Sposób karbikowania wlókien poliestrowych Przedmiotem wynalazku jest sposób karbikowania wlókien poliestrowych.Znany sposób karbikowania wlókien poliestrowych polega na karbikowaniu rozciagnietej wiazki wlókien z liniowego, wysokoczasteczkowego wlóknotwórczego poliestru, w którym co najmniej 85% molowych, powta¬ rzajacych sie elementów lancucha stanowi tereftalan etylu.Znane sposoby karbikowania wlókien poliestrowych w karbikujacej komorze sciskajacej nie daja wlókna, posiadajacego jednoczesnie wysoki modul Younga i doskonale skarbikowanie.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu otrzymywania wlókna posiadajacego doskonale skarbikowa- nie i wysoki modul Younga.Sposób karbikowania wlókien poliestrowych przez poddanie rozciagnietej wiazki wlókien z zasadniczo liniowego, wlóknotwórczego, wysokoczasteczkowego poliestru, w którym co najmniej 85% molowych powta¬ rzajacych sie jednostek stanowi tereftalan etylu, najpierw obróbce cieplnej, a nastepnie karbikowaniu w komorze sciskajacej, wedlug wynalazku polega na tym, ze rozciagniete wlókna poddawane sa obróbce cieplnej w temperaturze 135-140° C pod naprezeniem co najmniej 0,3 g/den ier, a nastepnie podawane sa na walce wprowadzajace komory sciskajacej przy jednoczesnym utrzymywaniu naprezenia wlókien o co najmniej 0,1 g/denier i w temperaturze 100-140°C, to jest w temperaturze o co najmniej 10°C nizszej od temperatury obróbki cieplnej.Na poczatku obróbke cieplna korzystnie prowadzi sie przepuszczajac wlókno przez szereg walków. Do tego celu stosuje sie ewentualnie gorace gazy i gorace plyty. Po obróbce cieplnej wlókno chlodzi sie podczas przejscia ze strefy obróbki cieplnej na walki wprowadzajace komory, oddajac cieplo otoczeniu. Jezeli w chwili wchodzenia wlókna na walki wprowadzajace komory sciskajacej potrzebna jest okreslona temperatura, wówczas chlodzenie prowadzi sie w inny sposób, na przyklad przepuszczajac wlókno przez rolki ogrzane do odpowiedniej temperatury. Temperature wlókna bezposrednio przed wejsciem miedzy walki wprowadzajace mierzy sie za pomoca odpowiedniego urzadzenia do powierzchniowego pomiaru temperatury.Okreslona wartosc temperatury i napiecia wlókna w etapie obróbki cieplnej (a) jak i podczas wprowa¬ dzania (b) wlókna miedzy walki wprowadzajace karbikujacej komory sciskajacej jest bardzo wazna dla2 81885 osiagniecia wlókna dobrze skarbikowanego, o wysokim module Younga. Obróbka cieplna w temperaturze 135—240°Cr daje wlókno o wysokim module Younga, o wysokim stopniu uporzadkowania i krystalizacji.W temperaturze ponizej 135°C modul Yunga jest zbyt niski, a w temperaturze powyzej 240°C wlókno ma tendencje do sklejania na skutek topienia. Jezeli napiecie podczas obróbki cieplnej jest mniejsze niz 0,3 g/denier, wówczas modul Younga jest zbyt niski, a ponadto wystepuja trudnosci w karbikowaniu wlókna. We wlóknach wprowadzanych do komory sciskajacej w wymaganej temperaturze i przy odpowiednim naprezeniu, zachodzi regulowana relaksacja naprezen, dzieki czemu wlókno latwo ulega karbikowaniu, przy czym wysoki modul Younga, uzyskany podczas obróbki cieplnej, nie ulega obnizeniu. Jednakze, jesli temperatura wlókna wchodza¬ cego do komory sciskajacej jest zbyt niska, wlókno nie zostaje odpowiednio skarbikowane, jesli natomiast temperatura jest zbyt wysoka, modul Younga zmniejsza sie. Górna granica naprezenia wlókna wchodzacego do komory sciskajacej jest naprezeniem, przy którym walki wprowadzajace komory chwytaja wlókno bez poslizgu i zazwyczaj wynosi nie wiecej niz okolo 1 g/denier. Stosuje sie znane urzadzenia do karbikowania.Karbikowane wlókno, odbierane z komory sciskajacej po poddaniu dalszej obróbce cieplnej w stanie relaksacji ewentualnie tnie sie na wlókno ciete (staplowe). .Schemat urzadzenia do wykonywania sposobu wedlug wynalazku przedstawiono na rysunku. Wlókno przedzie sie ze stopu i ciagnie przez gorace zebro, plyte lub kapiel (nie pokazane) pomiedzy walkami zasilajacymi (nie pokazane) i walkami rozciagajacymi (1,V). Rozciagniete wlókno 2 ogrzewa sie pod napreze¬ niem, przechodzac przez walki 3, 4, 5, 6 i 7 ogrzane do temperatury 135—240°C, a nastepnie przed wejsciem pomiedzy walki wprowadzajace 11 i 11' komory sciskajacej 12, przechodzi przez walki 8 i 9 oraz walek prowadzacy 10. Temperatura walków 8 i 9 ma taka wartosc, ze w warunkach prowadzenia procesu temperatura wlókna wchodzacego na walki 11 i 11' ma wartosc podana powyzej. Karbikowane wlókno odbierane z komory sciskajacej 12 przechodzi na przenosnik siatkowy 13. Korzystnie, jezeli walki rozciagajace 1 ii' oraz walki ogrzewcze 3—9 maja równa predkosc obwodowa. Predkosc obwodowa walków wprowadzajacych 11 i 11' wynosi 95—105% predkosci walka ogrzewczego 9 tak, ze naprezenie wlókna pomiedzy walkiem prowadzacym 10, a walkami wprowadzajacymi wynosi co najmniej 0,1 g/denier.. Sposób wedlug wynalazku dotyczy wlókien, zawierajacych w lancuchu tylko czasteczki terefta lanu etylu lub zawierajacych do 15% molowych innych czastek, pochodzacych od innego kwasu, na przyklad od kwasu izoftalowego lub adypinowego i/lub innego alkoholu, np. glikolu propylenowego. Rozciagane wlókno przedzie sie w znany sposób ze stopu poliestru, a nastepnie rozciaga sie na goraco znanymi metodami, korzystnie przez rozciaganie wielostopniowe, do otrzymania calkowitego rozciagu wynoszacego 3,5—6,0.Sposób wedlug wynalazku przedstawiono w ponizszych przykladach, z zastosowaniem aparatury pokaza¬ nej na rysunku.Przyklad I. Nierozciagnieta przedze 500 000 denier z politereftalanu etylu rozciaga sie o 3,80 raza w temperaturze 70°C, a nastepnie o 1,20 raza w temperaturze 100°C. Rozciagnieta przedza przechodzi nastepnie przez walki 3—10 do komory karbikujacej. Walki 3—7 stosuje sie do obróbki cieplnej zylki, a walki 8 i 9 do jej ochlodzenia. Prowadzono próby przy róznej temperaturze walków. Naprezenie zylki pomiedzy walkami 3—9 wynosilo 1,5 g/denier i 1,0 g/denier pomiedzy walkiem 9 a walkami 11 i 11'. Otrzymane wyniki przedstawiono w tablicy 1, podajac procent skarbikowania, liczbe karbików, modul Younga i temperature, mierzone nastepuja¬ cymi metodami. Procent skarbikowania oblicza sie, mierzac dlugosc (a) próbki wlókna pod obciazen ien 2 mg/denier. Nastepnie przyklada sie obciazenie 5 g/denier i mierzy dlugosc wlókna (b) po 30 sekundach.Procent karbikowania wyraza sie wzorem b£a X 100% Liczbe karbików oznacza sie obliczajac ilosc punktów zwrotnych karbjkowania na dlugosc 25 mm wlókna przy obciazeniu 2 mg/denier, a otrzymana liczbe dzieli sie przez 2. Otrzymana wartosc okresla liczbe karbików na 25 mm dlugosci wlókna, poniewaz ilosc punktów zwrotnych karbikowania jest dwukrotnie wieksza od liczby karbów. Modul Younga okresla sie na aparacie Instron i wykresla sie dla próbki wlókna krzywa zaleznosci naprezenia od odksztalcenia. Modul Younga oblicza sie z nachylenia stycznej, majacej najwiekszy kat nachylenia.Temperature wlókna na wlocie urzadzenia do karbikowania okresla sie za pomoca urzadzenia do powierzchniowego mierzenia temperatury, mierzac temperature wlókna bezposrednio przed walkami wprowa¬ dzajacymi81885 Tablica I Przebieg nr Porównawczy 1 1 2 Porównawczy 2 Porównawczy 3 3 4 Ol 6 7 Porównawczy 4 8 Porównawczy 5 Temperatura walków ogrzewczych 3-7°C 125 135 135 135 150 150 150 150 170 170 170 230 250 Temperatura ogrzewczych walków 8i9°C 115 115 125 135 90 105 110 120 130 140 155 130 130 Temperatura przedzy na wlocie urzadzenia do karb i kowania 111 110 119 129 87 102 104 113 121 136 147 120 118 I losc karbi ków na 2,5 cm dlugosci wlókna 13,0 12,8 13,1 12,9 13,2 13,1 12,9 13,3 13,0 13,1 13,0 12,8 Procent karbi kowania (%) 13,0 14,3 12,3 12,1 10,3 12,9 13,9 15,8 15,4 14,0 12,4 12,4 Nastepuje czesciowe sklejanie, spowodowane topnieniem.Modul Younga (KG/mm2) 550 710 660 530 720 750 750 780 860 850 570 830 Przebieg porównawczy 1 wskazuje, ze nie mozna otrzymac wlókna o wysokim module Younga przez obróbke cieplna w temperaturze ponizej 135°C, a przebieg porównawczy 6 wskazuje, ze podczas obróbki cieplnej w temperaturze 250°C nastepuje sklejenie, spowodowane topnieniem. Z przebiegów porównawczych 2, 3 i 5 widac, ze jesli bezposrednio przed wejsciem wlókna do urzadzenia karbikujacego nie utrzymuje sie temperatury o 10°C nizszej, niz temperatura obróbki cieplnej i w granicach pomiedzy 100 a 140°C, nie mozna jednoczesnie poprawic zdolnosci wlókna do karbikowania i,modulu Younga.Przyklad II. Karbikowane wlókna poliestrowe wytwarza sie w sposób analogiczny do opisanego w przykladzie I przebieg 5 z ta róznica, ze naprezenie przedzy pomiedzy walkami 3 a 11 i 11' pozostaje stale.Naprezenie zmienia sie, a jego wartosci przedstawione w tablicy II, w której podano takze wlasciwosci otrzymanych wlókisn. Jak wynika z przytoczonych wyników, aby otrzymac wlókna o wysokim module Younga, naprezenie przedzy podczas obróbki cieplnej powinno wynosic co najmniej 0,3g/denier, korzystnie co najmniej 0,5 g/denier.Tablica II Przebieg nr Naprezenie przedzy (g/denier) Ilosc karbików na 2,5 cm dlugosci wlókna Procent karbikowania (%) Modul Younga (KG/mm2) 5-1 5-2 5-3 Porównawczy 1 0,6 0,4 0,25 13,1 12,6 13,0 12,8 15,6 14,2 13,3 11,6 730 680 600 510 Przyklad III. Karbikowane wlókno poliestrowe wytwarza sie w sposób analogiczny do opisanego w przykladzie I, przebieg 1 do 7, z ta róznica, ze naprezenie przedzy pomiedzy walkiem 9, a walkami wprowadzajacymi urzadzenia do karbikowania zmienia sie w nastepujacy sposób (a) obniza sie do 0,5 g/denier, (b) obniza sie do 0,2 g/denier, (ej obniza sie do 0,1 g/denier, (d) obniza sie do 0,05 g/denier i (e) obniza sie do 0,005 g/denier, a nastepnie podnosi do 0,5 g/denier. Nastepnie okresla sie procent skarbikowania i ilosc karbików dla wlókien, otrzymanych pod kazdym z podanych wyzej naprezen. Wyniki przedstawiono w tabli¬ cy III.4 81 885 Ta bl ica III obróbki cieplnej Temperatura chlodzenia Wlasnosci (a) (b) (c) (d) (e) Ilosc karbików Przebieg nr 1 135°C 115°C ' Procent na 2,5 cm dlugosci karbi kowania - wlókna 12,8 13,1 13,0 12,9 13,0 (%) 13,8 13,4 12,3 11.1 ¦11,3 Modul Younga 680 670 620 560 520 ...Ilosc karbików i j na 2,5 cm dlugosci wlókna 13,1 13,2 13,0 13,0 12,8 Przebieg nr 2 170°C o 140 Procent karblkowania (%) 13,6 12,0 11.3 9,7 9,6 Modul Younga 770 710 640 580 560 Z danych przedstawionych w tablicy 3 wynika, ze obnizajac naprezenie pomiedzy analogicznie jak w przypadku (d) i(e), szybko nastepuje relaksacja naprezen, co powoduje trudnosci w nadawaniu wlóknom dobrego skarbikowania, a jednoczesnie nastepuje obnizenie modulu Younga. PL