PL203536B1 - Sposób wytwarzania tekstylnych w lókien staplowych z politereftalanu trimetylenu - Google Patents

Description

Opis wynalazku Polimer poli(tereftalan trimetylenu) jest nowa zywic a poliestrow a przydatn a do stosowania w dy- wanach, tkaninach oraz w innych zastosowaniach zywic termoplastycznych. Poli(tereftalan trimetyle- nu) (PTT) pod wzgl edem chemicznym jest aromatyczn a zywic a poliestrow a, wytwarzan a przez poli- kondensacj e 1,3-propanodiolu (PDO) i kwasu tereftalowego. W lókno staplowe PTT mo zna wytwarza c w wielu ró znych przemys lowych urz adzeniach przetwórczych. Znane wytwarzanie w lókna staplowego z poli(tereftalanu etylenu) (PET) stanowi cz esto proces z lo zony z dwóch odr ebnych etapów. Pierwszy etap obejmuje wyt laczanie nierozci aganej prz edzy, któr a przechowuje si e w celu przeprowadzenia rozci agania w drugim etapie. Dwa g lówne typy proce- sów rozci agania stosuje si e w produkcji w lókna staplowego, rozci aganie-relaksacja (Draw-Relax) i roz- ciaganie z odprezaniem (Draw Annealing). Podstawow a ró znic e pomi edzy tymi procesami stanowi sposób, w jaki reguluje si e skurcz. W procesie rozci agania z relaksacj a skurcz osi aga si e w ten spo- sób, ze doprowadza si e do wst epnego skurczu w lókien w suszarce po karbikowaniu w celu osi agni e- cia zadanych charakterystyk u zytkowych i w lasciwo sci. Przy wytwarzaniu w lókien staplowych w pro- cesie rozci agania z odprezaniem skurcz osi aga si e w ten sposób, ze ogrzewa si e w lókna umo zliwiaj ac ich krystalizacj e przy sta lej d lugo sci przed karbikowaniem. W lókno staplowe wytwarza si e z poli(tereftalanu etylenu) (PET) i sposoby wytwarzania s a do- brze znane. Po zadana by laby mo zliwo sc wytwarzania w lókna staplowego z PTT w istniej acych urz a- dzeniach. Jednak ze miedzy tymi dwoma polimerami istnieje wiele ró znic, które powoduj a, ze wytwa- rzanie przydatnych z punktu widzenia przemys lu w lókien staplowych z PTT w istniej acych urz adze- niach produkcyjnych jest trudne lub niemo zliwe do realizacji. W celu zrozumienia, jak mo zna wytwa- rza c w lókna staplowe PTT w istniej acych urz adzeniach, trzeba odpowiedzie c na szereg pyta n odno- snie procesu. Jak mo zna scharakteryzowa c zachowanie si e nie rozci aganej prz edzy podczas rozci agania ? Jak zmienia si e w czasie zachowanie si e podczas rozci agania nie rozci aganej prz edzy ? Opisano to w przyk ladzie 1. Jak mo zna regulowa c w la sciwo sci nie rozci aganej prz edzy podczas wyt laczania ? Opisano to w przyk ladzie 2. Jaka jest typowa charakterystyka rozci agania nie rozci aganej prz edzy ? Opisano to w przyk la- dzie 3 i w przyk ladzie 4. Jak mo zna regulowa c skurcz w lókien podczas wytwarzania i magazynowania nie rozci aganej prz edzy, co opisano w przyk ladzie 5. Jak mo zna regulowa c skurcz w lókien podczas rozci agania w lókna staplowego i w gotowych wy- robach z w lókna staplowego ? Opisano to w przyk ladzie 6. Jak karbikuje si e w lókna w celu osi agni ecia zadanej tekstury i kohezji w dalszych procesach produkcji prz edzionych staplowych nitek wyczeskowych i w lóknin ? Opisano to w przyk ladzie 7. Jak stabilizuje si e termicznie i reguluje modu l sprezysto sci swie zego wyrobu oraz zdolno sc do rozci agania w lókna staplowego. Jak w la sciwo sci w lókna staplowego wp lywaj a na w la sciwo sci ufor- mowanej prz edzy ? Opisano to w przyk ladzie 8. Jaki sposób wytwarzania w lókna staplowego w istniej acych urz adzeniach odzwierciedla wza- jemnie powi azany charakter przedstawionych wy zej pierwszych sze sciu pytan odno snie procesu ? Taki sposób jest przedmiotem niniejszego wynalazku. Wynalazek dotyczy dwuetapowego sposobu wytwarzania w lókien staplowych z PTT. Pierwszy etap obejmuje wyt laczanie nie rozci aganej prz edzy (UDY). UDY przekszta lca si e w produkt w postaci w lókna staplowego w drugim etapie produkcyjnym, rozci agania. Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania w lókna staplowego z politereftalanu trimety- lenu (PTT) polegaj acy na tym, ze wykonuje si e go w istniej acych urz adzeniach do produkcji w lókna staplowego z PET i obejmuje on nast epuj ace etapy: wyt lacza si e w stopie polimer PTT w temperatu- rze 245-253°C, korzystnie 245-250°C; formuje si e wyt loczony PTT w prz edz e, z u zyciem co najmniej jednej dyszy prz edzalniczej; kieruje si e uformowan a prz edz e do pierwszego wa lka odbieraj acego, przy czym odleg lo sc od dyszy prz edzalniczej do wa lka wynosi 16-20 stóp; ch lodzi si e uformowan a prz edz e do temperatury poni zej 31°C, korzystnie poni zej 25°C, korzystniej poni zej 20°C, przed jej doj sciem do pierwszego wa lka odbieraj acego; ewentualnie przechowuje si e uformowan a prz edz e w pomieszczeniu o regulowanej atmosferze, w temperaturze nie przekraczaj acej 31°C (etap ten oraz etap nast epny przeprowadza si e w celu ograniczenia do minimum przedwczesnego skurczu nie roz-PL 203 536 B1 3 ciaganego w lókna przed obróbk a rozci agaj ac a); przed rozci aganiem prz edz e wst epnie kondycjonuje sie w stanie napr ezonym w temperaturze co najmniej 60°C, korzystnie w temperaturze 60-100°C; rozci aga si e prz edz e w temperaturze co najmniej 60°C, korzystnie w temperaturze 60-100°C, ewentu- alnie z korzystnym drugim rozci aganiem, przy czym wi ekszosc ca lkowitego rozci agni ecia, najkorzyst- niej 80-85% ca lkowitego rozci agni ecia, nast epuje podczas pierwszego rozci agania, z tym ze rozci a- gania drugie i nast epne przeprowadza si e w temperaturze wy zszej od temperatury pierwszego rozci a- gania, do praktycznie maksymalnej temperatury odpowiadaj acej temperaturze topnienia prz edzy, ko- rzystnie w 60-160°C, najkorzystniej w temperaturze 80-100°C; umo zliwia si e relaksacj e prz edzy w temperaturze do 190°C, korzystnie w 100-140°C (przy czym relaksacja mo ze wynie sc 2-25% lub ewentualnie wi ecej, ale korzystnie 2-10%), w celu osi agni ecia wzrostu pocz atkowego modu lu Younga rozci agni etej prz edzy; karbikuje si e rozci agni et a prz edz e w temperaturze 70-120°C, korzystnie w 80- -120°C, gdy przeprowadza si e etap relaksacji oraz w temperaturze 70-100°C, gdy nie przeprowadza sie go, oraz zmniejsza si e rozmiar rozci agni etej prz edzy wprowadzanej do urz adzenia do karbikowa- nia o 10-60% w odniesieniu do rozmiaru w denierach, korzystnie o 40-60%, w porównaniu z wymia- rem podawanej prz edzy przy wytwarzaniu porównywalnego w lókna staplowego PET w istniej acym urz adzeniu. Ponadto, alternatywnie lub lacznie, obj etosc urz adzenia do karbikowania mo zna zwi ek- szy c o 10-50, korzystnie o 20-35% w stosunku do obj eto sci urz adzenia do karbikowania stosowanego przy wytwarzaniu PET w istniej acej instalacji. Korzystnie warunki dobiera si e do konkretnego urz adze- nia i zadanej wydajno sci. Wynalazek zostanie ni zej opisany przyk ladowo w nawi azaniu do za laczonych rysunków, przy czym: Figura 1 przedstawia schemat ideowy procesu od zywic do w lókna w belach, którego decyduj a- ce sk ladowe zostan a opisane. Figura 2 przedstawia krzyw a równowagow a zale zno sci wytrzyma losci na rozci aganie od wyd lu- zenia, pomocn a w ocenie mo zliwych zakresów w la sciwo sci w lókna staplowego PTT. Figura 3 przedstawia typow a krzyw a napr ezenie-odkszta lcenie dla wi azek uformowanej prz edzy. Figura 4 przedstawia wp lyw temperatury wyt laczania na zdolno sc w lókien do rozci agania. Figura 5 przedstawia skurcz nie rozci agni etej prz edzy w wodzie o ró znej temperaturze w funkcji warunków prz edzenia nie rozci agni etej prz edzy. Figura 6 przedstawia schematycznie rozci aganie w lókien z uwidocznionym wp lywem skur- czu w lókna. Figura 7 przedstawia wp lyw temperatury k apieli przy rozci aganiu i ogólnego parametru orienta- cji na skurcz podczas gotowania. Figura 8 przedstawia wp lyw temperatury k apieli rozci agaj acej i ogólnego parametru orientacji na skurcz w suchej atmosferze w temperaturze 125°C. Figura 9 przedstawia wp lyw temperatury k apieli rozci agaj acej i ogólnego parametru orientacji na skurcz w suchej atmosferze w temperaturze 140°C. Figura 10 przedstawia wp lyw temperatury k apieli rozci agaj acej i ogólnego parametru orientacji na skurcz w suchej atmosferze w temperaturze 175°C. Figura 11 przedstawia wp lyw temperatury k apieli rozci agaj acej i ogólnego parametru orientacji na skurcz w suchej atmosferze w temperaturze 197°C. Figura 12 przedstawia wp lyw stopnia rozci agni ecia i temperatury k apieli do rozci agania na wska znik relaksacji procesu rozci agania. Figura 13 przedstawia przewidywany skurcz w suchym gor acym powietrzu w funkcji temperatu- ry suszarki (urz adzenia do relaksacji) dla swobodnej relaksacji przy ogólnym parametrze orientacji 1,4 i temperaturze k apieli do rozciagania 75°C. Figura 14 przedstawia wp lyw temperatury suszarki urz adzenia do relaksacji i zastosowanego skurczu prz edzy na skurcz 100% prz edzy PTT w temperaturze 175°C w suchym powietrzu. Figura 15 przedstawia wp lyw temperatury suszarki urz adzenia do relaksacji i zastosowanego skurczu prz edzy na skurcz 100% prz edzy PET w temperaturze 175°C w suchym powietrzu. Figura 16 przedstawia porównanie skurczu uformowanej prz edzy PTT i PET na skurcz w tem- peraturze 175°C w suchym powietrzu przy dwóch ró znych temperaturach stabilizacji termicznej prz edzy. Figura 17 przedstawia wp lyw temperatury suszarki urz adzeni do relaksacji i zastosowanego skurczu prz edzy na skurcz prz edzy z 50:50 PTT:bawe lna w temperaturze 175°C w suchym powietrzu. Figura 18 przedstawia porównanie skurczu przy gotowaniu uformowanej prz edzy z PTT i PET przy dwóch ró znych temperaturach stabilizacji termicznej.PL 203 536 B1 4 Figura 19 przedstawia porównanie obci azenia przy 5% odkszta lceniu dla uformowanej prz edzy z PTT i PET przy dwóch ró znych temperaturach stabilizacji termicznej. Figura 20 przedstawia porównanie 2 minutowego procentowego spadku napr ezenia dla ufor- mowanej prz edzy z PTT i PET przy dwóch ró znych temperaturach stabilizacji termicznej. Figura 21 przedstawia porównanie procentowego powrotu elastycznego (2 minutowe wyd lu za- nie) dla uformowanej prz edzy z PTT i PET przy dwóch ró znych temperaturach stabilizacji termicznej. Wytwarzanie polimerowego w lókna staplowego z PTT w istniej acych urz adzeniach do PET jest mo zliwe. Z uwagi na to, ze urz adzenia stosowane przez ró zne firmy znacznie si e ró zni a, wyst api a ró znice w sposobie, w jaki nale zy prowadzi c proces. Po dostosowaniu przez producenta w lókna sta- plowego parametrów procesu do unikatowych w la sciwo sci PTT, wytwarza c mo zna wiele ró znych wy- robów w postaci w lókien staplowych, przydatnych do stosowania jako uformowana prz edza i w lókniny. W lókna staplowe wykonane z PTT charakteryzuj a si e doskonala mi ekko sci a i uk ladalno scia i zapew- niaj a mi ekko sc, puszysto sc, kompatybilno sc w mieszankach, latwo sc utrzymania w czysto sci i zacho- wanie kszta ltu wyrobów tekstylnych. 1.0 Topienie polimeru 1.1 Przesy lanie i suszenie zywicy Pneumatyczne uk lady transportu o ma lej energii ograniczaj a do minimum tworzenie si e py lu przy przesy laniu zywicy z pojemników transportowych, urz adze n przetwórczych i magazynów. Przed wyt laczaniem zywic e PTT nale zy wysuszy c do zawarto sci wilgoci 50 ppm lub poni zej. Taka zawarto sc wilgoci ogranicza do minimum degradacj e zywicy w wyniku hydrolizy podczas prz edzenia ze stopu. Wiele typów suszarek przemys lowych z u zyciem osuszonego powietrza z powodzeniem spe lnia to wymaganie. Suszarki z sitami molekularnymi (13X & 4A), uk lady pró zniowe i osuszacze na bazie chlorku litu spelniaj a wymagania odno snie poziomów wilgoci w produkcji przemys lowej. Gdy jest to mo zliwe, korzystnie suszy si e polimer powietrzem osuszonym sitami molekularnymi 13X (temperatura punktu rosy -40°C lub poni zej), ogrzanym do temperatury 130°C przy czasie suszenia 4-6 godzin. Zastosowanie suchego powietrza przy przesy laniu wysuszonej zywicy z suszarki do wyt laczarki w sposób decyduj acy wp lywa na ograniczenie do minimum hydrolizy podczas prz edzenia ze stopu. W du zych suszarkach przemys lowych mo zna prowadzi c suszenie PTT z szybko sci a umo zliwiaj ac a do- stosowanie si e do szybko sci wyt laczania. W takiej sytuacji konieczne mog a by c wy zsze temperatury suszarki. Temperatura powietrza do suszenia PTT nie powinna przekracza c 165°C. Czas przebywania w suszarce nie powinien przekracza c 4 godzin przy stosowaniu powietrza o temperaturze 165°C. 1.2 Wyt laczanie nierozci aganej przedzy (UDY) Typowy uk lad do wytwarzania stopu obejmuje wyt laczark e, nawój prz edzalniczy, pomp e stopu i pakiet prz edzalniczy. Kluczowe znaczenie ma osi agni ecie jednorodnej, optymalnej lepkosci stopio- nego polimeru przez ograniczenie do minimum temperatury przetwórstwa i czasu przebywania. Pro- dukcja w skali przemys lowej UDY PTT z u zyciem wyt laczarek zarówno dwu slimakowych, jak i jedno- slimakowych, jest prosta. W wyt laczarkach dwu slimakowych konieczne mo ze by c zmniejszenie ci- snienia stopu w wyt laczarce o 25-50% (w stosunku do wyt laczania PET), aby unikn ac nadmiernej degradacji stopionego polimeru pod wp lywem si l scinaj acych. W przemys lowej produkcji UDY PTT temperatura stopu w wyt laczarce wynosi 245-270°C. Nale zy zachowa c ostro zno sc przy wytwarzaniu UDY PTT przy temperaturze stopu 260-270°C, aby uniknac degradacji stopionego polimeru, a na- st epnie pogorszenia w la sciwo sci UDY. Optymalna temperatura wyt laczania stopu przy produkcji w lók- na staplowego PTT wynosi 245-253°C, korzystnie 245-250°C. W przysz lo sci zywice PTT o ni zszej lepko sci istotnej b ed a prawdopodobnie wymaga ly ni zszych temperatur. Na fig. 4 pokazano, ze lepsz a zdolno sc do rozci agania osi aga si e, gdy polimer wyt lacza si e w temperaturze 250°C, a nie w 240°C lub 260°C. 2.0 Prz edzenie nierozci aganej prz edzy (UDY) 2.1 Nawoje, pompy i pakiety prz edzalnicze Próby z zastosowaniem jednosk ladnikowych i dwusk ladnikowych uk ladów wyt laczania przy wy- twarzaniu staplowej UDY z PTT zako nczy ly si e powodzeniem. Dostosowane do PET uk lady regulacji obj eto sci i obrotów pompy prz edzalniczej zazwyczaj spe lniaj a wymagania ni zszego wydat- ku/stanowisko przy produkcji w lókna staplowego PTT. Materia ly filtracyjne powinny mie c minimaln a wielko sc porów 30 µ. Cz esto w przemys lowych pakietach prz edzalniczych stosuje si e minimaln a ilo sc materia lu filtracyjnego. We wczesnych stadiach rozwoju procesu produkcji w lókna staplowego PTT korzystnie stosuje si e warstw e materia lu filtracyjnego o zwyk lej grubo sci, w postaci piasku srednie-PL 203 536 B1 5 go/grubego (90/120 mesh). Ocena równomierno sci srednicy w lókna ulatwi ustalenie, czy nale zy opty- malizowa c prz edzalnicz a filtracj e pakietow a czy ci snienie stopu w uk ladzie wyt laczania. Uk lady wyt laczania w produkcji w lókna staplowego dostosowane s a do konkretnego zakresu lepko sci zywicy, wydajno sci, temperatury stopu i czasu przebywania. Zazwyczaj przepustowo sc otwo- ru wymagana przy produkcji w lókna staplowego PTT jest o 20-30% mniejsza ni z w przypadku wyro- bów PET o porównywalnym denierze. Powoduje to zasadniczy wzrost czasu przebywania PTT wyt la- czanego w urz adzeniu do wytwarzania w lókna staplowego PET. Wzrost czasu przebywania w stanie stopionym mo ze prowadzi c do degradacji, gdy temperatura stopionego materia lu przekracza 260°C. Je sli jest to mo zliwe, uk lady grzewcze linii przesy lowej i nawoju powinny wyrównywa c temperatur e stopionego polimeru na wylocie wyt laczarki. 2.2 Dysze prz edzalnicze Dobór dysz prz edzalniczych zale zy od docelowego rozmiaru (w denierach) produktu i jest zwi a- zany z ograniczon a przepustowo sci a/otwór-minut e zapewniaj ac a stabilne prz edzenie ze stopu. Za- sadniczo przy wytwarzaniu w lókna staplowego PTT mo zna stosowa c dysze prz edzalnicze o standar- dowej konstrukcji, stosowane przy wytwarzaniu podobnych produktów PET. Jednak ze wytwarzanie w lókna staplowego PTT wymaga zazwyczaj kapilar o mniejszej srednicy w przypadku wyrobów o ni z- szym denierze w porównaniu z wytwarzaniem w lókna staplowego PET. Zywice PTT wykazuj a wy zsz a graniczn a szybko sc scinania 7500-9000 s -1 w przypadku przekroju ko lowego, w zale zno sci od warun- ków wyt laczania stopu. Dobór dyszy prz edzalniczej w oparciu o docelowy denier wyrobu w postaci w lókna staplowego, przedstawiono w tabeli I. T a b e l a I Karta doboru dyszy prz edzalniczej Dokladny zakres w denierach przy 1100 m/minut e 1,0-1,3 denie- ra/stop e 1,30-1,75 denie- ra/stop e 1,40-1,85 denie- ra/stop e Srednica dyszy prz edzalniczej (mm) 0,23 0,25 0,35 1/d dyszy prz edzalniczej 1,85 1,85 1,85-2,0 Graniczna przepustowo sc/otwór 0,32 0,41 0,45 Wa zne jest zastosowanie d lugiej strefy kulminacji w lókna (odleg lo sci od dyszy prz edzalniczej do wa lka odbieraj acego). Oznacza to, ze d lugo sc tej strefy powinna wynosi c 16-20 stóp, a nie stan- dardowe 8-12, jak w przypadku PET. Skurcz procesowy UDY z PTT jest stosunkowo wysoki tak, ze proces musi umo zliwi c osi agni ecie przez w lókno trwa lej struktury cz asteczkowej przed polacze- niem wszystkich pojedynczych w lókien w jedn a du za prz edz e kierowan a do procesu rozci agania. Przy wytwarzaniu w lókna staplowego PET nie stanowi to znacz acego problemu. PTT charakteryzuje si e bardziej spr ezyst a krystaliczn a morfologi a, tak ze d lu zsza strefa kulminacji w lókna u latwia stabilizacj e prz edzy, co pozwala producentowi uniknac dodatkowych kosztów zwi azanych z kondycjonowaniem powietrza. 2.3 Ch lodzenie Próby z zastosowaniem krzy zowych i promieniowych uk ladów szybkiego ch lodzenia zako nczy ly sie powodzeniem. Z powodzeniem zastosowano promieniowe uk lady szybkiego ch lodzenia z prze- p lywem strumienia powietrza zarówno od wewn atrz na zewn atrz jak i od zewn atrz do wewn atrz. Wi az- k e w lókiem nale zy sch lodzi c szybko i równomiernie tak, aby zapobiec skurczowi UDY w puszkach z uprz edzionym surowcem. Zastosowano ch lodzenie do temperatury w zakresie 8-35°C, cho c ko- rzystne s a temperatury 8-25°C. Ogólnie szybko sci strumienia powietrza ch lodz acego s a ograniczone przebiegiem drogi nici UDY. Liczba monow lókien/stanowisko wynosi 350-3500. Przy wytwarzaniu w lókna staplowego o drobnym denierze mo zna zastosowa c nawet 6250 monow lókien/stanowisko w przypadku nowoczesnych promieniowych uk ladów ch lodzenia. Optymalizacja uk ladów ch lodzenia obejmuje ustalenie warunków, zapewniaj acych najlepsze dzia lania i najwy zsze procentowe wyd lu ze- nie dla docelowych charakterystyk snucia UDY. 2.4 Apretura prz edzalnicza W opisie wszystkie pow loki nanoszone na w lókna PTT podczas wytwarzania wyt laczanych i rozci aganych w lókien staplowych okre sla si e jako apretury prz edzalnicze. Apretury prz edzalniczePL 203 536 B1 6 stanowi a pow loki na w lóknie, zapewniaj ace smarowanie, kohezj e i dodatkow a ochron e w lókna PTT podczas wytwarzania w lókna staplowego i dalszej obróbki w procesie produkcyjnym. Zarówno wielo- sk ladnikowe fosforanowe apretury, jak i apretury na bazie oleju mineralnego, zastosowano z powo- dzeniem w produkcji w lókna staplowego PTT. Sprawdzone apretury prz edzalnicze dla PET i sposoby nanoszenia s a odpowiednie dla pocz atkowego wytwarzania wyrobów w postaci w lókien staplowych PTT. Sk lady apretur prz edzalniczych i sposoby nanoszenia mo zna nast epnie zmienia c na podstawie analizy ich wp lywu na przetwórstwo w lókna staplowego. 2.5 Odbieranie W przemys lowej produkcji UDY PTT zastosowano szybko sc odbierania 900-1250 m/minut e. W urz adzeniu do swiadczalnym szybko sc odbierania UDY zmieniano w zakresie 500-2250 m/minut e. Przydatne jest przeprowadzenie kontrolowanej relaksacji pomi edzy odbieraj acymi wa lkami nap edo- wymi i wa lkiem s lonecznikowym przed zebraniem w puszce kabla. Och lodzenie wszystkich monow ló- kien z jednego stanowiska do temperatury 25-30°C jest niezb edne dla ograniczenia skurczu UDY w puszce kabla. 3.0 Rozci aganie i obróbka wyko nczeniowa kabla 3.1 Przechowywanie UDY W normalnych warunkach przechowywania UDY PTT proces starzenia zachodzi w ponad 90% w ci agu 8 godzin od wyt laczania. W la sciwo sci UDY zwi azane z rozci aganiem stabilizuj a si e w ci agu 24 godzin i nie obserwuje si e znacz acych zmian we w la sciwo sciach zwi azanych z rozci aganiem po 2-4 miesi ecznym przechowywaniu w sta lej temperaturze. UDY PTT kurczy si e latwiej i w ni zszych tempe- raturach ni z UDY PET. Nale zy unika c przechowywania w temperaturze powy zej 25-30°C, gdy z za- czyna wówczas zachodzi c skurcz UDY. Idealnie, szeregówk e z UDY PTT przechowuje si e w klimaty- zowanym pomieszczeniu, co pozwala zapobiec skurczowi. Dok ladna temperatura, w której zaczyna sie skurcz UDY PTT, zale zy od warunków wyt laczania, ch lodzenia, odbierania i przechowywania UDY. Nawet je sli zajdzie skurcz UDY z PTT, mo zna przetworzy c tak a UDY w handlowy produkt w po- staci w lókna staplowego pierwszego gatunku podczas rozci agania z niewielkim wp lywem na jako sc produktu. 3.2 Wielko sc szeregówki Wielko sc szeregówki w przypadku w lókna staplowego PTT uzale zniona jest od wielko sci urz a- dzenia produkcyjnego do karbikowania. Zazwyczaj wielkosc szeregówki w przypadku w lókna staplo- wego PTT stanowi oko lo 60% równowa znej warto sci w przypadku w lókna staplowego PET z uwagi na wi eksz a objetosc w lókien PTT. Do zasilania urz adzenia do karbikowania o szeroko sci 110 mm i wyso- ko sci 20 mm mo zna z powodzeniem zastosowa c rozci agni ety kabel o 600000 denierach. Mo ze to si e zmieni c, gdy wielko sc urz adzenia do karbikowania wzro snie i/lub szybko sc linii do rozci agania wzro- snie powy zej 100-130 m/minut e. Z uwagi na to, ze w przypadku wi ekszo sci linii produkcyjnych do rozci agania maksymalna szyb- ko sc linii wynosi 250-300 m/min, wzrost obj eto sci komory karbikowania stanowi inny sposób poprawy wydajno sci linii do rozci agania. 3.3 Przygotowanie szeregówki i kabla Nale zy unika c ogrzewania UDY PTT do temperatury ponad 25°C do czasu, gdy kabel z UDY znajdzie si e pod równomiernym napi eciem wa lka. Pozwala to ograniczy c do minimum skurcz PTT wprowadzanego do procesu rozci agania i utrzyma c równomierne napi ecie w lókna we wszystkich punktach przekroju kabla podczas rozci agania. Je sli dopu sci si e do niekontrolowanego, nierówno- miernego skurczu UDY, wahania w orientacji pomi edzy poszczególnymi puszkami ogranicz a równo- mierno sc procesu rozci agania. Korzystne jest stosowanie k apieli do wst epnego nawil zania, z tym ze temperatura nie powinna przekracza c 25°C, je sli nie zastosuje si e wa lków nap edowych i chwytnych w celu ograniczenia do minimum napi ecia w sekcji zasilaj acej urz adzenie do rozci agania. Gdy wa lki nap edzaj ace nie s a do- st epne, nale zy stosowa c k apiel o mo zliwie jak najni zszej, równomiernej temperaturze. 3.4 Proces rozci agania W lókna staplowe PTT wytwarzano w uk ladzie rozci aganie-relaksacja (Draw-Relax) i rozci aganie z odprezaniem (Draw Annealing). W procesie z rozci aganiem/relaksacj a w lókna staplowe poddaje si e obróbce cieplnej i suszy pod zerowym napi eciem, w celu zmniejszenia skurczu. W procesie tym otrzymuje si e w lókna o niskim module sprezysto sci przydatne do formowania prz edzy PTT i mieszania z innymi w lóknami o niskim module spr ezysto sci, takimi jak we lna i w lókna akrylowe. W procesie roz-PL 203 536 B1 7 ciagania z odprezaniem poddaje si e obróbce kabel na wa lkach pod wysokim napi eciem i otrzymuje sie w lókna o wy zszym module spr ezystosci, bardziej odpowiednie do mieszania z niewielkimi ilo sciami jedwabiu sztucznego, bawe lny lub z innymi w lóknami o wysokim module spr ezysto sci. Pocz atek rozci agania kabla z UDY w pierwszym stadium rozci agania powinien nast api c pod wod a ogrzan a do temperatury co najmniej 60°C, korzystnie do 60-100°C. Utrzymywanie gor acego punktu rozci agania poprawia przebieg procesu rozci agania przez znacz ace zmniejszenie wp lywu wa- runków wyt laczania na osi agane stopnie rozci agni ecia. W razie potrzeby drugi etap rozci agania prze- prowadza si e w wy zszej temperaturze ni z pierwszy stopie n rozci agni ecia, praktycznie w maksymalnej temperaturze zbli zonej do temperatury topnienia prz edzy, korzystnie w temperaturze 60-160°C, najko- rzystniej w temperaturze 80-100°C. W przeciwie nstwie do PET, PTT nie staje si e szorstki w ogrzewa- nych k apielach do rozci agania. Dodatkowe strefy rozciagania mog a by c stosowane i zazwyczaj nie- znacznie wyd lu zaj a one ca lkowity stopie n rozci agni ecia w urz adzeniu. Podstawowy stopie n rozci a- gni ecia powinien by c osi agany w pierwszym etapie. Odpr ezanie lub relaksacja kabla w lókna staplowego PTT przy 3% relaksacji na walcach w ze- stawie walców kalandra, o temperaturze 100-130°C powoduje wzrost wyj sciowego modu lu sprezysto- sci finalnego w lókna staplowego PTT o 12-14%. W procesie takim otrzymuje si e w lókna o wysokim module spr ezysto sci, przydatne do produkcji uformowanej prz edzy PTT i do mieszania z w lóknami o wysokim module spr ezystosci, takimi jak bawe lna, jedwab sztuczny i PET. Wyj sciowy modu l sprezy- stosci zwi eksza si e o 4% przy wzro scie temperatury o 10°C w zakresie 130-150°C, gdy utrzymuje si e relaksacj e w zestawie walców na poziomie 3%. Odpr ezanie kabla PTT w temperaturze powy zej 150°C mo ze wymaga c zwi ekszenia relaksacji na walcach kalandra, aby zapobiec nadmiernemu p ekaniu w lókien. Cz esto nanosi si e apretur e prz edzalnicz a w celu uzupe lnienia apretury utraconej podczas rozci agania, z u zyciem k apieli zanurzeniowych lub przez nanoszenie stykaj acymi si e wa lkami przed- nim/tylnym, tu z przed etapem karbikowania. 3.5 Karbikowanie Kabel PTT zgina si e bardzo latwo w porównaniu z kablem PET, z uwagi na jego niski modu l spr ezystosci przy zginaniu. Ten niski modu l spr ezysto sci zapewnia równie z doskona la chwytno sc i mi ekkosc PTT. Na dodatek PTT jest o wiele bardziej puszysty ni z PET. Niski modu l spr ezysto sci przy zginaniu i wysoka puszysto sc wymagaj a nast epuj acych zmian w warunkach karbikowania: • Wa lek prowadz acy i wa lek karbikuj acy maj a mniejsz a srednic e, aby zapewni c lepsz a kontrol e geometrii karbikowania. • Numer ci ezarowy zasilaj acego kabla musi by c zmniejszony lub obj eto sc urz adzenia do karbi- kowania musi by c zwi ekszona z uwagi na wy zsz a puszystosc PTT. Zwi ekszona puszysto sc PTT mo ze by c powodem zmniejszenia numeru ci ezarowego kabla podawanego do urz adzenia do karbikowania korzystnie o 10-60%, korzystniej o 40-60%, w odniesieniu do numeru ciezarowego w denierach. Inny sposób stanowi zwi ekszenie obj eto sci urz adzenia do karbikowania o 10-50%, korzystnie 20-35% obj e- to sciowych. Mo zna tak ze zastosowa c po laczenie takich sposobów. • Idealnie, urz adzenie do karbikowania powinno by c wyposa zone we wtryskiwacze pary wodnej i apretury prz edzalniczej, aby lepiej kontrolowa c temperatur e komory do karbikowania. • Konieczne mo ze by c zwi ekszenie precyzji regulacji ci snienia i temperatury w komorze karbi- kowania. Stabilnosc karbikowania i odbiór ulegaj a znacz acej poprawie, gdy w komorze urz adzenia do karbikowania panuje temperatura co najmniej 85°C i ci snienie wlotowe 300 kPa (3 bary). Cz estotli- wo sc karbikowania mo ze by c wy zsza, a amplituda karbików ni zsza ni z w przypadku porównywalnych w lókien staplowych PET. Stabilnosc karbikowania i odbiór ulegaj a znacz acej poprawie, gdy tempera- tura w urz adzeniu do karbikowania zwi eksza si e. Urz adzenie do karbikowania nie powinno by c ogrzewane nadmiernie, gdy z, w miar e jak stabilno sc karbików wzrasta, zwi eksza si e równie z kohezja w lókna staplowego, co moze spowodowa c wzrost defektów podczas gr eplowania. 3.6 Suszenie, ci ecie i pakowanie Relaksacja (suszenie) w lókna staplowego PTT w zwyk lych suszarkach ta smowych przebiega bez problemów. Jednak ze zarówno geometria karbików, jak i charakterystyka skurczu zmieniaj a si e, gdy temperatur e suszarki zwi ekszy si e do warto sci przekraczaj acej najwy zsz a temperatur e w po- przednim procesie rozci agania. Przy wytwarzaniu w lókna staplowego w procesie z rozci aga- niem/relaksacj a skurcz termiczny na sucho zarówno w lókna staplowego, jak i nast epnie uformowanej prz edzy spada, gdy temperatura suszarki wzrasta.PL 203 536 B1 8 Przy wytwarzaniu w lókna staplowego w procesie rozci agania z odpr ezaniem piec do relaksacji jest stosowany jako suszarka. Szybko sci przep lywu powietrza s a stosunkowo wysokie, a temperatura powietrza jest stosunkowo niska (75-90°C), co u latwia suszenie kabla. Nie jest to na tyle wysoka tempe- ratura, aby doprowadzi c do relaksacji w lókna staplowego lub zmiany geometrii karbików. Kabel w lókna staplowego tnie si e na odcinki handlowe z u zyciem zarówno obrotowych, jak i lagodnych no zyc typu konwertorowego, bez modyfikacji. W próbach przemys lowych do pakowania zastosowano urz adzenie do belowania z podawaniem w lókna staplowego PTT grawitacyjnie lub w strumieniu powietrza. 4.0 Ogólne receptury dla w lókna staplowego 1,7, 2,5 i 3,33 dtex (1,5, 2,25 i 3 dpf - denie- ry/w lókno) Próbne receptury dla trzech typowych w lókien staplowych przedstawiono skrótowo w poni zszej tabeli. Ka zde w lókno staplowe wytwarzano w innym urz adzeniu. Zazwyczaj przeprowadza si e 2-3 próby na linii produkcyjnej w celu ustalenia procesu produkcyjnego dla w lókna staplowego PTT. Re- ceptury te ustalono z u zyciem ma lej instalacji produkcyjnej. Mog a one ulec nieznacznym zmianom przy powi ekszaniu skali poprzez u zycie wi ekszych urz adze n i wy zszych szybko sci produkcyjnych. UDY wytwarzano z u zyciem stopu o temperaturze 253°C, z szybko sci a 1100 m/min. Utrzymanie ta- kich wspó lczynników rozci agni ecia wymaga równomiernych warunków wyt laczania tak, aby wspó l- czynnik wariancji srednicy monow lókien wynosi l 3-5% we wszystkich pozycjach prz edzenia. Takie wspó lczynniki rozci agni ecia osi aga si e w bardzo dobrze kontrolowanych, nowoczesnych urz adze- niach. W starszych urz adzeniach rzecz a normaln a jest osi aganie jedynie 75-85% takich wspó lczynni- ków rozci agni ecia. Receptury w tabeli II okre slaj a równie z warunki osi agania wysokiego i niskiego skurczu dla ka z- dego docelowego numeru ciezarowego w lókna staplowego (w denierach). Poziom skurczu w procesie rozci agania zmniejsza si e znacz aco, gdy temperatur e k apieli do rozci agania w pierwszym etapie pod- wy zsza si e do warto sci ponad 60°C. Ponadto poziom skurczu w procesie rozci agania zmniejsza si e nieznacznie w miar e jak zwi eksza si e wspó lczynnik rozci agni ecia. Na dodatek skurcz w procesie roz- ciagania w urz adzeniu do karbikowania i suszarce zmniejsza si e równie z, gdy zastosuje si e wa lki ka- landra do odpr ezania w lókna. Zastosowano szybko sci rozci agania dla produkcji przemys lowej, 100- -130 m/min i do swiadczalne szybko sci rozci agania nawet do 225 m/min. W przemys lowym procesie z rozci aganiem/relaksacj a pierwsze rozci aganie wykonuje si e zazwyczaj w temperaturze 70°C, a dru- gie rozci aganie w temperaturze 100°C. W przemyslowym procesie z odpr ezaniem w lókna staplowego pierwsze rozci aganie wykonuje si e zazwyczaj w temperaturze 70°C, drugie rozci aganie w temperatu- rze 100°C, oraz walce kalandra o temperaturze 130°C przy relaksacji 0,95. T a b e l a II Próbne receptury dla w lókna staplowego 1,5, 2,25 i 3,0 dpf (deniera/w lókno) Przedza nie rozci agana, dpf 4,0 dTex 3,2 dTex 6,4 dTex 6,8 dTex 9,2 dTex 9,7 dTex 1 Stopie n rozci agni ecia D 2 /1 2,73 2,73 2,74 2,74 2,75 2,75 2 Stopie n rozci agni ecia D 2 /2 1,10 1,10 1,15 1,15 1,20 1,20 Stopie n rozci agni ecia w urz adzeniu 3,00 3,00 3,15 3,15 3,30 3,30 Relaksacja produktu rozci agania w urz adzeniu do karbikowania i suszarce Wysoka Niska Wysoka Niska Wysoka Niska 20% 16% 18% 14% 16% 12% Ostateczny produkt staplowy 1,7 dTex 1,7 dTex 2,5 dTex 2,5 dTex 3,3 dTex 3,0 dTex 4.1 W la sciwo sci w lókien staplowych W powy zszej dyskusji odno snie w la sciwo sci przy rozci aganiu przyjmuje si e, ze surowiec dla szeregówki jest rozci agni ety do 90% wytrzyma lo sci kabla na zerwanie. Typowe w lókno staplowe PTT otrzymane w procesie z rozci aganiem-relaksacj a b edzie zazwyczaj wykazywa c wytrzyma lo sc na roz- ciaganie 2,7-3,0 cN/dTex i wyd lu zenie 80-90%. Typowe przemys lowe w lókno staplowe otrzymane w procesie z rozci aganiem/odpr ezaniem b edzie wykazywa c odpowiednio 3,4-3,5 cN/dTex i wyd lu ze- nie 60-65%. Poni zsza krzywa zale zno sci pomi edzy wytrzyma lo scia na rozci aganie i wyd lu zeniem (fig. 2) jest przydatna w dokonaniu oceny mo zliwych zakresów w lasciwo sci w lókna staplowego dla PTT.PL 203 536 B1 9 Wysoka wytrzyma lo sc na rozci aganie i ma le wyd lu zenie w lókna staplowego PTT stanowi wyzwanie produkcyjne z uwagi na szybk a relaksacj e kabla PTT w warunkach karbikowania. W próbach z poje- dynczym monow lóknem przeprowadzona w urz adzeniu do swiadczalnym osi agano wytrzyma lo sc w lókna na rozci aganie nawet 4 cN/Tex przy wyd lu zeniu 45%. Mo zna wytwarza c w lókno staplowe PTT o wytrzyma lo sci na rozci aganie ponad 3,5 cN/Tex w wysoce zoptymalizowanym procesie z rozci aga- niem/odpr ezaniem. W tych wysi lkach krytyczn a rol e odgrywa c b edzie regulacja warunków karbikowania. P r z y k l a d 1. Kontrolowanie skurczu nie rozci aganej prz edzy podczas wyt laczania i prze- chowywania Ocena skurczu nierozci aganej prz edzy (UDY) z PTT, prz edzionej w dwóch ró znych miejscach, w znacznie ró zni acych si e warunkach. Wyniki prób wskazuj a, ze najlepiej jest przechowywa c UDY z PTT w temperaturze poni zej 31°C, aby unikn ac nadmiernego skurczu, ponad 2-3%, jak to pokazano na fig. 5. Na wykresie tym przedstawiono % skurczu przy starzeniu nie-rozci aganej prz edzy, zanurzo- nej w k apielach wodnych o ró znych temperaturach - 30°C, 31°C, 32°C i 35°C. Warunki prz edzenia pokrywa ly zakres rozci aganego produktu o wymiarze w denierach/w lókno (dpf) od 0,8 do 4,5 dpf i za- kres operacyjny przerobu i szybko sci odbierania dla ró znych do swiadczalnych linii do produkcji w lókna staplowego, jednej w miejscu A i drugiej w miejscu B. Na wykresie tym przedstawiono równie z, ze skurcz UDY PTT bardziej zale zy od warunków prz edzenia ni z od temperatury powietrza ch lodz acego. W miejscu A zastosowano powietrze ch lodz a- ce o temperaturze 25°C, a w miejscu B zastosowano powietrze ch lodz ace o temperaturze 16°C. Nadmierny skurcz nie rozci aganej prz edzy jest niepo zadany, gdy z mo ze to zwi ekszy c zmien- nosc produktu w postaci w lókna staplowego, je sli nie b edzie w la sciwie kontrolowany. P r z y k l a d 2. Skurcz rozci aganych wst eg w lókna staplowego PTT Rozci aganie w k apieli o temperaturze 60°C lub wy zszej eliminuje jakikolwiek wp lyw osi agni etej w wyniku prz edzenia struktury na skurcz rozci agni etego w lókna. Skurcz rozci agni etego w lókna zmniejsza si e ze wzrostem temperatury k apieli do rozci agania, z tym ze wp lyw ten jest stosunkowo niewielki w temperaturze powy zej 60°C. Skurcz zmniejsza si e równie z ze wzrostem ca lkowitej orientacji (stopnia rozci agni ecia), ale wp lyw ten jest bardzo ma ly w wy zszej temperaturze k apieli do rozci agania. Gdy skurcz jest niewra zliwy na parametry prz edzenia i rozci agania, karbikowanie staje si e bardziej stabilne i zmniejsza si e zmienno sc produktu. Rozci aga- nie w temperaturze powy zej 60°C jest zalecane i powinno zapewni c stabilno sc operacji karbikowania. W oparciu o dane dotycz ace skurczu wyznaczono przewidywane wska zniki relaksacyjne dla karbikowania i suszenia/relaksacji w funkcji temperatury urz adzenia do suszenia/relaksacji. Cho c kszta lt krzywej jest prawid lowy i mo ze by c wykorzystany do ekstrapolacji znanych danych, wzmocnie- nie wska znika okaza lo si e zbyt wysokie. Okazuje si e, ze jest ma lo prawdopodobne przewidywanie skurczu w funkcji temperatury urz a- dzenia do suszenia/relaksacji na podstawie danych dotycz acych skurczu dla PTT. Zakres parametrów prz edzenia zbadanych na pilotowej linii do rozci agania by l nast epuj acy: • Temperatura bloku 240-260°C • 0,432-0,865 g/otwór · min (kapilara 0,4 mm) • Szybko sc prz edzenia 1000-2000 m/min Tak otrzymane prz edze rozci agano przy 3 wspó lczynnikach rozci agania: • Stopie n rozci agni ecia przy zerwaniu (BODR) - 0,1 • BODR - 0,2 • BODR - 0,4 Takie parametry, w po laczeniu z du za zmienno scia orientacji po prz edzeniu, zapewnia ly szeroki zakres orientacji po prz edzeniu. Zastosowano k apiele do rozci agania w lókna staplowego o trzech temperaturach: • 40°C • 55°C • 70°C By l to maksymalny praktyczny zakres pracy urz adzenia. Rozci agni ete wst egi zosta ly ca lkowicie scharakteryzowane. Wyniki skurczu zanalizowano ponizej. W przeciwie nstwie do wytrzyma lo sci na rozci aganie i wyd luzenia, które w przypadku PTT, PET i innych prz edzionych ze stopu polimerów, jest przede wszystkim funkcj a ca lkowitej orientacji, skurcz jest o wiele bardziej wyrafinowanym wska znikiem struktury w lókna, na który ma wp lyw orientacja oraz, co jest wa zniejsze, krystaliczno sc.PL 203 536 B1 10 Celem tej cz esci do swiadcze n by lo znalezienie odpowiedzi na nast epuj ace pytania dotycz ace skurczu, przedstawione w kolejno sci ich wa zno sci dla projektowania procesu. 1. Czy ró znice w strukturze prz edzy podczas rozci agania utrzymuj a si e, czy te z proces rozci a- gania zamazuje je ? Ma to istotny wp lyw na projektowanie procesów i procedur prz edzenia. 2. Jak temperatura k apieli do rozci agania wp lywa na skurcz ? Resztkowy skurcz po rozci aganiu jest g lównym czynnikiem wp lywaj acym na to, jak latwo mo zna karbikowa c w lókno. Z regu ly w lókna o wysokim skurczu karbikuj a si e latwo. Gdy skurcz jest silnie zale zny od temperatury k apieli do roz- ciagania i orientacji, urz adzenie do karbikowania musi by c cz esto ponownie regulowane, aby odzwier- ciedli c zmiany w warunkach rozci agania, a karbikowanie jest mniej równomierne. 3. Jak silny skurcz wyst api, gdy w lókno jest rozci agane i karbikowane, oraz jaki maj a na to wp lyw warunki prz edzenia i rozci agania ? Te informacje wykorzystuje si e do obliczania wska znika relaksacji w modelu prz edzenia. 4. Jaki dodatkowy skurcz produktu b edzie wyst epowa l w wy zszych temperaturach, gdy w lókno ulega swobodnej relaksacji w suszarce w danej temperaturze ? Model potwierdzony jako przydatny w przypadku PET, oparty by l na nast epuj acych za lo ze- niach. Przy ogrzewaniu powy zej temperatury zeszklenia, w lókno, o ile nie zostanie ponownie od- kszta lcone, b edzie kurczy c si e tak d lugo, a z wszystkie obszary amorficzne ulegn a dezorientacji. Gdy temperatur e podnosi si e powy zej temperatury zeszklenia, dodatkowe zorientowane obsza- ry amorficzne pojawiaj a si e jako stopione kryszta ly. Te nowo powsta le obszary amorficzne ulegaj a nast epnie dezorientacji, co powoduje dodatkowy skurcz. Dlatego ogólnie im wy zsza jest temperatura, tym wy zszy jest skurcz. Wskazane jest podanie szeregu definicji, które maj a nieco ogólny charakter. Temperatur e ze- szklenia definiuje si e jako temperatur e, w której nie odksztalcone amorficzne la ncuchy mog a swobod- nie ulega c dezorientacji, zgodnie z wymogami II zasady termodynamiki. Amorficznymi obszarami s a te obszary, które nie s a krystaliczne. Krystalicznymi obszarami s a te, które nie ulegaj a dezorientacji w danej temperaturze. Istnieje dowolnie wiele sposobów definiowania obszarów krystalicznych w oparciu o krzywe TGA, charakterystyki rentgenowskie, g estosc itp. i wszystkie one udzielaj a mniej lub bardziej ró zni acych si e, ale zbli zonych odpowiedzi odno snie % krystaliczno sci. Dla celów niniejszej dyskusji kryszta ly definiuje si e w oparciu o ich zdolno sc do zachowania orientacji w danej temperaturze. Swoiste w tym modelu jest za lo zenie, ze obróbka cieplna pasma powoduje jedynie ropienie si e fazy krystalicznej i dezorientacj e w lókna. W przypadku prz edzy PET poddanej relaksacji w procesach z krótkim czasem przebywania, model ten sprawdza si e dobrze. Dzia la on stosunkowo dobrze w przy- padku procesów obróbki w lókien staplowych o czasach przebywania kilku minut, ale jego prawid lo- wo sc w przypadku PTT przed wykonaniem tej pracy by la nieznana. Wykres zmian d lugo sci przy orientacji na fig. 6 mo zna wykorzysta c do zilustrowania tego proce- su. Wykres ten przedstawia, co stanie si e, je sli rozci aga si e w lókno od jego d lugo sci przy zerowej dwój lomno sci do d lugo sci próbki w lókna, l f . Gdy w lókno to ogrzewa si e do temperatury T 1 , jego d lu- gosc zmniejsza si e do l 1 , gdy z wszystkie obszary amorficzne ulegaj a dezorientacji oraz wszystkie kryszta ly, które nie s a stabilne w T 1 , topia si e i równie z ulegaj a dezorientacji. W lókno nie ulega dezorientacji ca lkowicie, gdy z w dalszym ci agu istnieja kryszta ly, które s a sta- bilne w T 1 . Gdy temperatura wzro snie do T 2 , dodatkowe kryszta ly stopi a si e, stan a si e amorficzne, ulegn a dezorientacji i d lugo sc zmniejszy si e jeszcze bardziej. Mo zna by s adzi c, ze mozliwy jest skurcz ca lkowity do zerowej dwój lomno sci, wspó lczynnika rozci agni ecia 1,0, ale w praktyce istnieje pewna ilosc kryszta lów, które zachowuj a stabilnosc do temperatury topnienia i powy zej, (co powoduje pro- blemy w polimeryzacji PET). Nie ulegaj a one dezorientacji i w zwi azku z tym reorientacja nigdy nie mo ze by c ca lkowita. Po powyzszym wst epie mo zna odnie sc si e do pyta n odno snie do swiadcze n. Czy ró znice w strukturze prz edzy podczas rozci agania utrzymuj a si e ? Mo zna by oczekiwa c, ze skurcz powinien by c silnie zale zny od wspó lczynnika rozci agni ecia, gdy z w la snie to powoduje utrat e orientacji. W przypadku PET jest to w pewnym stopniu s luszne, ale efekt ten jest zdecydowanie przes loni ete przez fakt, ze w miar e jak orientacja zwi eksza si e, zwi eksza sie równie z sk lonno sc do tworzenia si e obszarów krystalicznych tak, ze wyst epuj a przeciwne efekty w postaci wzrostu orientacji. Ponadto w przypadku PET w podwy zszonej temperaturze k apieli do roz- ciagania, ca la pamiec zwi azana z prz edzeniem jest wymazywana, przynajmniej w odniesieniu do skur-PL 203 536 B1 11 czu. Orientacje mo zna w przybli zeniu przedstawi c jako ogólny parametr orientacji (TOP) (denierowy stopie n rozci agni ecia/naturalny stopie n rozci agni ecia). W celu wyliczenia naturalnego wspó lczynnika rozci agni ecia trzeba wyznaczy c w la sciw a szyb- ko sc rozci agania dla urz adzenia laboratoryjnego i mie c do swiadczenie, które zapewni loby otrzymywa- nie powtarzalnych wyników. Pojedyncz a rurk e prz edzion a z wydajno scia 40 #/godz., w temperaturze 240°C i 1500 m/min badano przy szybko sciach odkszta lcania w zakresie 200-800%/minut e. Wykona- no 3 pomiary i krzywe naniesiono na jeden wykres. Wyniki by ly zadowalaj aco powtarzalne przy wszystkich szybko sciach odkszta lcania, co swiadczy lo o dobrym do swiadczeniu laboratoryjnym i sprawno sci urz adzenia. We wszystkich do swiadczeniach otrzymano charakterystyczne krzywe, przedstawione na fig. 3. Naturalny wspó lczynnik rozci agni ecia mo zna latwo wyliczy c z wykresów, w nast epuj acy sposób: NDR = 1 + (S n /100) (1) gdzie: S n oznacza % odkszta lcenia przy naturalnym odkszta lceniu rozci agaj acym. Jest to równowa zne klasycznej definicji NDR, zgodnie z któr a: NDR = l d /l s (2) gdzie: l d oznacza d lugo sc w naturalnym punkcie przegi ecia przy rozci agni eciu; l s oznacza d lugo sc próbki po prz edzeniu. W pierwszym etapie ustala si e, które zmienne s a statystycznie znacz ace przy przewidywaniu skurczu w danej temperaturze. Jako procedur e zastosowano procedury regresji z krokiem do przodu i krokiem do ty lu, w programie Sigma Stat 2.0 z warto scia wej sciow a F 4,0 i odrzucan a warto scia P < 0, 05. Wyniki zestawione w tabeli III wskazuj a: • Obie procedury by ly zasadniczo zgodne. • Przy rozci aganiu w temperaturze 60°C lub wy zszej, wahania w warunkach prz edzenia nie od- grywaj a znacz acej roli w skurczu rozci agni etego w lókna. • Ogólny parametr orientacji oraz, co jest zaskakuj ace, temperatura bloku, stanowi ly ma lo zna- cz ace parametry w odniesieniu do skurczu przy temperaturze rozci agania 45°C. Mo zna wyci agnac wniosek, ze temperatur e rozci agania 60°C lub wy zsz a nale zy zastosowa c do wymazania jakiegokolwiek wp lywu prz edzenia na skurcz produktu. Dane te wspieraj a hipotez e, ze po- dobnie jak w przypadku PET, struktura powsta la podczas prz edzenia jest wymazywana, gdy tempera- tura rozci agania jest znacz aco wy zsza od T g . Równania regresji dla korelacji z r 2 0,5 podano ni zej w tabeli. Nale zy zwróci c uwag e, ze brak jest takich danych dla T 60°C. T a b e l a III Analiza regresyjna skurczu wst egi Temperatura k apieli rozci agaj acej, °C Skurcz Test do przodu Test do ty lu 1 2 3 4 5 6 Zmienne r 2 Zmienne r 2 45 Gotowanie TOP, T b 0,666 TOP, T b 0,666 (1) „ 125°C TOP, T b 0,695 TOP, T b 0,695 (2) „ 140°C TOP, T b 0,540 TOP, T b 0,540 (3) „ 175°C TOP, T b 0,489 TOP, T b 0,441 „ 197°C TOP 0,126 TOP 0,126 60 Gotowanie Q h 0,190 Q h 0,153 „ 125°C TOP 0,188 Q h 0,131 „ 140°C TOP 0,241 TOP 0,241 „ 175°C AVE na AVE na „ 197 °C AVE na AVE naPL 203 536 B1 12 cd. tabeli III 1 2 3 4 5 6 75 Gotowanie AVE na AVE na „ 125°C Q h , S m 0,273 Q h , S m 0,273 „ 140°C AVE na AVE na „ 175°C AVE na AVE na „ 197°C AVE na AVE na TOP = ogólny parametr orientacji = (denierowy stopie n rozci agni ecia/naturalny stopie n rozci agni ecia) T b = temperatura bloku, °C Q h = wydajnosc otworu, g/otwór · minut e S m = szybkosc prz edzenia, m/minut e AVE = wszystkie niezale znie zmienne wyeliminowano na = nie analizowano Jak temperatura k apieli do rozci agania wp lywa na skurcz ? Figury 7-11 stanowi a wykresy skurczu podczas gotowania i skurczu przy ogrzewaniu na sucho w temperaturach 125, 140, 175 i 197°C, dla stosowanych 3 temperatur k apieli do rozci agania. Wyra z- nie wida c, ze nast epuje zdecydowana zmiana mechanizmu w temperaturach pomi edzy 45 i 60°C, zbadan a nast epn a wy zsz a temperatur a. W temperaturze ponad 60°C skurcz jest prawie niezale zny od orientacji i stosunkowo niewra zliwy na temperatur e k apieli. Wy zsze temperatury k apieli rzeczywi scie zmniejszaj a sk lonno sc do skurczu w niewielkim stop- niu, ale niezbyt znacz aco w odniesieniu do zdolno sci do karbikowania lub prawdopodobnych w la sci- wo sci u zytkowych produktu. Obróbk e w temperaturze 60°C lub wy zszej zaleca si e, gdy z upraszcza to znacznie dzia lanie urz adzenia do karbikowania. Regulacja urz adzenia do karbikowania w tych warunkach nie jest wyma- gana, z wyj atkiem dokonywania korekt zwi azanych z g esto scia denierow a w urz adzeniu do karbiko- wania (denier/liniowy cal urz adzenia do karbikowania, dtex/liniowy cm urz adzenia do karbikowania). Jak temperatura prz edzenia i k apieli do rozci agania wp lywa na wska znik relaksacji ? Figury 7-11 i analiza wariancji wskazuj a, ze sk lonnosc do skurczu rozci agni etego pasma jest niezale zna od warunków prz edzenia i jedynie s labo zale zna od orientacji, z wyj atkiem najni zszej zba- danej temperatury, 45°C. Figura 12 przedstawia zale znosc pomi edzy temperatur a suszarki i wska znikiem relaksacji dla rozci aganych pasm. Przy temperaturze k apieli do rozci agania powy zej 60°C linia poprowadzona przez górne ugrupowanie punktów danych powinna aproksymowa c wska znik relaksacji. Jest to dobry punkt wyj sciowy, ale warto sc mo ze by c zbyt wysoka (skurcz za niski) gdy z przy pomiarze skurczu stosuje sie ma ly ci ezarek przy lo zony do próbki tak, aby jej relaksacja nie przebiega la ca lkowicie swobodnie, jak to powinno by c w typowej przemys lowej suszarce urz adzeniu do relaksacji. Jednak ze krzywa powinna mie c prawid lowy kszta lt i z tego wzgl edu dobrze nadawa c si e do ekstrapolacji wp lywu temperatury, gdy otrzymuje si e dane bardziej specyficzne dla urz adzenia. Czy mo zna przewidywa c skurcz produktu po relaksacji w oparciu o dane dotycz ace skurczu wst egi ? W oparciu o fig. 3 i prosty model skurczu dla PET stwierdzono, ze je sli w lókno w l f umie sci si e w suszarce w temperaturze T 1 , b edzie ono traci c amorficzn a orientacj a, cz es c kryszta lów stopi si e i ulegnie dezorientacji, a jego d lugo sc b edzie zmniejsza c si e do d lugo sci l 1 . Podobnie, je sli próbk e o d lugo sci l f umie sci si e w suszarce o temperaturze T 2 wy zszej ni z T 1 , b edzie si e ona kurczy c bardziej, gdy z wi ecej materia lu krystalicznego stopi si e w wy zszej temperaturze i skurczy si e do d lugo sci I 2 . Matematycznie skurcz mo zna przedstawi c nast epuj aco: Niech: F 1 =% skurczu w @ T 1 /100 (1) F 2 =% skurczu w @ T 2 /100 (2) Wówczas, z definicji skurczu przy ogrzewaniu na sucho: F 1 = (l f -l 1 ) / l f = 1-l 1 / l f (3) F 2 = 1-l 2 / l f (4)PL 203 536 B1 13 Co mo ze si e zdarzy c, gdy bada si e w T 2 skurcz próbki poddanej swobodnej relaksacji w T 1 ? Je sli wzrost fazy krystalicznej lub zmiana inna ni z topienie si e i dezorientacja nie zajdzie pod- czas pierwszego procesu skurczu, powinna si e ona skurczy c do I 2 . Pierwszy skurcz nast epuje wówczas, gdy w lókno znajduje si e w urz adzeniu do relaksacji, a dru- gi skurcz stanowi skurcz resztkowy w produkcie po relaksacji. W pewnym stopniu PET zachowuje si e zgodnie z tymi za lo zeniami tak, ze mozna oszacowa c skurcz produktu poddanego relaksacji na pod- stawie skurczu rozci aganych wst eg przy ogrzewaniu na sucho. W tym celu trzeba obliczy c skurcz w przypadku, gdy produkt, który skurczy l si e w T 1 , kurczy si e po raz drugi w T 2 . Mo zna to osi agn ac przez wykorzystanie definicji skurczu i fig. 3, w nast epuj acy sposób: F ps = (% skurcz próbki, która skurczy la si e w T 1 , podczas kurczenia w T 2 ) / 100 (5) F ps = (l 1 - l 2 ) / l 1 = 1-I 2 / l 1 (6) Gdy równania 3 i 4 wykorzysta si e do wyeliminowania I 1 i 1 2 w odniesieniu do zmierzonych skurczy podczas ogrzewania na sucho w dwóch ró znych temperaturach, doprowadzi to do: F ps = 1 - (1 - F 2 ) / (1 - F 1 ) (7) Z zale zno sci tej oraz w oparciu o zmierzone skurcze, mo zna obliczy c oczekiwany skurcz w T 2 po relaksacji w suszarce w T 1 . Figura 13 przedstawia wykres przewidywanego skurczu dla technicznie przypadku wysokiej orientacji i wysokiej temperatury k apieli. Okazuje si e, ze przewidywane skurcze w lókna po danej re- laksacji w suszarce s a o wiele za niskie. Oznacza to, ze oprócz prostej dezorientacji znacz ace zmiany fazy krystalicznej zachodz a w suszarce/urz adzeniu do relaksacji. P r z y k l a d 3. Ocena wp lywu stabilizacji termicznej w lókna staplowego PTT na wla sciwo sci uformowanej prz edzy PTT w warunkach ogrzewania w stanie odkszta lconym Oceniano prz edze PTT, mieszanka PTT/PET, mieszanka PTT/bawe lna i PET (tabela IV) P ekanie monow lókien podczas wyt laczania syntetycznych w lókien PTT zdecydowanie pogar- sza zdolnosc produkcyjn a i jako sc produktu. Korzystne s a zywice PTT o IV w zakresie 0,55-1,0, ko- rzystniejsze s a te o IV w zakresie 0,675-0,92, a najkorzystniejsze te o IV w zakresie 0,72-0,82. Wytwarzanie w lókien syntetycznych z PTT o lepko sci istotnej w zakresie 0,72-0,82 u latwia po- praw e procesu wytwarzania w lókien syntetycznych i jako sci produktu bez znacz acego pogorszenia w la sciwo sci ko ncowych w lókna. Zmniejszenie lepko sci istotnej PTT u latwia: 1. Zmniejszenie zakresu zmian granulatu w porównaniu z lepko sci a wyt laczanego w lókna. 2. Popraw e jednorodno sci stopionego polimeru w pakiecie prz edzalniczym. Zywica PTT o IV 0,92 wymaga skuteczniejszych uk ladów pakietu filtracji przy prz edzeniu w celu utrzymania brzego- wych wydajno sci przy wyt laczaniu. 3. Popraw e procesu produkcyjnego przez zmniejszenie liczby p ekni etych w lókien podczas produkcji. 4. Mo zliwo sc prowadzenia procesu w ni zszej temperaturze wyt laczania w przypadku wyt lacza- nych w lókien o wymiarze poni zej 2 deniery/w lókno. Wiadomo, ze PTT ulega degradacji przy wyt lacza- niu stopu w temperaturze powy zej 260°C. Przy wytwarzaniu syntetycznego w lókna o ni zszym nume- rze ciezarowym (w lókna poni zej 2 dpf) przy zastosowaniu zywicy o IV 0,92, trzeba podwy zszy c tempe- ratur e wyt laczania stopu w celu obni zenia lepko sci stopu w takim stopniu, aby uniknac nadmiernych turbulencji przy p lyni eciu stopu i degradacji stopu, co powoduje p ekanie w lókien podczas wyt laczania. 5. Zmniejsza stopie n skurczu wytwarzanych w lókien, co u latwia proces rozci agania i/lub nawija- nia na pakiety prz edzy staplowej. Prz edze staplowe wykonane z PTT s a zaskakuj aco sprezyste - wykazuj a powrót elastyczny przy wyd lu zeniu o 15-25% wyj sciowej d lugo sci prz edzy. Tak a sprezysto sc wykazuj a równie z prz edze staplowe wykonane z jednorodnych i niejednorodnych mieszanek w lókien, w których PTT stanowi g lówny sk ladnik w lókna, pod wzgl edem masy i/lub d lugo sci. Ponadto ten powrót elastyczny zostaje zachowany po kilkuset cyklach. Spr ezystosc jest wystarczaj aca do tego, aby poprawi c charakterystyk e zachowania kszta ltu tkanin wykonanych z prz edzy staplowej PTT i z mieszanych prz edzy staplowych. Prawid lowo wykonane i wyko nczone materia ly, które zawieraj a jako podstawowy sk ladnik prz edz e staplow a PTT (w % wagowych d lugo sci) mog a wykazywa c nieoczekiwanie wysoki powrót elastyczny, w przypadku tkanin i dzianin (przy badaniu przez ponad 500 cykli r ecznie i 200 cykli w aparacie). Wy-PL 203 536 B1 14 nalazek obejmuje swym zakresem wytwarzanie prz edzy staplowych drog a przerobu w lókna staplowe- go w struktur e skr econej prz edzy, w dowolny sposób. Uformowana prz edz e mo zna przetworzy c r ecz- nie, z u zyciem ko lowrotka, drog a prz edzenia obr aczkowego, prz edzenia bezwrzecionowego, prz edze- nia pneumatycznego lub z u zyciem innych typów urz adze n do przerobu w lókna staplowego na prz edz e. Prz edze staplowe wykonane z bawe lny, we lny, akrylu i PET nie s a sprezyste. W celu otrzyma- nia z tych w lókien spr ezystych prz edzy staplowych, w przemy sle powszechnie dodaje si e ci ag le spr e- zyste w lókna, do wn etrza prz edzy lub do tkaniny, aby otrzyma c ko ncowy wyrób w lókienniczy o w la- sciwo sciach spr ezystych. Takie rozwi azania s a dro zsze ni z zastosowanie bazowej prz edzy staplowej wykonanej z PTT. Znaczenie wynalazku polega na tym, ze producenci wykorzystuj acy technologie bazowej prz edzy staplowej mog a produkowa c spr ezyst a uformowan a prz edz e o warto sci handlowej bez inwestowania w dro zsze urz adzenia do formowania rdzeniowej uformowanej prz edzy lub wpro- wadzania spr ezystych w lókien ci ag lych do struktury tkaniny, co nast epnie komplikuje farbowanie i wy- ka nczanie tkaniny. Starano si e w krótki sposób scharakteryzowa c, jak w la sciwo sci w lókna staplowego poddanego stabilizacji termicznej wp lywaj a na w la sciwo sci prz edzy wykonanych z w lókna staplowego PTT i z w lók- na staplowego PTT zmieszanego z bawe ln a oraz z w lókna staplowego PTT zmieszanego z w lóknem staplowym PET. Jak to wynika z tabeli IV, mieszane prz edze z PET i bawe ln a otrzymano z w lókien staplowych od szeregu dostawców, wytworzonych przy ró znej temperaturze urz adzenia do relaksacji i o znacz aco ró znej karbikowato sci. Wskutek tego nie mo zna w pe lni oceni c wp lywu mieszania z in- nymi w lóknami. W zwi azku z tym nale zy zachowa c ostro zno sc przy wyci aganiu wniosków odno snie dok ladnego wp lywu sk ladu mieszanek w tych do swiadczeniach. W ka zdym z tych przyk ladów badano skurcz, modu l sprezysto sci, zanik napr ezenia i powrót elastyczny. Czynniki te s a zasadniczo niezale z- ne i w pracy tej badano je osobno. T a b e l a IV W la sciwo sci w lókien Próba nr PTT5-CR1-2 PTT5-CR1-3 PTT-CR1-4 Temperatura pieca do relaksacji w lókna, °C 105 120 135 Numer ci ezarowy, denier/w lókno 1,75 1,80 1,79 Wytrzyma lo sc na rozci aganie, cN/dtex 3,52 3,49 3,24 Wyd lu zenie przy zerwaniu,% 48 45 44 Obci azenie przy 10% odkszta lceniu, cN/dtex 0,83 1,21 1,13 R eczny wska znik karbikowania,% 28 19 18,5 Karbiki/cal 14,8 15,8 14,2 Wykonana prz edza 100% PTT 50% PTT i 50% bawe lny 50% PTT i 50% PET W odniesieniu do skurczu uformowanej prz edzy przy ogrzewaniu na sucho w temperaturze 175°C: • Skurcz uformowanej prz edzy przy ogrzewaniu na sucho zmniejsza si e wraz z temperatur a su- szarki w przypadku wszystkich badanych mieszanek (100% PTT, 100% PET, 50/50 PTT/PET i 50/50 PTT/bawe lna). • Skurcz przy ogrzewaniu na sucho zwi eksza si e o oko lo 1/2% na ka zdy procent przeprowa- dzanego rozci agania (lub relaksacji) w przypadku wszystkich badanych mieszanek. • Skurcz uformowanej prz edzy PTT by l o 2-2,5% ni zszy ni z w przypadku prz edzy PET. • Dane dla PTT dok ladnie pasuj a do modelu amorficznej dezorientacji dla skurczu. W odniesieniu do skurczu uformowanej prz edzy przy gotowaniu: • Skurcz przy gotowaniu zmniejsza si e wraz z temperatur a suszarki w przypadku wszystkich badanych mieszanek. • Skurcz przy gotowaniu wzrasta o oko lo 0,4% na ka zdy 1% przeprowadzanego rozci agania w przypadku wszystkich badanych mieszanek. • Skurcz przy gotowaniu uformowanej prz edzy PTT by l o oko lo 1% ni zszy ni z w przypadku prz edzy PET, gdy z wykonane one zosta ly w procesie rozci agania z relaksacj a, podczas gdy próbki PET by ly wykonywane sposobem rozci agania z odprezaniem.PL 203 536 B1 15 W odniesieniu do uformowanej prz edzy przy odkszta lceniu 5% (rozci agni etych): Tkaniny okre sla si e jako „rozci agliwe”, gdy bardzo ma la si la jest wymagana do zmiany ich d lu- go sci w znacz acy sposób. W tym zestawie prób, w celu scharakteryzowania rozci agania obserwowa- no sile niezb edn a do odkszta lcenia tkaniny o 5%. G lówn a zmienn a wp lywaj ac a na wszystkie badane mieszanki by lo zastosowane rozci agni ecie. Temperatura suszarki by la o wiele mniej istotna. Z oceny tej wynika, ze: • W przypadku PTT si la niezb edna do rozci agni ecia o 5% by la 3-4 razy ni zsza ni z w przypadku PET (wi eksza rozci agliwo sc). • Wielko sc rozci agni ecia PTT zmniejsza si e wraz z zastosowanym rozci agni eciem i wynosi 1/10 warto sci dI PET (0,01 gpd wzrostu/1% rozci agniecia, w porównaniu z 0,1). Z tego wzgl edu przy lo zone rozci agni ecie w przypadku PTT mo zna wykorzysta c do modyfikacji w lasciwo sci prz edzy, bez koniecz- no sci stosowania du zego rozci agni ecia prz edzy. • Na rozci agni ecie 100% prz edzy PTT zasadniczo nie maj a wp lywu warunki stabilizacji termicznej. Zanik napr eze n uformowanej prz edzy To, w jakim stopniu prz edza lub tkanina b edzie powraca c do stanu wyj sciowego po poddaniu danemu odkszta lceniu, przy danej d lugo sci, zale zy od dwóch czynników: 1. Jak du zy zanik napr ezenia nastepuje przy utrzymywaniu odkszta lcenia. 2. Stopie n powrotu po zwolnieniu odkszta lcenia. Czynniki te s a zasadniczo niezale zne i w pracy tej zbadano je osobno: • Zanik napr ezenia w PTT by l niezale zny od temperatury stabilizacji termicznej i zmniejsza l si e liniowo wraz ze wzrostem zastosowanego rozci agni ecia (0,5% spadku zaniku napr ezenia/1% zasto- sowanego rozci agni ecia przy stabilizacji termicznej). • Zanik napr ezenia w PTT zmniejsza l si e ze wzrostem temperatury suszarki i liniowo wraz ze wzrostem zastosowanego rozci agni ecia. Wp lyw zastosowanego rozci agni ecia by l znacz aco silniejszy ni z w przypadku PTT (~ 0,9%/% zastosowanego rozci agni ecia). • PTT i PET wykazuj a w przybli zeniu taki sam stopie n zaniku napr ezenia. • Prz edze z mieszanki PTT/PET zachowuj a si e w przybli zeniu po srednio w stosunku do odpo- wiednich czystych prz edzy przy ~ 0,7%/% zastosowanego rozci agni ecia. • Zanik napr ezenia w przypadku prz edzy z mieszanki PTT/bawe lna by l niezale zny od warunków stabilizacji termicznej. Powrót uformowanej prz edzy Powrót w przypadku prz edzy PTT dla tego zestawu próbek by l o wiele mniejszy od obserwowa- nego dla próbki ostatnio badanej próbki prz edzy pó lprzemys lowej, wykazuj acej 98% powrotu. Przy- czyn e mo ze stanowi c zastosowanie w przetwórstwie w lókien suszarki o temperaturze 100°C. Podsta- wow a zmienn a stabilizacji termicznej, wp lywaj ac a na powrót w przypadku wszystkich badanych pró- bek stanowi lo zastosowane rozci agni ecie, przy czym wzrost zastosowanego rozci agni ecia powoduje wzrost powrotu: • Powrót PTT zwi eksza si e o 0,9%/1% zastosowanego rozci agni ecia. • PTT zasadniczo wykazuje o 5-10% wyzszy powrót ni z PET. • Dane dla mieszanki PTT/bawe lna by ly bardzo myl ace, ale ogólne tendencje by ly takie same jak w przypadku czystych prz edzy. Podstawy skurczu W przypadku w lókien z pó lkrystalicznego polimeru o znacz acej orientacji, orientacja zwi azana jest z dwoma obszarami, obszarami krystalicznymi i obszarami amorficznymi lacz acymi domeny kry- staliczne. Zazwyczaj wielko sc kryszta lów mie sci si e w pewnym zakresie, a orientacja obszarów krysta- licznych mo ze si e waha c. Gdy w lókno znajdzie si e w temperaturze ni zszej od temperatury zeszklenia, zmiana d lugo sci jest bardzo powolna i okre slana jest jako pe lzanie. Zazwyczaj wszystkie u zyteczne w lókna tekstylne charakteryzuj a si e mala szybko sci a pe lzania przy braku obciazenia. Gdy w lókno ogrzewa si e do tem- peratury powy zej Tg, obszary amorficzne staj a si e ruchliwe i przy braku si ly utrudniaj acej, ulegaj a dezorientacji do stanu mo zliwie jak najbli zszego stanowi izotropowemu (brak preferencyjnej orientacji). Stan izotropowy jest faworyzowany zgodnie z drug a zasad a termodynamiki. Zazwyczaj powoduje to skurcz, ale w rzadkich przypadkach obszary krystaliczne zapadaja si e i zachodzi orientacja „ujem- na” tak, ze w lókno ro snie. Takie w lókna okre sla si e jako samowyd luzalne. Nie wiadomo, czy mo zna je wytwarza c z PTT. Obszary krystaliczne nie s a ruchliwe i nie ulegaj a dezorientacji.PL 203 536 B1 16 Gdy kontynuuje si e podwy zszanie temperatury w lókna, mniejsze kryszta ly topi a si e i ich dome- ny staj a si e amorficzne. Staj a si e one wówczas zdezorientowane tak, ze nast epuje dodatkowy skurcz. To w la snie z tego wzgl edu skurcz zasadniczo zwi eksza si e wraz z temperatur a w przypadku polime- rów pó lkrystalicznych. W zwi azku z tym istniej a dwie strategie zmniejszania skurczu w lókna: 1. Wst epny skurcz do temperatury, w której pragnie si e, aby w lókno by lo stabilne. 2. Krystalizacja na ciep lo w warunkach napr ezonych, w temperaturze, w której otrzymuje si e kryszta ly trwa le w temperaturze, w której nie chce si e, aby w lókno kurczy lo si e. W przypadku handlowego w lókna PET, gdy decyduj ace znaczenie ma wydajno sc prz edzenia i tkania oraz wytrzyma losc prz edzy, wykorzystuje si e wy lacznie drug a drog e, jak to zostanie przedsta- wione ni zej, wst epny skurcz powoduje spadek modu lu sprezysto sci w lókna. W przypadku w lókien specjalnych, zw laszcza do mieszanek z we lna, wykorzystuje si e pierwsz a drog e, gdy z wytrzyma losc i modu l sprezysto sci nie maj a ju z tak decyduj acego znaczenia, natomiast zalet e stanowi lepsza zdol- nosc barwienia zapewniana przez rozwi azanie 1. Przy takim punkcie widzenia nie jest jasne, które rozwi azanie jest lepsze w przypadku PTT. Gdy w lókno rozci aga si e, jego orientacja cz esci amorficznej zwi eksza si e, a w zwi azku z tym wzrasta równie z skurcz. W przypadku nie skr ecanej prz edzy z ci ag lych w lókien PET cz esto odpowia- da to stosunkowi prawie 1:1 (rozci agni ecie o 5% zwi eksza skurcz o 5%). Dotychczas opisywano zachowanie si e pojedynczych, nie karbikowanych w lókien. Sytuacja w przypadku uformowanej prz edzy jest o wiele bardziej z lo zona, gdy z: • W lókna s a skr ecane pod k atem spirali, co zmniejsza wp lyw skurczu w lókna na prz edz e. • W lókna migruj a z zewn atrz do wn etrza prz edzy. • W lókna mog a slizga c si e w prz edzy. • Obecno sc mieszanych w lókien o ró znych skurczach mo ze zmieni c skurcz ca lego zestawu. Pomimo takich z lo zonych zale zno sci zastosowano prosty model do przewidywania odpowiedzi uformowanej prz edzy na warunki stabilizacji termicznej: 1. Gdy prz edz e ogrzeje si e i umo zliwi si e jej swobodn a relaksacj e, powinna ona ulec dezorien- tacji, a jej krystaliczno sc powinna wzrosnac. Obydwa te czynniki powoduj a spadek skurczu. W sta lej temperaturze suszarki zale znosc spadku skurczu od relaksacji powinna by c liniowa. Skurcz powinien zmniejsza c si e ze wzrostem temperatury suszarki. 2. Gdy prz edz e ogrzewa si e z utrzymywaniem sta lej d lugo sci, dezorientacja nie nast epuje. Skurcz zmniejsza si e ze wzrostem temperatury suszarki, pod warunkiem, ze temperatura suszarki do obróbki prz edzy jest wy zsza od tej, w której w lókno znalaz lo si e w etapie swobodnej relaksacji przy wytwarzaniu w lókna. 3. Gdy prz edz e ogrzewa si e i rozci aga, orientacja zwi eksza si e i z tego powodu zwi eksza si e równie z skurcz. Skurcz powinien zwi eksza c si e liniowo z zastosowanym rozci agni eciem i zmniejsza c sie ze wzrostem temperatury suszarki, pod warunkiem, ze jest ona wy zsza od wyst epuj acej podczas obróbki w lókna. W oparciu o te podstawy mo zna zanalizowa c wp lyw warunków stabilizacji termicznej na skurcz prz edzy. Skurcz uformowanej prz edzy przy ogrzewaniu na sucho w temperaturze 175°C Jak to przedstawiono na fig. 14, PTT jest doskona lym substratem, zachowuj acym si e zgodnie z wszystkimi zasadami ogólnego modelu orientacji. Przy 0% przy lo zonego rozci agni ecia próbka kontrolna poddana relaksacji w temperaturze 100°C ma dok ladnie taki sam skurcz, jak prz edza poddana obróbce w temperaturze 100°C. Przy ob- róbce w wy zszej temperaturze, w dalszym ci agu przy sta lej d lugo sci, skurcz zmniejsza si e. Gdy d lugosc zmienia si e w wyniku zastosowanego rozci agania lub skurczu, skurcz ro snie linio- wo z zastosowanym rozci agni eciem i nachylenia si e jest w przybli zeniu sta le dla danej temperatury suszarki. W temperaturze suszarki 176°C skurcz przy ogrzewaniu na sucho zwi eksza si e o oko lo 0,46%/1% zastosowanego rozci agni ecia. PET zachowuje si e w podobny sposób, patrz fig. 15. Z uwagi na to, ze jest to w lókno odprezane i nie poddane relaksacji, skurcz prz edzy kontrolnej zmniejsza si e wraz ze wzrostem temperatury su- szarki, nawet w temperaturze 100°C. Z uwagi na wysoki modu l sprezysto sci, przy wysokim rozci agni eciu i w niskiej temperaturze su- szarki w lókna nie rozci agaj a si e, slizgaja si e w prz edzach, tak ze wzrost skurczu nie jest tak du zy jak w przypadku PTT. W przypadku temperatury suszarki ponad 130°C skurcz PET przy ogrzewaniu na sucho zwi eksza si e o oko lo 0,55%/1% zastosowanego rozci agni ecia. Warto sc ta jest nieco wy zszaPL 203 536 B1 17 w porównaniu z PTT, z praktycznego punktu widzenia w obydwu przypadkach skurcz wzrasta o 0,5%/% rozci agni ecia. Na figurze 16 porównano skurcz prz edzy PTT i PET dla najwy zszej i najni zszej temperatury sta- bilizacji termicznej. PTT wykazuje o oko lo 2-2,5% ni zszy skurcz przy ogrzewaniu na sucho ni z PET w równowa znych warunkach w suszarce. Jak to wspomniano wy zej, w obydwu przypadkach wyst epu- je w przyblizeniu taki sam skurcz przy zastosowanym rozci agni eciu. Mieszanka PTT/bawe lna jest podobna do mieszanki z PET (fig. 17), gdy z skurcz wzrasta ze spadkiem temperatury suszarki i wzrostem zastosowanego rozci agni ecia. Zale znosc wzrostu od za- stosowanego rozci agni ecia jest w przybli zeniu liniowa, a skurcz wzrasta o oko lo 0,47%/1% zastoso- wanego rozci agni ecia. Skurcz mieszanek z bawe ln a jest o okolo 1% mniejszy ni z mieszanki PET w podobnych warunkach. Dla tego zestawu próbek z dobrym przybli zeniem mo zna przyj ac, ze 1% zastosowanego rozci agni ecia powoduje wzrost skurczu przy ogrzewaniu na sucho o 0,5%. Skurcz uformowanej prz edzy przy gotowaniu Skurcz przy gotowaniu zachowuje si e w taki sam sposób, jak skurcz przy ogrzewaniu na sucho, z t a ró znic a, ze dost epna jest orientacja amorficzna obecna we w lóknie oraz wszystkie te kryszta ly, które topi a si e w obszarze pomi edzy temperatur a zeszklenia i w temperaturze 100°C tak, ze jest on mniejszy ni z skurcz przy ogrzewaniu na sucho. W przypadku pewnych w lókien, gdy dzia lanie plastyfi- kuj ace wody jest wysokie, skurcz ten mo ze by c znacz acy. W lókna otrzymane w procesie rozci agania z relaksacj a, z prowadzeniem relaksacji w temperaturze ponad 100°C zasadniczo wykazuj a bardzo niski skurcz przy gotowaniu. W lókna odpr ezane zazwyczaj wykazuj a stosunkowo wysoki skurcz przy gotowaniu, gdy z ogrzewane s a pod napi eciem i zawsze wyst epuje w nich orientacja amorficzna. Próbki te zachowuj a si e zasadniczo zgodnie z tymi zasadami. Wszystkie mieszanki zachowy- wa ly si e zasadniczo, jak w przypadku skurcz przy ogrzewaniu na sucho, przy czym skurcz zmniejsza l sie ze wzrostem temperatury suszarki i zwi eksza l si e wraz z zastosowanym rozci agni eciem. Kontrolna prz edza PTT wykazywa la skurcz 2%, nawet mimo, i z wchodz ace w jej sk lad w lókna zostaly poddane relaksacji w suszarce w temperaturze 100°C. Wskazuje to, ze nast api lo w pewnym stopniu rozci aganie na zimno, prawdopodobnie podczas gr eplowania. Nie jest to nieoczekiwane, z uwagi na niski modu l spr ezysto sci PTT. Skurcz prz edzy PTT wzrasta l o oko lo 0,38%/1% zastoso- wanego rozci agni ecia. Kontrolna prz edza PET wykazywa la znacz aco wy zszy skurcz ni z PTT (4,5 w porównaniu z 2%), gdy z zosta la wytworzona w procesie z odpr ezaniem. Skurcz przedzy wzrasta l o 0,47%/1% zastosowanego rozci agni ecia. Z regu ly prz edze PTT wykazuj a o oko lo 1% mniejszy skurcz przy ogrzewaniu na sucho ni z prz edze PET przy podobnych warunkach stabilizacji termicznej prz edzy (fig. 18). W przypadku prz edzy z mieszanki PTT/PET skurcz wzrasta l o 0,44%/1% zastosowanego roz- ciagni ecia, a w przypadku prz edzy PTT/bawe lna wzrost wynosi l 0,417%. Z grubsza mo zna przyj ac, ze skurcz przy gotowaniu wzrasta o oko lo 0,4%/1% zastosowanego rozci agniecia we wszystkich bada- nych warunkach. W przypadku uformowanej prz edzy ze 100% PTT obci azenie do odkszta lcenia 5% jest prak- tycznie niezale zne od temperatury suszarki i jest liniowo zale zne od zastosowanego rozci agni ecia i wzrasta o 0,01 gpd/1% wzrostu zastosowanego rozci agni ecia. Oznacza to, ze rozci agni ecie prz edzy zmniejsza si e, gdy prz edza rozci agana jest podczas stabilizacji termicznej. Nale zy zwróci c uwag e na dane dotycz ace PTT, ze prz edza kontrolna, otrzymana z w lókien poddanych relaksacji przy 100100%, mia la takie samo obci azenie przy 5% odkszta lcenia, jak prz edza poddana stabilizacji termicznej przy zerowym rozci agni eciu w temperaturze 100°C. Prz edze PET zachowywa ly si e w podobny sposób. W tym przypadku wyst api la znacz aca zmia- na w zale zno sci pomi edzy prz edz a kontroln a i prz edz a stabilizowan a termicznie w temperaturze 100°C i przy zerowym zastosowanym rozci agni eciu gdy z zastosowane w lókna by ly odpr ezane, a nie poddawane relaksacji. Obci azenie PET przy 5% wyd luzeniu by lo o rz ad wielko sci wy zsze ni z w przy- padku z PTT z zastosowanym rozci agni eciem, 0,1 gpd/1% zastosowanego rozci agni ecia. Na figurze 19 porównano zachowanie si e PTT i PET; wyra znie widoczne jest korzystne zacho- wanie si e PTT przy rozci aganiu. Nie tylko si la niezb edna do osi agni ecia 5% odkszta lcenia jest trzy- krotnie ni zsza w przypadku nie zastosowania rozci agni ecia, ale odpowied z na zastosowane rozci a- gni ecie jest znacznie s labsza, co oznacza, ze zastosowane rozci agni ecie mo zna wykorzysta c w przy- padku stabilizowanych termicznie prz edzy PTT bez p lacenia nadmiernej ceny w postaci rozciagni ecia prz edzy. Nale zy podkre sli c, ze próbka PTT z najwy zszym zastosowanym rozci agni eciem (7,5%) wy- maga przy odkszta lceniu o 5% si ly o 45% mniejszej ni z próbka PET poddana relaksacji o 7,5%.PL 203 536 B1 18 Zanik napr ezenia w uformowanej prz edzy Stopie n powrotu elastycznego prz edzy lub tkaniny po odkszta lceniu i utrzymywaniu przy sta lej d lugo sci przez pewien okres czasu, zale zy od dwóch czynników: Jak silny zanik napr ezenia wyst epuje, gdy próbka jest utrzymywana przy sta lej d lugo sci. W gra- nicznym przypadku, gdy ca le naprezenie zaniknie, powrót b edzie zerowy. Jak silny b edzie powrót odkszta lcenia po danym okresie badania próbki. To do swiadczenie z zanikiem napr ezenia uformowanej prz edzy obejmowa lo odkszta lcenie prz edzy o 5%, nast epnie utrzymywanie sta lej d lugo sci uformowanej prz edzy przez 2 minuty i umo zli- wienie powrotu elastycznego prz edzy do zerowego naprezenia. Zanik napr ezenia obliczano r ecznie z wykresów pomiarowych i by l on nieco mniej dok ladny od warto sci obliczonych maszynowo przy skomputeryzowanych metodach analizy. Zanik napr ezenia i powrót stanowi a dwa odr ebne zjawiska i zostan a rozwa zone osobno. Zanik napr ezenia 100% prz edzy PTT by l niezale zny od temperatury suszarki i zmniejsza l si e li- niowo z zastosowanym rozci agni eciem. Cho c intuicyjnie uwa za si e, ze zanik odkszta lcenia powinien wzrasta c wraz z zastosowanym rozci agni eciem, warto sc r 2 dla tej korelacji jest stosunkowo wysoka. Zanik napr ezenia PTT zmniejsza si e o oko lo 0,5%/1% zastosowanego rozci agni ecia. Prz edza PET zachowywa la si e w podobny sposób, cho c w tym wypadku wyst epuje okre slony wp lyw temperatury suszarki, a spadek na jednostk e zastosowanego rozci agni ecia (zanik 0,9%/1% zastosowanego roz- ciagni ecia) jest prawie dwukrotnie wi ekszy ni z w przypadku PTT. Na figurze 20 porównano zanik napr ezenia PTT i PET. Ogólnie w przypadku PET jest on wy z- szy przy niskim zastosowanym rozci agni eciu i ni zszy w porównaniu z PTT przy wy zszej temperaturze suszarki i zastosowanym rozci agni eciu. Zachowanie mieszanki PTT/PET jest po srednie pomi edzy dwoma czystymi w lóknami, z mniejsz a wra zliwo sci a na temperatur e suszarki i 0,7% spadkiem zaniku napr ezenia na 1% zastosowanego rozci agni ecia. Zanik napr ezenia w przypadku mieszanek PTT/bawe lna by l niezale zny od warunków stabilizacji termicznej. Powrót uformowanej prz edzy Na powrót PTT nie wp lywa la temperatura suszarki i rós l on liniowo ze wzrostem zastosowanego rozci agni ecia (0,9% powrotu na 1% zastosowanego rozci agni ecia). Odzysk PET zwi eksza l si e bardzo nieznacznie ze wzrostem temperatury suszarki, a podstawowy wp lyw wywiera lo zastosowane rozci a- gni ecie. Jego rola jest o wiele bardziej znacz aca ni z w przypadku PTT ze wzrostem odzysku o 2,2% na ka zdy 1% zastosowanego rozci agni ecia. Jak to przedstawiono na fig. 21, powrót PTT jest z regu ly o 5-10% wy zszy ni z w przypadku PET, z wyj atkiem przypadku, gdy PET mia l wy zszy poziom zasto- sowanego rozci agni ecia w wy zszej temperaturze suszarki. Odpowied z prz edzy z mieszanki PTT/PET by la podobna jak w przypadku czystego PTT, bez zale zno sci od temperatury suszarki i z siln a odpo- wiedzi a na zastosowane rozci agni ecie (wzrost powrotu o 1,7% na ka zdy 1% zastosowanego rozci a- gni ecia. Wyniki dla mieszanki PTT/bawe lna by ly obarczone du zym b ledem, przy czym zarówno wyso- ka temperatura suszarki, jak wy zsze zastosowane rozci agni ecie zwi ekszaj a powrót. Zale zno sci w la sciwo sci w przypadku stabilizacji termicznej uformowanej prz edzy Jednym z podstawowych powodów wykonywania tej pracy by lo znalezienie odpowiedzi na py- tanie: „Je sli przeprowadza si e stabilizacj e termiczn a prz edzy w celu zmniejszenia jej skurczu, to jak nast epnie pogarsza si e rozci agni ecie, powrót i zanik napr ezenia ?”. W celu odpowiedzenia na to pyta- nie dla tego zestawu danych, nale zy wykona c wykresy zale zno sci jednej zmiennej od drugiej. Z uwagi na to, i z wszystkie zmienne s a zmiennymi zale znymi, zale zno sci b ed a prawdziwe jedynie dla tego zestawu danych oraz w przypadku innych danych, gdy zmienne zale zne zmieniano w taki sam spo- sób, jak w tym przypadku. Przy uwzgl ednieniu tego zastrze zenia mo zna przedstawi c nast epuj ace odpowiedzi. W odniesieniu do zale zno sci rozci aganie/skurcz przy ogrzewaniu na sucho, rozci agni ecie wzra- sta (obciazenie przy 5% odkszta lceniu zmniejsza si e), gdy skurcz przy ogrzewaniu na sucho zmniej- sza si e. Jest to cenne spostrze zenie, gdy z zmniejszenie skurczu przez umo zliwienie kurczenia si e prz edzy nie nast epuje kosztem rozci agni ecia. Cho c warto sc r 2 jest do sc niska, 0,47, bior ac pod uwa- g e, ze uwzgl ednia si e ka zdy punkt, dane te stanowi a prawdopodobnie wskazówk e wiarygodnej ten- dencji. Obci azenie przy 5% spada o 0,01 gpd na ka zdy 1% zmniejszenia skurczu. Zale zno sc powrót/skurcz przy ogrzewaniu na sucho jest niekorzystna. Powrót zmniejsza si e o 1,3% na ka zdy 1% zmniejszenia skurczu przy ogrzewaniu na sucho. Warto sc r 2 dla tych danych by la znacz aca i wynosi la 0,64.PL 203 536 B1 19 Zale zno sc zanik naprezenia/skurcz przy ogrzewaniu na sucho jest niekorzystna, gdy z zanik na- prezenia zwi eksza si e o 0,9% na ka zdy 1% zmniejszenia skurczu przy ogrzewaniu na sucho. S adzi sie, ze ten wzrost zaniku napr ezenia jest odpowiedzialny za zmniejszenie powrotu. W ka zdym przy- padku skurcz przy ogrzewaniu na sucho powinien by c zmniejszony jedynie w stopniu minimalnym, wymaganym przez ostatecznego u zytkownika. P r z y k l a d 4. Zmniejszenie IV zywicy PTT z 0,92 do 0,82 zapewnia popraw e niezawodno sci wyt laczania przy wytwarzaniu w lókna staplowego PTT P ekanie monow lókien podczas wyt laczania syntetycznych w lókien PTT silnie ogranicza wydaj- nosc produkcji i jako sc produktu. Wytwarzanie syntetycznych w lókien z PTT o lepko sci istotnej 0,72- -0,82 u latwia popraw e procesu wytwarzania w lókien syntetycznych i jako sci produktu bez znacz acego pogorszenia w la sciwo sci ko ncowych w lókna. Zmniejszenie lepko sci istotnej PTT u latwia zmniejszenie zakresu zmian granulatu w porównaniu z lepko scia wyt laczanego w lókna. Poprawia równie z jednorodno sc stopionego polimeru w pakiecie prz edzalniczym. Zywica PTT o IV 0,92 wymaga skuteczniejszych uk ladów pakietu filtracji przy prz e- dzeniu w celu utrzymania brzegowych wydajno sci przy wyt laczaniu. U latwia to równie z popraw e pro- cesu produkcyjnego przez zmniejszenie liczby p ekni etych w lókien podczas produkcji. Umo zliwia to prowadzenie procesu w ni zszej temperaturze wyt laczania w przypadku wyt laczanych w lókien o wy- miarze poni zej 2 deniery/w lókno. Wiadomo, ze PTT ulega degradacji przy wyt laczaniu stopu w tempe- raturze powy zej 260°C. Przy wytwarzaniu syntetycznego w lókna o ni zszym numerze ciezarowym (w lókna poni zej 2 dpf) przy zastosowaniu zywicy o IV 0,92, trzeba podwy zszy c temperatur e wyt lacza- nia stopu w celu obni zenia lepko sci stopu w takim stopniu, aby unikn ac nadmiernych turbulencji przy p lyni eciu stopu i degradacji stopu, co powoduje p ekanie w lókien podczas wyt laczania. Zmniejsza si e tak ze stopie n skurczu wytwarzanych w lókien, co u latwia proces rozci agania i/lub nawijania na pakiety prz edzy staplowej. PL PL

Claims (11)

1. Zastrze zenia patentowe 1. Sposób wytwarzania tekstylnych w lókien staplowych z politereftalanu trimetylenu (PTT), zna- mienny tym, ze wykonuje si e go w istniej acych urz adzeniach do produkcji tekstylnego w lókna staplo- wego z PET i obejmuje on nast epuj ace etapy: wyt lacza si e w stopie polimer PTT w temperaturze 245- -253°C; formuje si e wyt loczony PTT w prz edz e, z u zyciem co najmniej jednej dyszy prz edzalniczej; kieruje si e uformowan a prz edz e do pierwszego wa lka odbieraj acego, przy czym odleg lo sc od dyszy prz edzalniczej do wa lka wynosi 16-20 stóp; ch lodzi si e uformowan a prz edz e do temperatury poni zej 31°C, przed jej doj sciem do pierwszego wa lka odbieraj acego; ewentualnie przechowuje si e uformo- wan a prz edz e w temperaturze nie przekraczaj acej 31°C; przed rozci aganiem prz edz e wst epnie kon- dycjonuje si e w stanie napr ezonym w temperaturze co najmniej 60°C; rozci aga si e prz edz e w tempe- raturze co najmniej 60°C; ewentualnie umo zliwia si e relaksacj e prz edzy w temperaturze do 190°C; karbikuje si e rozci agni et a prz edz e w temperaturze 70-120°C oraz zmniejsza si e rozmiar rozci agni etej prz edzy wprowadzanej do urz adzenia do karbikowania o 10-60% w odniesieniu do rozmiaru w denie- rach, w porównaniu z wymiarem podawanej prz edzy przy wytwarzaniu porównywalnego w lókna z PET.

2. Sposób wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze lepko sc istotna PTT wynosi 0,55-1,0.

3. Sposób wed lug zastrz. 2, znamienny tym, ze lepko sc istotna PTT wynosi 0,72-0,82.

4. Sposób wed lug zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, ze uformowan a prz edz e ch lodzi si e do temperatury poni zej 25°C, przed jej doj sciem do pierwszego wa lka odbieraj acego.

5. Sposób wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze nie przeprowadza si e etapu relaksacji, a tem- peratura karbikowania wynosi 70-100°C.

6. Sposób wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze przeprowadza si e etap relaksacji, a temperatu- ra karbikowania wynosi 80-120°C.

7. Sposób wed lug zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 5, albo 6, znamienny tym, ze w etapie karbiko- wania ponadto stosuje si e urz adzenie do karbikowania o obj eto sci o 10-50% wi ekszej od obj eto sci urz adzenia do karbikowania stosowanego do wytwarzania porównywalnego w lókna z PET.

8. Sposób wed lug zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 5, albo 6, znamienny tym, ze rozmiar rozci a- gni etej prz edzy zmniejsza si e o 40-60%.

9. Sposób wytwarzania tekstylnych w lókien staplowych z politereftalanu trimetylenu (PTT), zna- mienny tym, ze wspomniany sposób wykonuje si e w istniej acych urz adzeniach do produkcji tekstyl-PL 203 536 B1 20 nego w lókna staplowego z PET i obejmuje on nast epuj ace etapy: wyt lacza si e w stopie polimer PTT w temperaturze 245-253°C; formuje si e wyt loczony PTT w prz edz e, z u zyciem co najmniej jednej dy- szy prz edzalniczej; kieruje si e uformowana prz edz e do pierwszego wa lka odbieraj acego, przy czym odleg losc od dyszy prz edzalniczej do wa lka wynosi 16-20 stóp; ch lodzi si e uformowan a prz edz e do temperatury poni zej 31°C, przed jej doj sciem do pierwszego wa lka odbieraj acego; ewentualnie prze- chowuje si e uformowan a prz edz e w temperaturze nie przekraczaj acej 31°C; przed rozci aganiem prz edz e wst epnie kondycjonuje si e w stanie napr ezonym w temperaturze co najmniej 60°C; rozci aga sie prz edz e w temperaturze co najmniej 60°C; ewentualnie umo zliwia si e relaksacj e prz edzy w tempe- raturze do 190°C; karbikuje si e rozci agni et a prz edz e w temperaturze 70-120°C, w urz adzeniu do kar- bikowania o obj eto sci o 10-50% wi ekszej od obj eto sci urz adzenia do karbikowania stosowanego do wytwarzania porównywalnego w lókna PET.

10. Sposób wed lug zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 5, albo 6, znamienny tym, ze w etapie rozci a- gania przeprowadza si e co najmniej dwa rozci agania, przy czym pierwsze rozci aganie przeprowadza sie w temperaturze co najmniej 60°C, a drugie i nast epne rozci agania, je sli s a stosowane, przeprowa- dza si e w temperaturze wy zszej ni z pierwsze, do temperatury topnienia prz edzy.

11. Sposób wed lug zastrz. 9, znamienny tym, ze w etapie rozci agania przeprowadza si e co najmniej dwa rozci agania, przy czym pierwsze rozci aganie przeprowadza si e w temperaturze co naj- mniej 60°C, a drugie i nast epne rozci agania, je sli s a stosowane, przeprowadza si e w temperaturze wy zszej ni z pierwsze, do temperatury topnienia prz edzy.PL 203 536 B1 21 RysunkiPL 203 536 B1 22PL 203 536 B1 23PL 203 536 B1 24PL 203 536 B1 25PL 203 536 B1 26PL 203 536 B1 27PL 203 536 B1 28PL 203 536 B1 29PL 203 536 B1 30PL 203 536 B1 31PL 203 536 B1 32PL 203 536 B1 33PL 203 536 B1 34PL 203 536 B1 35PL 203 536 B1 36PL 203 536 B1 37PL 203 536 B1 38PL 203 536 B1 39PL 203 536 B1 40 Departament Wydawnictw UP RP Cena 6,00 z l. PL PL