SI9520144A

SI9520144A - Postopek za izdelavo kontinuirne poliestrske filamentne preje

Info

Publication number: SI9520144A
Application number: SI9520144A
Authority: SI
Inventors: Hendrikus Wilhelmus Jacobus Hofs; Heinrich Johannes Gustav Kiefer; Henricus Hubertus Wilhelmus Feijen; Duren Lambert Van; Den Heuvel Christiaan Jurriaan Maria Van; Den Tweel Michael Henricus Jacobus Van
Original assignee: Akzo Nobel N.V.
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1998-02-28
Also published as: RU2146311C1; WO1996020299A1; CA2208035C; DE69518988D1; CN1066212C; KR100441899B1; SK79997A3; SI9520144B; JP4132071B2; ATE196662T1; JPH10513228A; JP2006312803A; ZA9510869B; ES2150596T3; EP0799331A1; CN1171138A; US5925460A; CZ186397A3; CA2208035A1; US20020062893A1

Abstract

Postopek za izdelavo kontinuirne poliestrske filamentne preje za tehnične uporabe iz polimera, pri katerem je preko 90 % verig sestavljenih iz etilen tereftalatnih enot, s pomočjo nekega enostopenjskega postopka, z neraztezanimi filamenti, ki imajo kristaliničnost manjšo od 16 % in se preja navija s hitrostjo večjo od 6000 m/min. Preja, dobljena na ta način, je posebno primerna za uporabo kot ojačilni material v gumastih predmetih, predvsem kot ojačilni material v pnevmatičnih plaščih za avtomobile. Poliestrska filamentna preja se lahko uporablja za izdelavo kordov z izredno visoko dimenzijsko stabilnostjo in edinstveno kombinacijo pretržne trdnosti, skrčka in pretržne žilavosti.ŕ

Description

Izum se nanaša na postopek za izdelavo poliestrske filamentne preje za tehnične uporabe s predenjem polimera, pri katerem je preko 90 % verig sestavljenih iz etilen tereftalatnih enot, s predilnim postopkom, ki ima naslednje elemente:

- ekstrudiranje polimera v staljenem stanju skozi predilno ploščo,

- prenos tako oblikovanih filamentov skozi ogrevano cono in hladilno cono v tem zaporedju,

- fiksiranje hitrosti filamenta,

- raztezanje filamentov na dolžino od 1,5 do 3,5 krat njene prvotne dolžine, in

- navijanje rezultirajoče filamentne preje, z vsemi elementi, ki so obseženi v posameznem prehodu postopka.

Tak postopek je dobro poznan. Na primer, Evropska patentna prijava EP 80 906 opisuje nek postopek za izdelavo poliestrske filamentne preje za tehnične uporabe s predenjem taline nekega polimera, ki vsebuje poliester, pri katerem so vsi elementi postopka obseženi v enem samem prehodu postopka. Tak postopek je tudi poznan kot enostopenjski postopek. V tej publikaciji je navedeno, da se pri takem postopku daje prednost izbiri hitrosti navijanja, manjši kot 5500 m/min, ker večje hitrosti navijanja povzročajo filamentacijo in težave pri obratovanju.

-2Vendar je povečanje hitrosti navijanja zaželeno. Ko se izdeluje poliestrska filamentna preja za tehnične uporabe v industrijskem obsegu, je ugodno, da se izdela največja možna količina preje na enoto časa na neki primerni napravi. Ena od poti za povečanje količine preje, izdelane v časovni enoti, je v večji hitrosti navijanja.

US patentna specifikacija št. 4,491,657 razkriva tudi postopek, omenjen v uvodnem paragrafu. Ta patentna specifikacija ugotavlja, da pri takem enostopenjskem postopku hitrost navijanja preje ni manjša od 6,5 km/min. Vendar pa v tej patentni specifikaciji ni primerov poliestrskih filamentnih prej za tehnične uporabe, narejene po takem enostopenjskem postopku pri taki hitrosti predenja, niti ni doktrine, kako rešiti probleme, za katere je bilo ugotovljeno, da se dogodijo, ko se izdelujejo poliestrske filamentne preje za tehnične uporabe pri takih hitrostih navijanja.

Patentna prijava WO 90/00638 navaja, da pri enostopenjskem postopku predenja stopa povečanje hitrosti navijanja v korak s povečano kristaliniČnostjo doslej neraztezanih filamentov. Preja, navita pri hitrosti okoli 4800 m/min, se lahko dobi iz neraztezanih filamentov, ki imajo kristaliniČnost v območju 13 do 18 %.

Izum se nanaša na postopek, ki omogoča izdelavo poliestrske filamentne preje za tehnične uporabe pri visokih hitrostih navijanja, ne da bi se pojavljali prej omenjeni problemi. Izraz hitrost navijanja je v tem kontekstu definiran kot obodna hitrost omota, ki se navija.

Bistvo izuma je, da pri izdelavi poliestrske filamentne preje za tehnične uporabe na način, opisan v uvodnem paragrafu,

-3imajo filamenti pred raztezanjem neko kristaliničnost manjšo od 16 % in

- je hitrost navijanja preje večja od 6000 m/min.

Nepričakovano se je izkazalo, da je možno narediti poliestrsko prejo za tehnične uporabe z uporabo večje hitrosti navijanja, kot se je do zdaj navadno uporabljala, kadar se izdelujejo take preje. Izbrani pogoji postopka naj bi bili taki, da je pri hitrosti navijanja preko 6000 m/min kristaliničnost neraztezanih filamentov manjša od 16 %.

Ugotovljeno je bilo, da bo rezultat, če imajo pri takih hitrostih navijanja nevlečeni filamenti kristaliničnost več kot 16 %, nek nestabilen predilni postopek z veliko filamentacije v raztezani preji ali nek postopek, ki nima za posledico preje z ugodnimi lastnostmi za uporabo.

Na kristaliničnost neraztezanega filamenta lahko, na primer vplivajo: viskoznost polimera, predilna temperatura, dolžina ogrevane cone, temperatura v ogrevani coni, stopnja hlajenja v hladilni coni in masa na enoto dolžine (linearna gostota) filamentov.

Prednost se daje, da se, kadar se izdeluje poliestrska filamentna preja za tehnične uporabe v smislu izuma, uporabi poliestrski polimer, pri katerem je vsaj 90 % polimernih verig sestavljenih iz etilen tereftalatnih enot in ki ima relativno viskoznost (n_rei) od 2,04 do 2,60, prednostno od 2,04 do 2,42, zlasti od 2,15 do 2,35. Če vsi drugi pogoji postopka ostanejo nespremenjeni, bo nižja relativna viskoznost polimera običajno imela za posledico nižjo kristaliničnost neraztezanih filamentov.

-4Prednost se daje, da se, kadar se izdeluje poliestrska filamentna preja z ugodnimi lastnosti za uporabo v smislu izuma, uporabi poliestrski polimer s vsebnostjo DEG (dietilen glikol) manjšo kot 2,5 % (masni delež), posebno manjšo kot 1 % (masni delež), zlasti manjšo kot 0,8 % (masni delež). To lahko dosežemo, na primer z uporabo dimetil tereftalata kot ene od komponent v reakciji polimerizacije. Če vsi drugi pogoji postopka ostanejo nespremenjeni, bo zmanjšanje vsebnosti DEG v polimeru običajno imelo za posledico neko povečanje v kristaliničnosti neraztezanih filamentov.

Nadalje izvajamo reakcijo polimerizacije prednostno tako, da bo imel dobljeni polimer neko nizko vsebnost karboksilnih končnih skupin. V polimeru, ki naj bi ga predli, je ta vsebnost prednostno manjša kot 15, zlasti manjša kot 10 miliekvivalentov/kg. Taka se lahko doseže, na primer z izvajanjem reakcije polimerizacije pri milih pogojih.

Za stabilnost predilnega postopka je prednostno, da polimer vsebuje, kolikor je mogoče malo nečistoč, kot na primer prahu in drugih zelo majhnih delcev. Alternativno se lahko k polimeru dodajo adjuvanti, kot na primer titanov dioksid, da se obnašanje pri predenju izboljša. Nadalje se daje prednost temu, da je polimer, kolikor je le mogoče, popolnoma brez vode. Polimer prednostno vsebuje manj kot 40 ppm, zlasti manj kot 20 ppm vode.

Polimer se dovaja k predilni plošči v staljenem stanju, na primer s pomočjo nekega ekstruderja. V ta namen se majhni kosi polimera (tako imenovani polimerni čips) lahko polnijo v nek esktruder, pri čemer temperatura v ekstruderju povzroči, da se čips tali. Ekstruder napaja predilno črpalko, ki dovaja najbolj konstanten možen tok polimera v neko

-5predilno ploščo. Predilna plošča se ogreva na temperaturo v območju od T_m do T_m+100 °C, pri čemer T_m predstavlja temperaturo taljenja polimera, prednostno na temperaturo v območju T_ra+20 °C do T_m+70 °C. Če vsi drugi pogoji postopka ostanejo nespremenjeni, bo povečanje predilne temperature na splošno imelo za posledico neko zmanjšanje kristaliničnosti neraztezanih filamentov.

Prednostno se uporabi posamezna predilna plošča za predenje celotnega števila filamentov enega omota. Predilna plošča ima prednostno 100 do 1000 predilnih odprtin, zlasti 200 do 400 predilnih odprtin. Če vsi drugi pogoji postopka (kot na primer celotna proizvodnja polimera skozi vse predilne odprtine) ostanejo nespremenjeni, bo zmanjšanje števila predilnih odprtin običajno imelo za posledico neko zmanjšanje kristaliničnosti neraztezane niti.

Če je zaželeno tako, se lahko dodatni elementi namestijo med ekstruder, predilno črpalko in predilno ploščo, kot na primer filtri za čiščenje polimernega toka od zelo majhnih delcev, statični ali dinamični mešalniki za homogeniziranje polimernega toka ali toplotni izmenjevalniki za nastavljanje temperature polimernega toka.

Da bi se, kolikor je le mogoče, zmanjšale razlike med filamenti v omotu, se daje prednost porazdelitvi predilnih odprtin preko predilne plošče v nekem regularnem vzorcu. Kapilarna vhodna odprtina se lahko oblikuje različno, na primer konično, kot neka trobenta ali v neki drugi obliki, znani strokovnjaku, da se olajša pritekanje polimera. Kapilarna izhodna odprtina je prednostno cilindrična, pri čemer je razmerje dolžina/premer (razmerje L/D) 0,5 do 5, zlasti 1 do 3. Alternativno je lahko oblika kapilare takšna.

-6da se bo uveljavilo pozitivno, konstantno nadaljevanje dotoka na tok polimera.

Proizvodnja na predilno odprtino je odvisna od zaželene številke raztezanih filamentov in predilne hitrosti.

Kot je običajno pri postopku predenja taline, je namestitev predilne plošče taka, da so kapilare, kolikor je le mogoče, paralelne s smerjo iztoka filamenta. Da bi zagotovili, da se vzdržujejo možne razlike v temperaturi v predilni plošči med predilnim postopkom, kolikor je le mogoče majhne, se predilna plošča lahko segreva od dna, na primer z infrardečimi grelniki. Primeri takih termičnih radiatorjev so pripravljeni v Nizozemskih patentnih prijavah NL 7001370 in NL 7001573.

Neposredno pod predilno ploščo je ogrevana cona, kjer je naravnana takšna temperatura, ki lahko vodi do plastične deformacije novo formiranih filamentov. Ogrevana cona lahko zavzame obliko ogrevane cevi z zadostno velikimi dimenzijami, da se zagotovi neoviran prehod vseh filamentov. Izbrani presek ogrevane cone je lahko isti, kot na primer presek predilne plošče. Prednost se daje segrevanju te cevi na tak način, da se dobi prečno v cevi najbolj homogena temperatura, ki je mogoča, medtem ko je v vzdolžni smeri cevi temperatura homogena, kolikor je le mogoče ali se sicer podvrže postopni spremembi. Temperatura v ogrevani cevi na strani, ki meji na predilno ploščo, je v območju T_m do T_m+150 °C, prednostno v območju T_ffl+30 °C do T_m+100 °C. Če se temperatura podvrže postopni spremembi v vzdolžni smeri cevi, je običajno najvišja na strani cevi, ki meji na predilno ploščo (vrh). V tem primeru je temperatura pri dnu cevi prednostno v območju T_m-100 °C do T_m. Alternativno je temperatura pri vrhu cevi lahko nižja kot temperatura pri dnu. Zaželeno temperaturo v

-Ίtej coni lahko dosežemo ne samo s segrevanjem cevi, ampak tudi s vpihavanjem nekega segretega plina, na primer segretega dušika ali zraka.

Če vsi drugi pogoji postopka ostanejo nespremenjeni, bo povečanje temperature v ogrevani coni na splošno imelo za posledico neko zmanjšanje kristaliničnosti neraztezanih filamentov.

Dolžina ogrevane cone se giblje od 0,05 do 1,00, zlasti od 0,15 do 0,50 m. Če vsi drugi pogoji postopka ostanejo nespremenjeni, bo razširjenje ogrevane cone na splošno imelo za posledico neko zmanjšanje kristaliničnosti neraztezanih filamentov.

Za ogrevano cono je hladilna cona. V tej coni se temperatura filamentov zniža do izpod temperature steklastega prehoda 7_g. Hlajenje se lahko izvaja na različne načine, poznane strokovnjaku. Na primer filamenti se lahko speljejo skozi nek sloj plina z dovolj nizko temperaturo ali se nek plin z dovolj nizko temperaturo lahko vpihuje v smeri filamentov. Prednost se daje v tem primeru, da se filamenti hladijo enako, kolikor je le mogoče, pri čemer prednostno poskrbimo, da zagotovimo minimalne razlike med filamenti v omotu. Podobno lahko dosežemo, na primer s pihanjem zraka ob filamentnem omotu iz vseh strani. Zelo primerna izvedba izuma sestoji iz prenosa filamentnega omota skozi cev, ki ima dovolj velik presek za neoviran prenos vseh filamentov in perforirano ali porozno steno, na primer cev iz sintrane kovine ali žične mreže. Plin z dovolj visoko temperaturo se lahko vsesa v cev od zunaj zaradi hitrosti filamentnega omota, postopek, znan kot self-suction (lastno vsesanje). Vendar dajemo prednost, da piha nek plin z dovolj visoko temperaturo, na primer zrak, skozi cev pri filamentnem omotu,

-8prednostno s posebno pozornostjo, dano homogenemu pihanju ob preji od vseh strani. Plin ima prednostno neko temperaturo v območju od 10 °C do 100 °C, zlasti v območju od 20 °C do 60 °C. Količina uvedenega plina je odvisna od predilne hitrosti o

in je prednostno v območju od 50 do 500 Nm /uro. Hitrost zraka v hladilni coni je prednostno v območju od 5 do 100 cm/s, zlasti v območju od 10 do 45 cm/s. Hitrost zraka izmerimo v notranjosti cevi vzdolž njene stene, v smeri pravokotno na smer tečenja preje.

Da bi se nadalje izboljšalo obnašanje tečenja filamentnega omota, je lahko med ogrevano cono in hladilno cono neka majhna odprtina, da se dopusti sproščanje zraka iz vrha hladilne cone.

V neki zelo primerni izvedbi postopka v skladu z izumom pretočni odpor stene perforirane cevi proti plinu v hladilni coni ni konstanten preko cele dolžine cevi, na primer pretočni odpor stene cevi je nižji pri vrhu cevi kot pri njenem dnu ali se pretočni odpor v sredini cevi razlikuje od onega na njenem vrhu ali dnu.

Če vsi drugi pogoji postopka ostanejo nespremenjeni, bo povečanje hitrosti zraka v hladilni coni običajno imelo za posledico neko povečanje kristaliničnosti neraztezanih filamentov.

Ko filamentni omot zapusti hladilno cono, naj bi bila temperatura omota dovolj nizka, da se le-ta prenese preko ali vzdolž rotirajočih ali statičnih vodilnih elementov, ne da bi se filamenti ali omot permanentno deformirali. Za olajšanje nadaljnjega procesiranja filamentnega omota se filamenti lahko finalizirajo naprej od hladilne cone. Ta finalizacija lahko služi, na primer za olajšanje raztezanja filamentov ali zmanjšanje njihove statične obremenitve. Ta finalizacija se

-9lahko aplicira z različnimi aplikatorji za finalizacijo, kot na primer z nekim dotikalnim valjem ali nekim kolesom za finalizacijo.

Potem ko je vlakneni omot zapustil hladilno cono in se je, če se tako želi, na filament aplicirala neka finalizacija, se hitrost omota (predilna hitrost) fiksira, na primer s prenosom omota večkrat prek enega ali več valjčkov (v orig.: godet) (prvi par valjčkov). Če se preja prenese prek več valjčkov, je hitrost valjčkov prednostno taka, da ni med valjčki nobenega raztezanja. Valjčki se lahko ogrevajo, če se tako želi. Predilna hitrost je prednostno višja kot 2500 m/min, posebno višja kot 3500 m/min, zlasti višja kot 4000 m/min.

Za merjenje kristaliničnosti neraztezanih filamentov je treba prejo naviti potem, ko je bila hitrost omota fiksirana. Kristaliničnost neraztezanih filamentov (tako imenovani predeni produkt) lahko določimo, kot je navedeno v tem opisu. Kot je bilo navedeno prej, je kristaliničnost predenega produkta manjša od 16 %. Ugotovljeno je bilo, da lahko dobimo, če je kristaliničnost neraztezanih filamentov 5 do 14 %, prednostno 7,5 do 12 %, neko prejo v skladu s postopkom izuma, ki bo, potem ko jo predelamo v kord in kord podvržemo običajnim, strokovnjaku znanim obdelavam, da ga napravimo primernega za uporabo v gumastih predmetih, podvrženih dinamični obremenitvi, na primer pnevmatičnih plaščih za avtomobile, imela neko izredno kombinacijo lastnosti, kot na primer dimenzijsko stabilnost, pretržno žilavost (v orig.: breaking toughness) in trdnost (v orig.: strength).

Tudi druge lastnosti predenega produkta lahko merimo, kot na primer dvolomnost (An_fl). Predeni produkt, dobljen na prej

-10omenjeni način ima prednostno dvolomnost v območju od 0,030 do 0,120, zlasti v območju od 0,040 do 0,080.

V postopku v smislu izuma za izdelavo poliestrske filamentne preje za tehnične uporabe se predeni produkt ne navija, ampak razteza takoj potem, ko se je fiksirala hitrost predenja. Omot se vodi od prvega para valjčkov do nekega naslednjega valjčka ali več valjčkov, tako imenovanega drugega para valjčkov. Hitrost drugega para valjčkov je nastavljena tako, da se med prvim in drugim parom valjčkov raztegne omot 1,3 do 3,5 krat, prednostno med 1,5 in 2,5 krat. Da se olajša raztezanje omota, se omot lahko med prvim in drugim parom valjčkov fiksira, na primer s pomočjo nekega lokalizatorja točke raztezanja. Uporabljeni lokalizator točke raztezanja je lahko nek puhalnik ali nek ciklon.

Ugotovljeno je bilo, da je, če prejo raztezamo v eni stopnji, ugodno raztezati omot pri takih pogojih, da je temperatura prvega para valjčkov pod T_g+60 °C. Raztezanje omota se na ta način prednostno izvaja pri temperaturi prvega para valjčkov, ki je izbrana v območju od 50 ° do 90 °C.

Temperatura drugega para valjčkov je odvisna od nadaljnjih stopenj procesiranja za tako dobljeni omot.

Če se je omot prenesel od drugega para valjčkov k nekemu naslednjemu valjčku ali več valjčkom, tako imenovanemu tretjemu paru valjčkov, ne da bi se raztezal med drugim in tretjim parom valjčkov ampak raje, recimo, sprostil, se temperatura drugega para valjčkov prednostno izbere v območju od 200 ° do 250 °C, zlasti v območju od 235 ° do 245 °C. V tem primeru je za tretji par valjčkov izbrana hitrost prednostno 0,1 do 10 % nižja od hitrosti drugega para valjčkov. Temperaturo tretjega para valjčkov prednostno izberemo v

-11območju od 140 ° do 200 °C.

Če omot raztezamo med drugim in tretjim parom valjčkov, temperaturo drugega para valjčkov prednostno izberemo v območju od 50 ° do 240 °C. Hitrost tretjega para valjčkov je prednostno 1 do 100 % višja od hitrosti drugega para valjčkov. Tretji par valjčkov ima prednostno neko temperaturo v območju od 200 ° do 250 °C, zlasti v območju od 235 ° do 245 °C. Od tretjega para valjčkov lahko omot prenesemo do nekega naslednjega valjčka ali več valjčkov, tako imenovanega četrtega para valjčkov. Hitrost četrtega para valjčkov je prednostno 0,1 do 10 % nižja od hitrosti tretjega para valjčkov. Temperatura četrtega para valjčkov se prednostno izbere v območju od 140 ° do 200 °C.

Potem ko se je omot raztezal in po izbiri sprostil in se je oblikovala poliestrska filamentna preja, se tako dobljena preja lahko navija.

Hitrost navijanja preje je odvisna od predilne hitrosti in celotne stopnje raztezanja omota in je večja od 6000 m/min., zlasti v območju od 6500 do 8000 m/min. Aparat, uporabljen za navijanje preje naj bi bil tak, da bo omogočal pravilno navijanje preje na neko cev pri hitrosti navijanja, formiranje nekega pravilno izdelanega omota in naj bi naredil nek dober konec za prenos.

Izum se tudi nanaša na neko poliestrsko filamentno prejo in na nek kord, dobljen z uporabo take poliestrske filamentne preje.

Poliestrska filamentna preja, dobljena s postopkom v smislu izuma, je zelo primerna za uporabo kot preja za tehnične uporabe, na primer za ojačilni material v gumijasti cevi, gumastih predmetih, sposobnih za vzdržanje mehanske

-12obremenitve, kot na primer V-trakovi, transportni trakovi in pnevmatični plašči, zlasti pnevmatični plašči za avtomobile ali v nepremočljivih tkaninah. Ima naslednjo kombinacijo ugodnih lastnosti uporabe:

- trdnost preje > 650 mN/tex,

- pretržni raztezek > 10 %, in

- pretržna žilavost > 40 J/g

Posebno ugodne lastnosti preje se lahko pokažejo pri obdelanih kordih, narejenih iz teh prej. Ti kordi imajo naslednje izredne kombinacije lastnosti:

- pretržna trdnost (v orig.: breaking tenacity) > 570 mN/tex,

- dimenzijska stabilnost (DSF) > 110, in

- faktor kakovosti (Q_f) > 50.

Kordi imajo prednostno nek faktor kakovosti nad 100, posebno nad 125, zlasti nad 150.

Dimenzijska stabilnost se izračuna iz skrčka (HAS) po naslednji enačbi:

dimenzijska stabilnost (DSF) = 185/HAS.

Faktor kakovosti Q_f je neko merilo izredne kombinacije pretržne trdnosti (BT), dimenzijske stabilnosti (DSF) in pretržne žilavosti (BTo) teh kordov.

Faktor kakovosti Q_f se izračuna po naslednji enačbi:

Q_f = (BT-570) + (DSF-110) + 8x(BTo-55).

Za testiranje te izredne kombinacije lastnosti prejo vijemo, skladamo v kord in omakamo z uporabo nekega postopka, ki je zelo primeren za primerjalne namene in se razen tega ujema z obdelavami, kakršnim bi se taka preja podvrgla, če bi se uporabljala kot ojačilni material v gumastih predmetih.

Ta postopek izvajamo, kot sledi:

- Na nekem sukalniku Lezzeni se preja z linearno gostoto

-13okoli 1100 dtex procesira v neko 1100dtex χ Z335 x 3 S335 strukturo surovega (v orig.: greige) korda.

- Zatem se na rezultirajoči surov kord aplicira nek v vodi dispergiran blokiran izocianat, na primer neka disperzija s 5,5 % (masni delež) blokiranega diizocianata, kot na primer s kaprolaktamom blokiranega metilen difenil izocianata v vodni raztopini nekega epoksida, na primer nekega alifatskega epoksida. Po tem se kord suši 120 sekund v peči z vročim zrakom pri temperaturi 150 °C in pod bremenom 20 mN/tex.

- Prvi stopnji sušenja sledi takoj stopnja vročega raztezanja. Ta stopnja vročega raztezanja se izvaja v peči z vročim zrakom 45 sekund, pri temperaturi 240 °C in pod bremenom 70 mN/tex.

- Po stopnji vročega raztezanja prenesemo kord skozi drugo kopel za pomakanje, napolnjeno z disperzijo z 20 % (masni delež) rezorcinol formaldehid lateksa v vodi, za Čemer se suši v peči z vročim zrakom 120 sekund pri temperaturi 220 °C.

- Med to zadnjo sušilno obdelavo preje naj bi bilo izbrano tako breme, da bo dalo formiranemu kordu nek TASE 5% = 185 mN/tex. V dejanski praksi je bilo ugotovljeno, da je to breme v območju od 5 do 20 mN/tex.

Zgornje tri obdelavne stopnje surovega korda se lahko izvajajo, na primer, v neki Litzer Computreater dipping unit za posamezen kord.

Lastnosti kordov, dobljene na ta način, se lahko tudi pridobijo z interpolacijo respektivnih lastnosti korda z neko rahlo (maksimalno 10 %) višjo in nižjo vrednostjo TASE 5 % za medsebojno primerjavo. Tako lahko z linearno interpolacijo na TASE 5 % = 185 mN/tex dobimo vrednosti za pretržno trdnost, pretržni raztežek, linearno gostoto, skrček in pretržno žilavost.

-14Merilne metode

Dvolomnost predenega produkta An_g lahko merimo s polarizacij skim mikroskopom Jenapol U na desetih različnih filamentih, odrezanih poševno, v skladu z metodo po De Senarmontu. To metodo je opisal, med drugim, J. Feierabend v Melliand Textilberichte. 2/1976, 138 - 144.

Uporabljena imerzijska tekočina je lahko dibutil ftalat. Monokromatska svetloba se lahko ustvari z neko halogensko lučjo in z nekim disperzijskim filtrom (valovna dolžina 558.5 nm) . Srednja vrednost dvolomnosti desetih filamentov predstavlja dvolomnost nekega vzorca.

Kristaliničnost predenega produkta V_cs se lahko izračuna iz gostote predenega produkta. Gostota predenega produkta p_s se lahko določi, kot sledi:

Tri kose predenega produkta vozlamo in odrežemo na vsaki strani vozla; s tem dajo neko dolžino vzorca od 0,5 do 1 cm. Vzorce operemo v petroletru, da odstranimo apreturo, če je kakršnakoli in jih nato uvedemo v Davenportovo kolono, ki vsebuje zmes n-heptana in tetraklorometana s temperaturo 23 °C. Ta kolona ima nek dejansko linearen gradient gostote z območjem 80 kg/m preko razlike v višini vsaj 60 cm. Merilne kroglice z znano gostoto so se razporedile pravilno preko tega območja. Pozicijo merilnih kroglic in vzorcev zabeležimo šest ur potem, ko so bili vzorci uvedeni v kolono. S prilagoditvijo pozicije merilnih kroglic nekemu polinomu tretje stopnje določimo gradient gostote z vsako meritvijo. Z uporabo ustreznega gradienta gostote lahko določimo gostoto vzorcev iz pozicije vzorcev v koloni. Poprečna gostota treh vzorcev predstavlja gostoto predenega produkta.

-15^VCS = <P_S - Pa)/(Pc - P_a>' kjer je p_a gostota amorfnega poliestra (1335 kg/m ) m p_c je gostota kristaliničnega poliestra (1529 kg/m³).

V skladu z ASTM D2256 lahko določimo mehanske lastnosti preje, kot na primer pretržno trdnost (v mN/tex), pretržni raztezek (v %) in pretržno žilavost (v J/g) z nekim dinamometrom Instron, pri čemer je dolžina med prijemi 50 cm. Da bi preprečili zdrs med vlakni pri sponah, dajemo pri tej meritvi prednost uporabi zakrivljenih spon. Linearna gostota preje se prednostno določa z tehtanjem.

Lastnosti korda se merijo po vsaj 16 urah kondicioniranja v neki standardni atmosferi v skladu z ISO 139.

Pretržno trdnost (BT v «N/tex), pretržno žilavost (BTo v J/g) in TASE 5% (v mN/tex) korda lahko določimo v skladu z ASTM D885M-85 (Tire codes, tire cord fabrics, and industrial filament yarns made from man-made organic base fibers), pri čemer TASE 5 % izračunamo iz vrednosti FASE 5 po naslednji formuli:

TASE 5 % - (FASE 5(N)/titer (dtex)) χ 10⁴ z linearno gostoto, ki je tudi določena v skladu z ASTM D885M-85 in prav tako korigirana za navzemanje pri omakanju (v orig.: dip pick up) (DPU) . Navzemanje pri omakanju lahko določimo, kot je specificirano od BISFA (Internationalv agreed methods for testing polvester filament varns, izdaja 1983) .

Skrček (HAS v %) korda lahko določimo v skladu z ASTM D497489 (Thermal shrinkage of yam and cord using the testrite thermal shrinkage oven).

-16Relativno viskoznost polimera lahko določimo z merjenjen pretočnega časa raztopine z 1 g polimera v 125 mg zmesi 2,4,6-triklorofenola in fenola (TCF/F, 7:10 (m/m)) pri 25 °C v viskozimetru Ubbelohde (DIN 51562), tip II (notranji premer kapilare 1,13 mm)\ Raztopino lahko pripravimo z raztapljanjem vzorca v TCF/F 15 minut pri 135 °C.

Pretočni čas topila merimo pri istih pogojih. Nato relativno viskoznost v TCF/F izračunamo kot razmerje med zapisanimi pretočnimi časi.

Vsebnost DEG polimera lahko določimo v skladu z metodo, ki sta jo opisala R. van Wijk in D. Vink v ACS. Org. Coat. Plast. Chem. 32 (1972), 178-183.

Vsebnost karboksilnih končnih skupin lahko določimo z raztapljanjem okoli 0,8 g polimernega vzorca 15 ± 2 minut v 50 ml o-krezola pri 125 °C ± 2 °C. Ko se ohladi na sobno temperaturo, raztopino razredčimo s 30 ml kloroforma. Po dodatku 0,3 ml indikatorske raztopine (1 g bromokrezol zelenega v 250 ml etanola, razredčeno s kloroformom do 1 1) raztopino titriramo (monotono) z etanolno raztopino kalijevega hidroksida (0,03 mol/1) pri valovni dolžini 620 nm (v transmisiji). Ekvivalentna točka ustreza prevoju dobljene titracijske krivulje. Slepo določitev izvajamo na isti način.

T_g in T_m se lahko določita s pomočjo kalorimetra Perkin Elmer DSC-7 Differential Scanning Calorimeter. V ta namen predvsem temperaturo kalibriramo pri vrednostih nastopa taljenja indija (156,6 °C) in cinka (419,5 °C) . Potem segrevamo nek aluminijast talilni lonec, ki vsebuje okoli 4 mg poliestrskega vzorca, s hitrostjo 20 °C/min do 290 °C in držimo pri tej temperaturi 3 minute. Talilni lonec in njegovo vsebino nato hitro ohladimo z ohlajanjem v tekočem dušiku,

-17preden ju segrevamo s hitrostjo 10 °C/min. Razliko v toplotnem toku med tem žarilnim loncem in praznim referenčnim talilnim loncem zapisujemo v obliki termograma. RazpoloviŠČe naglega porasta v toplotnem toku pri okoli 80 °C predstavlja temperaturo steklastega prehoda T_g, maksimum vrha pri okoli

252 °C predstavlja tališče polimera.

Primeri

Izum bo nadalje razložen s sklicevanjem na naslednje primere, ki so predloženi za boljše razumevanje izuma in niso sestavljeni kot omejujoči na noben način.

Poliestrski polimerni drobci s temperaturo taljenja T_m okoli

253 °C so bili predeni skozi neko predilno ploščo. Takoj pod predilno ploščo je bila nameščena ogrevana cev. Po prehodu skozi to ogrevano cev so se formirani filamenti hladili z zrakom v hladilni coni, sestavljeni iz perforirane cevi. Potem ko so šli skozi hladilno cono, so se filamenti finalizirali s pomočjo kolesa za finalizacijo. Zatem se je hitrost filamentov fiksirala s pomočjo 10 leg (v orig.: lay) okoli dveh valjčkov z enakim premerom in z enako rotacijsko hitrostjo (par 1) . Rezultirajoči neraztezani filamenti so se takoj prenesli na drugi par valjčkov (par 2) . Z uporabo navijalnika preje, Barmag tip CW8 se je rezultirajoča preja nato navila z 10 ovoji okoli nekega tretjega para valjčkov (par 3).

Najbolj pomembni pogoji postopka iz različnih poskusov predenja so podani v tabeli I. V Tabeli II so predstavljene lastnosti rezultirajočih poliestrskih filamentnih prej. Preje so se uporabile za izdelavo kordov na način, opisan v tej prijavi. Lastnosti teh kordov so predstavljene v Tabeli

-18III.

Primer 4 je primerjalni primer. Kristaliničnost predene preje je večja kot 16 %. Ta relativno visoka kristaliničnost predene preje je preprečila, da bi se material raztegnil na razmerje raztezanja, ki bi imelo za posledico produkt z neko kombinacijo ugodnih lastnosti za uporabo.

-19Tabela I Pogoji postopka

Primer	1	2	3	4	5	6
Relativna viskoznost polimera	2,26	2,31	2,23	2,29	2,29
Izoterma polimera (°C)	305	314	307	311	306
Predilna plošča - # odprtin	280	212	280	280	280	212
- premer odprtin (pm)	500	500	400	400	400	500
Ogrevana cev - temperatura (°C)	300	300	300	300	300	300
- dolžina (cm)	28	28	20	20	20	24
Hladilni zrak - temperatura (°C)	40	40	20	20	20	60
- relativna vlažnost	65	65	65	65	65	65
Hladilna cona - dolžina (cm)	75	75	90	90	90
- tip	A	B	C	C	C
Kristaliničnost predene preje (%)	7,3	9	7	18	<1	12,5
Cona raztezanja Par valjčkov 1 - temperatura (°C)	56	51	80	80	80
- obodna hitrost (m/min)	3344	3525	3525	4525	2625	4000
Par valjčkov 2 - temperatura (°C)	235	235	235	235	235	235
- obodna hitrost (m/min)	6700	7035	7035	7425	6240	7300
Par valjčkov 3 - temperatura (°C)	160	160	160	160	160	160
- obodna hitrost (m/min)	6690	7030	7025	7415	6230	7290
Hitrost navijanja (m/min)	6482	6825	6798	7200	6034	7098

Tip hladilne cone :

A pretočni odpor stene cevi je višji v sredini cevi kot na njenih koncih,

B 15 cm od vrha pokrito C 15 cm od vrha neperforirano

-20Tabela II

Lastnosti rezultirajočih poliestrskih filamentnih prej

Primer	1	2	3	4	5	6
Tip preje	A	B	A	A	A	B
Linearna gostota (dtex)	1114	1120	1109	1134	1102	1115
Pretržna trdnost (mN/tex)	704	694	689	619	701	662
Pretržni raz težek (%)	13,2	13,3	14	17,4	13,7	14,2
Pretržna žilavost (J/g)	59	60	62	78	59	65
Skrček 177 °C	5,4	5,7	4,8	3,7	5,9	5,8

Tip preje: A = 1100f280, B = 1100f212

Tabela III

Lastnosti rezultirajočih kordov

Primer	1	2	3	4	5	6
Linearna gostota (dtex)	3660	3693	3654	3715	3593	3643
Pretržna trdnost (mN/tex)	597	597	592	514	588	574
Pretržni raztežek (%)	19,1	19,4	19,2	23,6	17,4	20,8
Pretržna žilavost (J/g)	68	69	66	82	54	75
Skrček (HAS)	1,55	1,61	1,50	1,34	1,91	1,57
DSF	119	115	123	139	98	118
Qf	138	144	124	190	<0	175

Za AKZO NOBEL N.V.

Claims

1. Postopek za izdelavo filamentnih prej za tehnične uporabe s predenjem nekega polimera, pri katerem je več kot 90 % verig sestavljenih iz etilen tereftalatnih enot, s predilnim postopkom, ki ima naslednje elemente:

- ekstrudiranje polimera v staljenem stanju skozi neko predilno ploščo,

- prehod tako oblikovanih filamentov skozi neko ogrevano cono in neko hladilno cono v tem zaporedju,

- fiksiranje hitrosti filamenta,

- navijanje rezultirajoče filamentne preje, z vsemi elementi, ki so obseženi v poedinem prehodu postopka, označen s tem, da

- imajo filamenti, preden se raztezajo, neko kristaliničnost manjšo od 16 % in

- je predilna hitrost preje večja od 6000 m/min.

2. Postopek v skladu z zahtevkom 1, označen s tem, da imajo vlakna, preden se raztezajo, neko kristaliničnost od 5 do 14 %.

3. Postopek v skladu z zahtevkom 1, označen s tem, da imajo vlakna, preden se raztezajo, neko kristaliničnost od 7,5 do 12 %.

4. Postopek v skladu s katerimkoli od predhodnih zahtevkov, označen a tem, da ima polimer vsebnost dietilen glikola (DEG) manjšo od 2,

5 % (masni delež).

-225. Postopek v skladu z zahtevkom 4, označen s tem., da ima polimer vsebnost DEG manjšo od 1 % (masni delež).

6. Postopek v skladu z zahtevkom 5, označen s tena, da ima polimer vsebnost DEG manjšo od 0,8 % (masni delež).

7. Postopek v skladu s katerimkoli od predhodnih zahtevkov, označen s tem, da ima predilna plošča neko temperaturo v območju od T_m+20°C in T_m+70°C, pri čemer je T_m tališče polimera.

8. Postopek v skladu s katerimkoli od predhodnih zahtevkov, označen s tem, da ima predilna plošča 100 do 1000 predilnih odprtin.

9. Postopek v skladu z zahtevkom 8, označen s tem, da ima predilna plošča 200 do 400 predilnih odprtin.

10. Postopek v skladu s katerimkoli od predhodnih zahtevkov, označen s tem, da .ima ogrevana cona neko dolžino od 0,10 do 1,00 m.

11. Postopek v skladu z zahtevkom 10, označen s tem, da ima ogrevana cona neko dolžino od 0,15 do 0,50 m.

12. Postopek v skladu s katerimkoli od predhodnih zahtevkov, označen s tem, da je ogrevana cona sestavljena iz neke ogrevane cevi s temperaturo v območju T_m°C do T_m+150°C.

13. Postopek v skladu z zahtevkom 12, označen s tem, da je ogrevana cona sestavljena iz neke ogrevane cevi s temperaturo

-23v območju od T_m+30°C do T_m+100°C.

14. Postopek v skladu s katerimkoli od predhodnih zahtevkov, označen a tem, da je hladilna cona sestavljena iz neke perforirane cevi, kjer je pretočni odpor stene cevi višji na vrhu cevi kot pri njenem dnu.

15. Postopek v skladu s katerimkoli od predhodnih zahtevkov, označen s ten., da imajo vlakna, predno se raztezajo, neko dvolomnost od 0,040 do 0,080.

16. Postopek v skladu s katerimkoli od predhodnih zahtevkov, označen s tem, da se vlakna raztezajo v eni ali več stopnjah in da je temperatura valjčka za prvo stopnjo raztezanja pod Tg+60°C, pri čemer je T_g temperatura steklastega prehoda polimera.

17. Poliestrska filamentna preja, označena s tena, da ima preja naslednje lastnosti:

- pretržna trdnost £ 650 mN/tex,

- pretržni raztezek > 10 %, in

- pretržna žilavost > 40 J/g, in se ta preja lahko uporablja za izdelavo nekega korda, ki ima pre tržno trdnost več kot 570 mN/tex, dimenzijsko stabilnost več kot 110 in nek faktor kakovosti Q_f več kot 50.

18. Poliestrska filamentna preja v skladu z zahtevkom 17, označena s tem, da se ta preja lahko uporablja za izdelavo nekega korda, ki ima faktor kakovosti Q_f več kot 100.

19. Poliestrska filamentna preja v skladu z zahtevkom 18,

-24označena s tem, da se ta preja lahko uporablja za izdelavo nekega korda, ki ima faktor kakovosti Q_f več kot 125.

20. Poliestrska filamentna preja v skladu z zahtevkom 19, označena s tem, da se ta preja lahko uporablja za izdelavo nekega korda, ki ima faktor kakovosti Q_f več kot 150.

21. Kord, ki vsebuje poliestrske filamente, označen da ima kord naslednje lastnosti:

s tem,

- pretržna trdnost > 570 mN/tex,

- dimenzijska stabilnost > 110,

- faktor kakovosti > 50

22. Kord v skladu z zahtevkom faktor kakovosti večji od 100.

23. Kord v skladu z zahtevkom faktor kakovosti večji od 125.

24. Kord v skladu z zahtevkom faktor kakovosti večji od 150.

in

21, označen s tem, da je

25. Poliestrska filamentna preja v skladu s katerimkoli od zahtevkov od 17 do 20, označena s tem, da se preja uporablja kot ojačilni material v pnevmatičnih plaščih za avtomobile.

26. Gumast predmet, sposoben za vzdržanje mehanske obremenitve, označen s tem, da predmet vsebuje poliestrsko ojacilno prejo v skladu s katerimkoli od zahtevkov od 17 do

20.

27. Gumast predmet, sposoben za vzdržanje mehanske

-25obremenitve, v skladu z zahtevkom 26, označen s tem, da je predmet pnevmatični plašč za nek avtomobil.