubości włókna od 2 do 5 denierów.

Opcjonalnie, w celu polepszenia właściwości fizycznych przędzy, na powierzchnię przędzy działa się związkiem epoksy tuż przed jej wprowadzeniem na element odbierający.

Jak wspomniano powyżej, zawartość wilgoci w płatkach poliestrowych zastosowanych zgodnie z obecnym wynalazkiem, wynosi korzystnie 30 ppm lub mniej. Na przykład, gdy zawartość wilgoci przekracza 30 ppm to podczas przędzenia ma miejsce zbyt duży stopień hydrolizy, co prowadzi do obniżenia lepkości istotnej przędzy otrzymanej w końcowej fazie i jest to powodem niewystarczającej wytrzymałości na rozciąganie. Również, lepkość istotna płatków polimerowych mieści się korzystnie w zakresie od 1,00 do 1,15. Na przykład, gdy wartość lepkości istotnej jest większa od 1,15, to podczas przędzenia w niskiej temperaturze wytwarza się za duże napięcie przędzenia, łącznie z częstym przerywaniem włókien spowodowanym nieregularnymi przekrojami uprzędzionych włókien. Z tego powodu podatność na warunki przetwarzania procesu przędzeniarozciągania staje się nieodpowiednia.

W przykładzie wykonania sposobu według wynalazku, jako katalizator polimeryzacji w procesie wytwarzania płatków poliestrowych stosuje się tylko związki antymonu. Ilość katalizatora antymonowego zawiera się korzystnie w takim zakresie, aby zawartość resztkowa katalizatora w polimerze wynosiła od 200 ppm do 400 ppm. Na przykład, gdy stosuje się związek antymonu w ilości poniżej 200 ppm, szybkość reakcji polimeryzacji staje się za wolna i tym samym reakcja jest niewydajna. Z drugiej strony, gdy ilość związku antymonu przekracza 400 ppm występują problemy z przeprowadzeniem procesu. Na przykład, katalizator ma skłonność do osadzania się, zwiększając ciśnienie zagęszczania i przyspieszając zanieczyszczenie dyszy. Nie ma ograniczeń dotyczących innych sposobów stosowania katalizatora antymonowego, chyba że zostało to szczegółowo opisane.

Tradycyjnie, w celu usunięcia zanieczyszczeń z polimeru znajdującego się w zasobniku, stosuje się umieszczony w zasobniku filtr wypełniony proszkiem metalu lub piaskiem. Według wynalazku stosuje się tylko jeden filtr (składający się z co najmniej trzech arkuszy filtrów sitowych o wymiarach 300 mesz lub więcej). Stwierdzono, że nieobecność proszku metalu lub piasku zmniejsza różnice w przepływie pomiędzy otworami przędzalniczymi, jak również różnice pomiędzy wymiarami pojedynczych włókien surowej przędzy, wyrażonymi w denierach, tak że włókna są bardziej podatne na rozciąganie, co wiąże się ściśle z wyglądem otrzymanej surowej przędzy po rozciąganiu z zastosowaniem wysokiego rozciągu.

Z tego względu podano szczegóły filtracji z odniesieniem do fig. 2, na której pokazano budowę zasobnika przędzalniczego, w którym zainstalowany jest mieszacz statyczny według wynalazku.

Tradycyjny sposób filtracji, w którym polimer filtruje się przez filtr znajdujący się w zasobniku wypełniony proszkiem metalu lub piaskiem, ma poważną wadę z następującego powodu: warstwa proszku metalu lub piasku wypływa na górną płytę rozpraszającą 13, powodując że warstwa filtracyjna 16 ma niejednakową wysokość. Ta niestabilna warstwa filtracyjna działa niekorzystnie na płynność polimeru przepływającego przez każdy z przewodów 14 górnej płyty rozpraszającej 13, tak że występuje różnica w przepływie pomiędzy otworami przędzalniczymi, powodując różnicę w grubości pojedynczych włókien.

Zastosowanie pojedynczego filtra, powoduje znaczące poprawienie jednorodności wysokości warstwy filtracyjnej, w porównaniu z tradycyjnym sposobem, w którym stosuje się warstwę proszku metalu lub piasku. Stwierdzono, że jednorodna wysokość warstwy filtracyjnej dająca w wyniku obniżenie różnicy w przepływie pomiędzy otworami przędzalniczymi, powoduje zmniejszenie różnic w grubości pomiędzy włóknami elementarnymi od 7-10% do 6% lub mniej, w przeliczeniu na współczynnik zmienności (CV). Szczegółowe badania umożliwiły obniżenie współczynnika zmienności w różnicy grubości pomiędzy pojedynczymi włóknami do 4% lub mniej.

PL 202 674 B1

Jeżeli w przykładzie wykonania wynalazku stosuje się dwa filtry sitowe lub mniej albo stosuje się filtry o mniejszym wymiarze niż 300 mesz, przez filtry te zanieczyszczenia mogą przechodzić swobodnie, pogarszając podatność na rozciąganie i wygląd przędzy surowej.

Zgodnie z obecnym wynalazkiem, zasobnik 1 zainstalowany w przędzarce ma specjalną konstrukcję pokazaną na fig. 2. Jak to pokazano, zasobnik 1 umieszczony na dyszy 2 składa się z obudowy 12, górnej płyty rozpraszającej 13 oraz dolnej płyty rozpraszającej 15. Stop polimeru, przed wytłaczaniem przez dyszę 2, wprowadza się do zasobnika 1. W zasobniku 1 stop jest filtrowany przez warstwę filtracyjną 16 i następnie wprowadzany do przewodu polimerowego 14 wyposażonego w mieszacz statyczny składający się z co najmniej trzech jednostek umieszczonych wewnątrz górnej płyty rozpraszającej 13. W trakcie przepływu przez przewód polimerowy, polimer jest mieszany jednorodnie w wyniku działania mieszacza statycznego, w celu uzyskania jednorodnej lepkości stopu polimerowego i tym samym poprawienie jego podatności na przędzenie. Gdy nie ma zainstalowanych mieszaczy statycznych, podatność na przędzenie pogarsza się, przy czym włókno często przerywa się. Mieszacz statyczny jest umieszczony wewnątrz przewodów przez które przepływa polimer po jego przefiltrowaniu przez warstwę piasku 16. W każdym przewodzie powinny znajdować się trzy lub większa ilość jednostek mieszacza statycznego. Na przykład, jeżeli mieszacz statyczny posiada dwie lub mniejszą ilość jednostek, stop polimerowy nie jest wystarczająco jednorodnie wymieszany i występuje nieodpowiednie oddziaływanie na podatność na przędzenie oraz wygląd przędzy surowej.

Odnosząc się ponownie do fig. 1, bezpośrednio pod dyszą 2 nie przewiduje się zastosowania urządzenia grzewczego, jak to opisano powyżej. Zamiast ogrzewania do temperatury topnienia lub wyższej, uwalniane spod dyszy włókna przemieszczają się, bez ich zmiany, przez osłoniętą przestrzeń o długości L od dyszy 2 do strefy hartowania 3. Dlatego, włókna uwalniane bezpośrednio pod dyszą 2 utrzymuje się w temperaturze od 200°C do 250°C i są chłodzone jak tylko jest to możliwe dla zwiększenia ich temperatury zestalenia gdy są uwalniane z dyszy 2. Przestrzeń osłoniętą o długości L reguluje się korzystnie w zakresie od 140 mm do 220 mm.

Niska temperatura otoczenia bezpośrednio pod dyszą powoduje podwyższenie temperatury krzepnięcia, jak również naciągu przędzenia włókna polimerowego, poprawiając tworzenie się łańcucha związanego i zorientowanie włókien nierozciągniętych, tak aby otrzymać przędze surowe o wyższej wytrzymałości na rozciąganie i stabilności wymiarowej.

W celu otrzymania surowej przędzy poliestrowej o znakomitych właściwościach fizycznych, w wyniku zmian grubości pojedynczego włókna, temperatury ogrzewania wałków odbiorczych i rozciągów, stopień orientacji przędz nie rozciąganych zmienia się korzystnie od 40 x 10^-3 do 90 x 10^-3. Na przykład, gdy stopień orientacji przędz nie rozciąganych jest mniejszy od 40 x 10^-3, powoduje to wielkie obniżenie wytrzymałości na rozciąganie gdy dla kordów impregnowanych przewiduje się impregnację termiczną i zwiększone E-S, które w rezultacie mają niską stabilność termiczną. Z drugiej strony, stopień zorientowania większy od 90 x 10^-3 powoduje że maksymalny rozciąg roboczy jest za niski dla odpowiedniego zwiększenia wytrzymałości na rozciąganie przędzy surowej.

Jak to opisano powyżej, włókno poliestrowe do celów przemysłowych otrzymane sposobem według wynalazku posiada następujące właściwości fizyczne: lepkość istotna w granicach od 0,95 do 1,02, stopień orientacji fazy bezpostaciowej (fa) od 0,70 do 0,80, moduł początkowy (Mi) od 90 do 120 g/d, moduł końcowy (Mt) od 5 do 70 g/d, wytrzymałość na rozciąganie w granicach od 6,5 do 9,3 g/d, wydłużenie od 11,0 do 18,0%, indeks skurczu od 4,0 do 7,5%, procent krystaliczności od 40 do 51%, oraz wymiar kryształu w granicach od 36 do 45 A. Włókno takie posiada wysoką wytrzymałość na rozciąganie, wynoszącą 6,5 g/d lub więcej i odpowiednio niski indeks skurczu, jak również charakteryzuje się małym obniżeniem wytrzymałości na rozciąganie po impregnacji termicznej. Dlatego jest ono stosowane w kordach poliestrowych impregnowanych otrzymywanych w wyniku pierwszego i drugiego skręcania odpowiednio dwóch nitek z włókien poliestrowych do celów przemysłowych oraz zanurzenia zwiniętych włókien w roztworze kauczuku z następującą po tym obróbką termiczną, pozwalają na uzyskanie korzyści w postaci wyższej wytrzymałości na rozciąganie i stabilności wymiarowej. Kord poliestrowy według wynalazku ma wytrzymałość na rozciąganie wynosząca 6,3 g/d lub wyższa oraz wartość E-S (tj. suma wydłużenia pośredniego + skurcz) wynoszącą od 6,0 do 8,0%, co powoduje, że te kordy impregnowane stosuje się jako wzmocnienia wyrobów gumowych, takich jak opony i pasy oraz do innych zastosowań przemysłowych.

PL 202 674 B1

Obecny wynalazek jest objaśniony bliżej w świetle poniższych przykładów, które zamieszcza się dla zilustrowania wynalazku i których nie można interpretować jako ograniczenie wynalazku. Podane w poniż szych przykł adach wł aś ciwości fizyczne mierzono w podany poniż ej sposób:

Lepkość istotną włókna mierzono zgodnie z ASTM D4603-91. Próbkę o masie 0,1 g rozpuszczono mieszając przez 90 minut w reagencie zawierającym fenol i 1,1,2,2-tetrachloroetanol w stosunku wagowym 6:4, otrzymując roztwór zawierający 0,4 g próbki na 100 ml reagenta. Roztwór przeniesiono do lepkościomierza Ubbelohdego i pozostawiono do odstania na 10 minut w cieplarce w temperaturze 30°C. Stosując lepkościomierz oraz aspirator, dokonano pomiaru czasu przepływu kroplowego roztworu (w sekundach). Czas przepływu kroplowego roztworu i próbki, mierzony w sekundach, oznaczano w ten sam sposób. W oparciu o zmierzone czasy obliczono wartości lepkości względnej (R.V.) i lepkoś ci istotnej (I.V.), zgodnie z nastę pującymi wzorami:

R.V. = czas przepływu kroplowego próbki/ czas przepływu kroplowego roztworu I.V. = 1/4 x (R.V. - 1/C) + 3/4 x (ln R.V./C) gdzie C oznacza gęstość (g/100 ml).

Wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie włókna rozciąganego i kordu impregnowanego próbki o długości 250 mm mierzono w warunkach standardowych (20°C, 65% RH), przy szybkości rozciągania wynoszącej 300 mm/min 80 TPM.

Przy wyznaczaniu modułu początkowego (Mi) zastosowano pochylenie stycznej wykreślonej jako część początkową krzywej S-S otrzymanej w próbie rozciągania.

Przy wyznaczaniu modułu końcowego na krzywej S-S próbki włókna otrzymano wartość przyrostu wytrzymałości na rozciąganie (AT(g/d), pomiędzy punktem wydłużenia w momencie rozerwania (E(%)) i punktem wydłużenia, który odpowiada wydłużeniu w momencie rozerwania minus 2,4% (E -2,4). Ten przyrost został podzielony przez 0,024.

Krystaliczność (Xc) wyznaczono z poniższego równania po oznaczeniu gęstości (ń) próbki, z zastosowaniem pomiaru gęstości za pomocą kolumny gradientowej:

Xc (%) = ρ c/ρ x (p - pa)/(pc - pa) gdzie:

₃ ρ = gęstość próbki (g/cm³), pc = gęstość formy krystalicznej (1,455 g/cm³), pa = gęstość formy bezpostaciowej (1,335 g/cm³).

Wymiar kryształu wyznaczono na podstawie poniższego wzoru, w oparciu o analizę (100) pików dyfrakcyjnych z obrazu dyfrakcyjnego otrzymanego z szerokokątnej analizy dyfrakcyjnej z zastosowanej promieniowania rentgenowskiego (X) o długości λ (1,5428 A).

Wymiar kryształu = Κλ/β cos θ gdzie:

λ = długość promieniowania X (1,5428 A), β = połowa szerokości, θ = kąt Bragga.

Stopień orientacji fazy bezpostaciowej (fa), który jest funkcją obliczono na podstawie poniższego równania:

fa = Δn-fc · Xc · Δnc/(1-Xc) · Δna gdzie:

fc = stopień orientacji fazy krystalicznej,

Xc = krystaliczność,

Δnc = dwójłomność wewnętrzna formy krystalicznej (0,220),

Δna = dwójłomność wewnętrzna formy bezpostaciowej (0,275).

Wartość skurczu (AS) obliczono na podstawie poniższego równania, w którym Lo oznacza długość próbki zmierzoną pod obciążeniem wynoszącym odpowiednio 0,1 g/d po jej umieszczeniu na 24 godziny w temperaturze 25°C 65% RH oraz L oznacza długość po umieszczeniu próbki na 30 minut w piecu w temperaturze 150°C i pozostawieniu próbki na 4 godziny bez obciążenia:

ΔS (%) = (Lo-L)/Lo x 100.

Wydłużenie pośrednie wyznaczono na krzywej S-S określającej wytrzymałość na rozciąganiewydłużenie próbki, jako wydłużenie mierzone pod obciążeniem 4,5 g/d dla przędz surowych i jako wydłużenie mierzone pod obciążeniem 2,25 g/d dla kordów impregnowanych.

Wartość E+S wyznaczono jako sumę wydłużenia pośredniego i skurczu.

PL 202 674 B1

P r z y k ł a d y I-IV oraz przykłady porównawcze I-VI

Płatki poliestrowe po polikondensacji wstępnej, o lepkości istotnej wynoszącej 0,65, do których dodano związek antymonu działający jako katalizator polimeryzacji, o zawartości resztkowej wynoszącej w przeliczeniu na antymon metaliczny 320 ppm, poddano polimeryzacji w fazie stałej, w 25 temperaturze 220°C i w warunkach próżni, otrzymując płatki poliestrowe o lepkości istotnej 1,06 i zawartości wilgoci wynoszącej 20 ppm. Te płatki poliestrowe wytłaczano w stanie stopionym z zastosowaniem wytłaczarki i stop przepuszczano przez przewody przędzalnicze. Następnie, stop przesyłano przez zasobnik wyposażony w mieszacz statyczny zawierający pięć jednostek w każdym przewodzie i przędzono przez dyszę przy wydatku 500-600 g/min.

Po przejściu przez osłoniętą, nieogrzewaną przestrzeń o długości 150 mm, znajdującą się bezpośrednio pod dyszą, uprzedzone włókna poddawano zestaleniu w strefie hartowania o długości 530 mm, stosując nadmuch strumienia powietrza o temperaturze 19°C, z prędkością 0,5 m/sekundę. Następnie, włókna kierowano na wałki natłuszczające, na których włókna poddawano działaniu emulsji wodnej środka natłuszczającego zawierającego jedną lub więcej kompozycji wymienionych w tabeli 1. Otrzymane nie rozciągane włókno, przepuszczano z prędkością 2100 m/min przez wałki prowadnicze (galety), poddając go trzyetapowemu rozciąganiu przy użyciu innych wałków prowadniczych z 2% luzem i zwijano, otrzymując przędzę surową o numeracji ciężarowej wynoszącej 1000 denierów na 249 włókien.

Dwie nici przędzy surowej poddano odpowiednio pierwszemu i drugiemu skręcaniu, przy 470 TPM oraz impregnowano lateksem z dodatkiem żywicy rezorcynowo-formaldehydowej (RFL), po czym poddano obróbce termicznej w temperaturze 25 240°C, otrzymując kordy impregnowane. Fizyczne właściwości przędz surowych i kordów impregnowanych oceniano z odniesieniem do stosowanych środków natłuszczających. Wyniki zestawiono w tabeli 2.

T a b e l a 1

Rodzaj	Środki natłuszczające	Emulgatory	Inne
A	Tiodiester dialkilu 55% Alkilan alkilu 6%	Eter alkilowo-polioksyalkilenowy 17% Poliol polioksyetylenowy 15%	Antyutleniacz Aktywator polimeru 7%
B	Tiodiester dialkilu 20% Alkilan alkilu 40%	Eter alkilowo-polioksyalkilenowy 20% Poliol polioksyetylenowy 13%	Antyutleniacz Aktywator polimeru 7%
C	Oleinian oleilu 50%	Tristearynian oleju polioksyetylenorycynowego 27% Tristearynian polioksyetylen osorbitanu 11% Monogliceryd kwasu oleinowego 6%	Antyutleniacz Aktywator polimeru 6%
D	Tiodiester dialkilu 33% Monoester kwasu tłuszczowego 20%	Uwodorniony olej polioksyetylenorycynowy 33% Glikol propylenowy 8% Polioksyetylenoalkiloamina 3,5%	Środek antystatyczny Antyutleniacz 2,5%
E	Tiodiester dialkilu 33% Monoester kwasu tłuszczowego 20%	Jak w odmianie D	Jak w odmianie D

PL 202 674 B1

Tabela

PL 202 674 B1

P r z y k ł a d y V-VIII oraz przykłady porównawcze VII-XX

Płatki poliestrowe po polikondensacji wstępnej, o lepkości istotnej wynoszącej 0,65, do której dodano związek antymonu działający jako katalizator polimeryzacji, o zawartości resztkowej wynoszącej w przeliczeniu na antymon metaliczny 320 ppm, otrzymując płatki poliestrowe o zawartości wilgoci wynoszącej 20 ppm i lepkościach istotnych podanych w tabeli 3 zamieszczonej poniżej. Te płatki poliestrowe wytłaczano w stanie stopionym z zastosowaniem wytłaczarki i stop przepuszczano następnie przez przewody przędzalnicze. Następnie, stop przesyłano przez zasobnik wyposażony w mieszacz statyczny zawierający pięć jednostek w każdym przewodzie i przędzono przez dyszę przy wydatku 500-600 g/min.

Po przejściu przez osłoniętą, nieogrzewaną przestrzeń o długości 170 mm, znajdującą się bezpośrednio pod dyszą, uprzedzone włókna poddawano zestaleniu w strefie hartowania o długości 530 mm, stosując nadmuch strumienia powietrza o temperaturze 20°C, z prędkością 0,5 m/sekundę. Następnie, włókna kierowano na wałki natłuszczające, na których włókna poddawano działaniu emulsji wodnej środka natłuszczającego zawierającej jedną lub więcej kompozycji zamieszczonych w tabeli 1. Otrzymane nierozciągane włókno, przepuszczano z prędkością 2100 m/min przez wałki prowadnicze (galety), poddając go trzyetapowemu rozciąganiu przy użyciu innych wałków prowadniczych z 2% luzem i zwijano, otrzymując przędzę surową o numeracji ciężarowej wynoszącej 1000 denierów na 249 włókien (o grubości włókna pojedynczego wynoszącej około 4).

Kordy impregnowane otrzymano takim samym sposobem jak te z przykładu I. Właściwości fizyczne przędz surowych i kordów impregnowanych oceniano z odniesieniem do stosowanych środków natłuszczających. Wyniki zestawiono w tabeli 3 zamieszczonej poniżej.

PL 202 674 B1

310 1.17 2.17 8.6 13.2 96 29 6.8 50.3 38 0.767 6.69 3.7 4.1 7.8 kordu impregnowanego.

Przetwarzanie niemożliwe.

PL 202 674 B1

P r z y k ł a d y IX-XI oraz przykłady porównawcze XXI-XXV

Płatki poliestrowe po polikondensacji wstępnej, o lepkości istotnej wynoszącej 0,65, do której dodano związek antymonu działający jako katalizator polimeryzacji, o zawartości resztkowej wynoszącej w przeliczeniu na antymon metaliczny 320 ppm, poddano polimeryzacji w fazie stałej, otrzymując płatki poliestrowe o lepkości istotnej wynoszącej 1,06 i zawartości wilgoci równej 20 ppm. Te płatki poliestrowe otrzymane metodą polimeryzacji w fazie stałej wytłaczano w stanie stopionym z zastosowaniem wytłaczarki w temperaturze 295°C, po czym stop przepuszczano przez przewody przędzalnicze. Następnie, stop przędzono przez dyszę przy wydatku 500-600 g/min, w różnych warunkach, stosując mieszacz statyczny oraz długość osłoniętej przestrzeni i jej temperaturę jak to podano w zamieszczonej poniżej tabeli 4.

Po przejściu przez osłoniętą, nieogrzewaną przestrzeń o długości 150 mm, znajdującą się bezpośrednio pod dyszą, uprzedzone włókna poddawano zestaleniu w strefie hartowania o długości 530 mm, stosując nadmuch przez włókna strumienia powietrza o temperaturze 20°C, z prędkością 0,5 m/sekundę. Następnie, włókna kierowano na wałki natłuszczające, na których włókna poddawano działaniu emulsji wodnej środka natłuszczającego zawierającej jedną lub więcej kompozycji zamieszczonych w tabeli 1. Otrzymane nierozciągane włókno, przepuszczano z prędkością 2100 m/min przez wałki prowadnicze (galety), poddając go trzyetapowemu rozciąganiu przy użyciu innych wałków prowadniczych z 2% luzem i zwijano, otrzymując przędzę surową o numeracji ciężarowej wynoszącej 1000 denierów na 249 włókien (o grubości włókna pojedynczego wynoszącej około 4).

Kordy impregnowane otrzymano takim samym sposobem jak te z przykładu I. Właściwości fizyczne przędz surowych i kordów impregnowanych oceniano z odniesieniem do stosowanych środków natłuszczających. Wyniki zestawiono w tabeli 4 zamieszczonej poniżej. Jak to widać danych zamieszczonych w tabeli 4, gdy nie stosowano mieszaczy statystycznych otrzymywane kordy impregnowane i przędze surowe miały słabą wytrzymałość na rozciąganie oraz niezadowalający wygląd. Nawet jeżeli stosowano mieszacze statystyczne, podobne wyniki uzyskano przy nieodpowiedniej długości osłoniętej przestrzeni lub w nieodpowiednich warunkach temperaturowych.

PL 202 674 B1

P r z y k ł a d y XII-XVI oraz przykłady porównawcze XXVI-XXVIII

Płatki poliestrowe po polikondensacji wstępnej, o lepkości istotnej wynoszącej 0,65, do której dodano związek antymonu działający jako katalizator polimeryzacji, o zawartości resztkowej wynoszącej w przeliczeniu na antymon metaliczny 320 ppm, poddano polimeryzacji w fazie stałej, otrzymując płatki poliestrowe o lepkości istotnej wynoszącej 1,06 i zawartości wilgoci równej 20 ppm. Te płatki poliestrowe otrzymane metodą polimeryzacji w fazie stałej wytłaczano w stanie stopionym z zastosowaniem wytłaczarki w temperaturze 295°C, przepuszczając stop przez przewody przędzalnicze do zasobnika wyposażonego w mieszacz statyczny, składający się z pięciu jednostek w każdym przewodzie. Po przefiltrowaniu przez zasobnik, polimer przędzono przez dyszę przy wydatku 500-600 g/min.

Po przejściu przez osłoniętą, nieogrzewaną przestrzeń o długości 220 mm, w temperaturze 240°C, która znajduje się bezpośrednio pod dyszą i nie zawiera oddzielnego środka grzewnego, przy czym uprzedzone włókna poddawano zestaleniu w strefie hartowania o długości 530 mm, stosując nadmuch przez włókna strumienia powietrza o temperaturze 20°C, z prędkością 0,5 m/sekundę. Następnie, włókna kierowano na wałki natłuszczające, na których włókna poddawano działaniu emulsji wodnej środka natłuszczającego zawierającego jedną lub więcej kompozycji zamieszczonych w tabeli 1. Otrzymane nierozciągane włókno, przepuszczano przez wałki prowadnicze (galety), stosując różne prędkości przędzenia podane w tabeli 5, poddając go trzyetapowemu rozciąganiu przy użyciu innych wałków prowadniczych z 2% luzem i zwijano, otrzymując przędzę surową o numeracji ciężarowej wynoszącej 1000 denierów na 249 włókien (o grubości włókna pojedynczego wynoszącej około 4).

Kordy impregnowane otrzymano takim samym sposobem jak te z przykładu I. Właściwości fizyczne przędz surowych i kordów impregnowanych podano w tabeli 5.

PL 202 674 B1

P r z y k ł a d y XVII-XX oraz przykłady porównawcze XXIX-XXXIV

Płatki poliestrowe po polikondensacji wstępnej, o lepkości istotnej wynoszącej 0,65, do której dodano związek antymonu działający jako katalizator polimeryzacji, o zawartości resztkowej wynoszącej w przeliczeniu na antymon metaliczny 360 ppm, poddano polimeryzacji w fazie stałej, otrzymując płatki poliestrowe o zawartości wilgoci równej 20 ppm i lepkości istotnej, której wartości podano w tabeli 7 zamieszczonej poniżej. Te płatki poliestrowe wytłaczano w stanie stopionym, z zastosowaniem wytłaczarki, przez przewody przędzalnicze do zasobnika. Produkt wytłoczony filtrowano w zasobniku przez materiały filtracyjne i/lub filtry, jak to podano w zamieszczonej poniżej tabeli 6. Następnie, filtraty przepuszczano przez znajdujący się w zasobniku mieszacz statyczny, składający się z pięciu jednostek w każdym przewodzie i przędzono przez dyszę przy wydatku 500-600 g/min, w przypadku przędz rozciąganych o numerze ciężarowym 1000 denierów oraz przy wydatku 800-900 g/min, w przypadku przędz rozciąganych o numerze ciężarowym 1500 denierów.

Po przejściu przez osłoniętą, nieogrzewaną przestrzeń o długości 170 mm, która znajduje się bezpośrednio pod dyszą, uprzedzone włókna poddawano zestaleniu w strefie hartowania o długości 530 mm, stosując nadmuch przez włókna strumienia powietrza o temperaturze 20°C, z prędkością 0,5 m/sekundę. Następnie, włókna kierowano na wałki natłuszczające, na których włókna poddawano działaniu emulsji wodnej środka natłuszczającego zawierającego jedną lub więcej kompozycji zamieszczonych w tabeli 1. Otrzymane nierozciągnięte włókno, przepuszczano przez wałki prowadnicze (galety), stosując prędkości przędzenia od 2400 do 3200, poddając go trzyetapowemu rozciąganiu przy użyciu innych wałków prowadniczych z 2% luzem i zwijano, otrzymując przędzę surową o numeracji ciężarowej wynoszącej 1000 denierów i 1500 denirów, o grubości włókna pojedynczego wynoszącej od 3 do 4 denierów.

Kordy impregnowane otrzymano takim samym sposobem jak te z przykładu I. Właściwości fizyczne przędz surowych i kordów impregnowanych, oceniane z punktu widzenia stosowanych metod filtracji, podano w zamieszczonej poniżej tabeli 7.

T a b e l a 6

	Materiały filtracyjne	Filtry
A	Metal sproszkowany, 10 - 20 μ, 300 g	Filtr 325 mesz (jednowarstwowy)
B	Metal sproszkowany, 10 - 20 μ, 300 g	Filtr 325 mesz (jednowarstwowy)
C	-	Filtr 200 mesz (trzywarstwowy)
D	-	Filtr 200 mesz (trzywarstwowy

PL 202 674 B1

Jak to opisano uprzednio, obecny wynalazek charakteryzuje się tym, że możliwe jest stosowanie przędzenia w niskiej temperaturze, powodując że nie jest konieczne podniesienie lepkości istotnej płatków do stanu umożliwiającego przędzenie. Dzięki temu można spowodować obniżenie czasu trwania polimeryzacji w stanie stałym jak i zmniejszenie zużycia energii. Szczególnie, zmniejsza się także różnica wartości lepkości istotnej pomiędzy warstwą powierzchniową płatków i jej środkiem, co jest znaczącym problemem spowodowanym przez polimeryzację w stanie stałym, tak że można uzyskać jednorodną lepkość w masie płatków, osiągając wielki postęp w udoskonaleniu podatności na przeróbkę i właściwościach fizycznych uzyskanych włókien. Ponadto, dzięki zastosowaniu do usuwania zanieczyszczeń z polimerów pojedynczych filtrów, zmniejsza się różnica wydatku pomiędzy poszczególnymi otworami przędzącymi i tym samym różnica grubości wyrażona w denierach pomiędzy poszczególnymi włóknami przędz surowych. Z tego powodu, polimery filtruje się przez co najmniej trzy arkusze filtrów o wymiarze co najmniej 300 mesz. W rezultacie, udoskonalona jest podatność przędz na rozciąganie, tak że przędze mają doskonały wygląd nawet po rozciąganiu z zastosowaniem dużego rozciągu.

Przedmiot wynalazku charakteryzuje się także tym, że włókna poliestrowe do celów przemysłowych otrzymane sposobem według wynalazku posiadają wysoką wytrzymałość na rozciąganie, nawet jeżeli zostały wytworzone z zastosowaniem małego rozciągu. W tym celu, najpierw instaluje się mieszacz statyczny z przodu zasobnika dyszy, tak że polimery zostają wystarczająco jednorodnie zmieszane aby przeciwdziałać przerywaniu się włókna podczas przędzenia-rozciągania, co jest czynnikiem pogarszającym podatność włókien na przeróbkę oraz ich właściwości fizycznych. Następnie, podczas odbierania polimeru wychodzącego z dyszy, przy dużych prędkościach wynoszących 2000 m/min lub większych, jest on szybko chłodzony dzięki utrzymywaniu temperatury 250°C lub niższej tuż poniżej dyszy, tak aby uzyskać efekt maksymalnego zorientowania włókna nierozciąganego.

Ponadto, wynalazek obecny charakteryzuje się tym, że środki natłuszczające w postaci emulsji wodnej stosuje się w procesach bezpośredniego przędzenia-rozciągania z dużymi szybkościami, bez występowania komplikacji. Środki natłuszczające w postaci emulsji wodnej według wynalazku mają tę zaletę, że wytwarzanie włókien poliestrowych do celów przemysłowych można prowadzić w procesie stabilnym, bez pogarszania podatności na przeróbkę i w sposób pozwalający na uzyskanie korzyści ekonomicznych.

Obecny wynalazek został opisany w sposób pozwalający na jego zilustrowanie i jest rzeczą oczywistą że zastosowana terminologia ma na celu raczej opis wynalazku niż jego ograniczenie. W świetle powyższych informacji i danych zawartych w opisie, możliwe jest wiele modyfikacji i zmian wynalazku. Dlatego też zrozumiałym jest, że zgodnie z zakresem załączonych zastrzeżeń wynalazek można stosować inaczej niż to zostało powyżej opisane.

Claims

1. Sposób wytwarzania włókna poliestrowego do celów przemysłowych, w którym wytwarza się płatki poliestrowe, w wyniku polimeryzacji w fazie stałej płatków poliestrowych po polikondensacji wstępnej, zawierające związek antymonu o zawartości resztkowej w przeliczeniu na antymon metaliczny wynoszącej od 200 ppm do 400 ppm, przy czym lepkość istotna otrzymanych płatków poliestrowych zawiera się w granicach od 1,00 do 1,15 a zawartość wilgoci wynosi nie więcej niż 30 ppm, przędzie się ze stopu płatki poliestrowe przez dyszę, znajdującą się wewnątrz zasobnika, przy czym płatki poliestrowe topi się w temperaturze od 290°C do 300°C i poddaje wytłaczaniu oraz włókna opuszczające dyszę natłuszcza się, przy czym odbiera się wielowłókienkową przędzę z szybkością od 2000 m/min do 3300 m/min, i otrzymuje się przędzę nie rozciąganą, której lepkość istotna zawiera się w granicach od 0,95 do 1,02 a stopień zorientowania wynosi od 40 x 10^-3 do 90 x 10^-3 oraz rozcią ga się w sposób ciągły otrzymaną przędzę nie rozciąganą, znamienny tym, że płatki poliestrowe wytłacza się do przewodów płyt rozpraszających polimer, zaś każdy z tych przewodów posiada mieszacz statyczny składający się z co najmniej trzech jednostek, następnie natłuszcza się włókna opuszczające dyszę, przy wartości wchłaniania oleju wynoszącej od 0,3% do 0,8%, środkiem natłuszczającym zawierającym od 10% do 30% emulsji wodnej, otrzymanej z roztworu surowego zawierającego tiodiester dialkilu i monoester kwasu tłuszczowego albo alkilan alkilu w ilości 50% wagowych lub wyższej wraz z tiodiestrem dialkilu w ilości wynoszącej co najmniej 30% wagowych roztworu surowego, przy czym ten środek natłuszczający stosuje się jako środek smarujący.

PL 202 674 B1

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że polimery filtruje się przez co najmniej trzy płyty filtrów znajdujących się wewnątrz zasobnika, po stopieniu polimerów i przed ich wytłaczaniem do przewodów.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że włókna przepuszcza się swobodnie na odległość od 140 mm do 220 mm, od wylotu dyszy do strefy hartowania, w której to przestrzeni utrzymuje się temperaturę w zakresie od 200°C do 250°C i następnie włókna przepuszcza się przez tę strefę hartowania, w której chłodzi się strumieniem powietrza o określonej szybkości i niskiej temperaturze.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozciąganie ciągłe przędzy nie rozciąganej prowadzi się w trzech etapach, przy czym w każdym z etapów reguluje się rozciąg i utrzymuje się temperaturę rolki odbiorczej w granicach od 190°C do 235°C otrzymując przędzę rozciąganą o grubości włókna pojedynczego wynoszącej od 2 do 5 denierów.

5. Kord poliestrowy impregnowany, znamienny tym, że zawiera dwie nitki z włókna poliestrowego do celów przemysłowych otrzymane sposobem określonym w zastrz. 1, poddane odpowiednio pierwszemu i drugiemu skręcaniu oraz impregnowaniu skręconych włókien w roztworze kauczuku oraz następującej po tym obróbce termicznej, przy czym wytrzymałość na rozciąganie kordu wynosi co najmniej 6,3 g/denier, zaś suma wydłużenia pośredniego i skurczu mieści się w granicach od 6,0% do 8,0%.