SK1202000A3 - Process for shaping polymer mixtures into filaments - Google Patents

Description

Predložený vynález sa týka spôsobu výroby predorientovaných filamentov zo zmesí polymérov na báze polyesterov, pripravovaných v tavenine, za prísady amorfného, termoplasticky spracovateIného kopolyméru s teplotou zosklovenia vyššou ako 10° C zvlákňovaním roztavených zmesí polymérov s rýchlosťou ťahania vlákna najmenej 2500 m/min.

Doterajší stav techniky

Zvlákňovanie zmesí polymérov je známe z celého radu spisov:

EP 0 35 796 A /Tejin/ opisuje syntetické vlákna, okrem iného z polyesteru alebo polyamidu, ktoré obsahujú 1 až 15 % hmotn. polysulfónových polymérov s vysokou teplotou zosklovenia T_G^_150 °C. Aditívum zostáva v tvare, ktorý sa podobá gulovitému tvaru, v matrici a ovplyvňuje štruktúru povrchu filamentu a trenie vlákna. Rýchlosť zvlákňovania je okolo 2000 až 5500 m/min.

EP 0 041 327 B /ICI/ zverejňuje vlákna z PET alebo

PA-6.6, ktoré obsahujú 0,1 až 10 % hmotn. ďalších polymérov s anizotropnými vlastnosťami /LCP-typy/ Rýchlosti zvlákňovania sú okolo 1000 až 5000 m/min. Zvýšením pevnosti proti pretrhnutiu sa dosiahne zníženie rýchlosti /WUSS: wind up speed suppresion/, a tým vyšších pomerov pri orientovaní preťahovaním a zvýšenie produktivity.

EP 0 080 274 B /ICI/ sa týka vlákien z PET, PA-6.6 alebo PP, ktoré obsahujú 0,1 až 10 % hmotn.ďal1 šieho polyméru, ktorý je prítomný v tavenine s priemernou rýchlosťou častíc 0,5 až 0,3 /Um a pri zvlákňovaní z taveniny sa deformuje na fibrily. Rýchlosti zvlákňovania sú okolo 2000 až 6000 m/min, pričom zníženie rýchlosti /WUSS/ najmenej o 20 % sa dosiahne pomocou zvýšenia pevnosti proti pretrhnutiu poprípade nižším dvoj lomom spriadacieho vlákna z PET, a tým vyšších pomerov pri orientovaní preťahovaním a zvýšenie produktivity. Výhodné aditíva polymérov sú polyetylénglykol alebo PA-6.6 pre PET poprípade polyolefíny pre PA-6.6. Efekt pôsobí značne na parametre produkcie, ako presadenie, zvlákňovaciu teplotu, spôsob zmiešavania alebo typ výtlačného lisu. Prenesenie na výrobné zariadenie s rozdielnou kapacitou, konštrukčné typy alebo titračné programy je dôsledkom senzibility ťažké. Prihlasovatelia pripisujú toto negatívne správanie nevhodnému aditívu s príliš malou viskozitou, príliš nízkou teplotou zosklovenia a tendenciou opäť vykryštalizovať.

JP 56-91013 A /Tejin/ zverejňuje nedĺženú polyesterovú priadzu, pričom sa prídavkom 0,5 až 10 % hmotn. polyméru styrénu dosiahne zlepšená produktivita zvýšením pevnosti proti pretrhnutiu zvlákňovaného vlákna pri rýchlostiach medzi 850 až 8000 m /min, výhodne :=* 2500 m/min a príslušne vyšších pomerov díženia.Požiadavky na zmes polymérov a nedĺžená priadza na tvarovanie s dížením nie sú zverejnené.

EP 0 047 464 B /Tej in/ sa týka nedĺženej polyesterovej priadze, pričom sa prídavkom 0,2 až 10 % hmotn. polyméru typu /CH₂- CRjR₂ /_n, ako poly/4-metyl-l-pentén/ alebo polymetylmetakrylát, dosiahne zlepšená produktivita zvýšením pevnosti proti pretrhnutiu zvlákňovaného vlákna pri rýchlostiach medzi 2500 až 8000 m/min a príslušne vyšších pomeroch díženia. Nevyhnutná je jemná a rovnomerná disperzia aditíva polyméru, vyrobená miešaním, pričom priemer častíc musí byť na zabránenie tvorby fibríl 1 /um. Rozhodujúce pre účinok majú byť pre interakciu trojaké vlastnosti - chemická štruktúra aditíva, ktorá len ťažko pripustí pretiahnutie aditív molekúl, malá mobilita a kompaktibilita polyesteru a aditíva. Opatrenia slúžia na zvýšenie produktivity. Požiadavky na tvarovanie dížením nie sú zverejnené.

y EP 0 631 638 B /AKZO/ opisuje vákna prevažne z PET, ktorý obsahuje 0,1 až 5 % hmotn. z 50 až 90 % imidovaného . alkylesteru polymetakrylovej kyseliny. Vlákna získané pri rýchlostiach 500 až 10.000 m/min a následne na konečný stav dĺžené majú vyšší počiatočný modul. Zvlákňovanie pri velmi vysokých rýchlostiach /ako 8000 m/min / má byt možné pri známych zlomkoch vlákien. Až do 8000 m/min sa získajú čiastočne orientované priadze, ktoré nie sú ešte dĺžené na konečný stav dĺženia a dajú sa spracovať napríklad na tvarované priadze. Z príkladov pre priemyselné priadze sa bez ďalšieho nedá odvodiť vplyv na modul,· všeobecne sú dosiahnuté pevnosti nižšie, čo je značný nedostatok tohto produktu. Pri textilných použitiach sú opísané len dĺžené priadze. Príslušné nedĺžené priadze od rýchlosti zvlákňovania 6000 m /min ukazujú pevnosti proti pretrhnutiu 65, 3 %, tieto s prihliadnutím na prebiehajúcu vysokú kryštalizáciu zmrštenia za varu6,5% by nemohli byť spracovateíné tvarovaním s dížením.

45+ zvlákňovanej jednotky, počítať približne so

Zvlákňovanie zmesí polymérov na syntetické vlákna je cielom, podlá ktorého sa pri určitej rýchlosti zvlákňovania dosiahne vyššia pevnosť proti pretrhnutiu zvlákňovaných vlákien ako bez modifikácie prídavkom polyméru. Tým sa má umožniť vyšší pomer orientovania preťahovaním na výrobu konečnej priadze, čo môže prispieť k vyššej produktivite Podlá EP 0 041 327 B je potrebné ziskom produkcie:

E E /1 + 100/ -/1 + 100/ zisky produkcie ---------------------- . 100 %

E /1 +---- /

100 kedf E/E ’ sú pevnosťou proti pretrhnutiu nemodifikované/ modifikované. Preskúšanie vzorca ukazuje, že účinok je najväčší pri zvýšení predĺženia /E -E/. Príliš veíké predĺženie a tým redukovaný stupeň orientácie zvlákňovaného vlákna sú ale pre spracovanie pri rýchlych procesoch tvarovania s dížením nevhodné.

Iná cesta zvýšenia produkcie je opísaná v EP 0 080 274 B pomocou veíkosti WUSS - 20 %. Pri minimálne o 20 % vyššej rýchlosti zvlákňovania sa získa rovnaká pevnosť proti pretrhnutiu pri zvlákňovacích vláknach ako pri príslušne nižšej rýchlosti s nemodifikovaným polymérom. Priebežné správanie v pradiarni pri vyššej rýchlosti a pri dalšom spracovaní rovnako ako vlastnosti tam vyrobenej hotovej priadze nie sú zverejnené. Ukázalo sa, že nárokované priemerné veíkosti častíc 0,5 /um na komerčné spracovanie zmesi sú nevhodné, lebo takéto rozdelenie častíc vedie k početným zlomkom kapilár a vlákien.

Zvýšenie produktivity má za ciel zlepšenie hospodárnosti výrobného procesu. Toto pre ťažkosti pri výrobe a drahých zariadeniach s velkými rýchlosťami v určitej miere opäť stroskotalo. Podstatne k tomu prispievajú dodatočné náklady na polymér aditíva, takže toto v závislosti od množstva prísad dokonca pre hospodárnosť predstavuje nulu. Dôležitú úlohu hrá tiež dostupnosť polymérov pre aditívum na trhu. Pre tieto dôvody je veíký počet aditív opísaných v literatúre pre velkoprevádzky vylúčený.

Producent alebo užívateľ spôsobu musí zohľadniť celý výrobný reťazec a nemôže sa zastaviť pri zvýšení produkcie jedného čiastkového kroku /napríklad pradení/. Nesmie sa negatívne ovplyvniť následnými procesmi. Hlavne to je cieľom tohto vynálezu, neobmedziť podmienky ďalšieho spracovania pri nasledujúcich krokoch, výhodne ich vylepšiť, a to cez zvýšenú rýchlosť zvlákňovania.

Tak sú v stave techniky uvedené pre zmesi polymérov veľmi vysokej pevnosti proti pretrhnutiu aj pre vysoké rýchlosti zvlákňovania, ktoré charakterizujú silnú redukciu stupňa orientovania. Takéto zvlákňovacie vlákna nie sú, ako je známe, stabilné pri skladovaní a nedajú sa používať pri frikčných procesoch textúrovania pri vysokých rýchlostiach a spracovávať. Pevnosti proti pretrhnutiu 70 %, uvedené pri vysokých rýchlostiach zvlákňovania, ukazujú opäť na vysoký stupeň kryštalizácie, ktorý znižuje docielené pevnosti pri procese textúrovania.

Úlohou predloženého vynálezu je ukázať spôsob spracovania zmesí polymérov na báze polyesterov s rýchlosťou ťahania vlákna 2 2500 m/min na predorientovaní, výhodne ukázať vhodné filamenty na tvarovanie s dľžením, v ktorom sa nevyskytujú uvedené nedostatky. Hlavne by náklady na polyester, pridávaný ako aditívum, mali byt čo najnižšie, to znamená, že aditívum musí byť cenovo výhodné a pridávané množstvo sa musí udržať nízke. Zvlákňovanie zmesi polymérov musí oproti nemodifikovanému polyméru matrice viest ku zvýšeniu produkcie a musí umožniť spracovanie zvlákňovaného vlákna pri vysokej rýhlosti pri procese tvarovania s dížením.

Podstata vynálezu

Riešenie tejto úlohy sa podlá vynálezu realizuje spôsobom uvedeným v patentových nárokoch. Tento spôsob je charakterizovaný tým, že pomer viskozity taveniny kopolyméru k viskozite taveniny polyesteru je 1 : l až 10 : 1, že množstvo kopolyméru, pridávané k polyesteru zodpovedá prinajmenšom 0,05 % hmotn. /vzťahujúce sa na polyester/ a maximálne množstvu M, pričom M je dané vzorcom

0,8 /% hmotn/

1000

Podlá vynálezu sa kopolymér pridáva k polyesteru v množstvách minimále 0,05 % hmotn., pričom kopolymér musí byť amorfný a čo najmenej rozpustný v matrici poyesteru. V podstate nie sú oba polyméry vzájomne kompatibilné a tvoria dve fázy, ktoré sa môžu rozlíšiť mikroskopicky. Ďalej musí mať kopolymér teplotu zosklenia /stanovené pomocou DSC s hodnotou zahrievania 10° C/ min/ väčšou ako 100° a musí byť termoplasticky spracovatelný.

Viskozita taveniny kopolyméru sa pritom musí voliť tak, aby pomer viskozity jeho taveniny extrapólovaný na dobu merania nula, merané pri hodnote oscilácií 2,4 Hz a teplote taveniny polyesteru plus 34,0°C /pre polyetyléntereftalát 290° C/ relatívne k teplote polyesteru, merané pri rovnakých podmienkach, bol medzi 1 : 1 až 10 : 1. To znamená, že viskozita taveniny kopolyméru je prinajmenšom rovná alebo výhodne vyššia ako viskozita taveniny polyesteru. Len voíbou špecifickej oblasti viskozity pre aditívum / kopolymér/ poprípade volbou špecifického pomeru viskozity aditiva a polyesteru sa dosiahne optimálna účinnosť. Pri takto optimalizovanom pomere viskozít je možná minimalizácia prídavku aditíva, čím sa obzvlášť zvýši hospodárnosť spôsobu a dosiahnu sa obzvlášť priaznivé vlastnosti na spracovanie. S prekvapením je pomer viskozít, zistený podía vynálezu ako ideálny, pre použitie zmesí polymérov na výrobu syntetických filamentov nad oblasťou, ktorá je v literatúre na zmiešavanie dvoch polymérov pokladaná za nepriaznivú. V protiklade k stavu techniky sa zmesi polymérov s vysokomolekulárnymi kopolymérmi dali výborne zvlákňovať.

Podmienené vysokou plynulou aktivačnou energiou polymérov aditíva, zvyšuje sa pomer viskozít po výstupe polymérnej zmesi zo zvlákňovacej trysky v oblasti tvorby vlákna ešte drasticky. Pomocou volby priaznivého pomeru viskozít sa dosiahne hlavne úzke rozdelenie velkosti častíc aditíva v matrici polyesteru a kombinácie pomeru viskozít s plynulou aktivizačnou energiou jasne vyšší ako pri polyestere /PET asi 60 kJ/ml /, a to znamená viac ako 80 kJ/ mol, výhodne viac ako 100 kJ/mol potrebnej štruktúry elementárnych vlákien aditíva v zvlákňovanom vlákne. V porovnaní s polyesterom vysoká teplota zosklenia zaisťuje rýchle spevnenie tejto štruktúry týchto elementárnych častíc v zvlákňovanom vlákne. Maximálne veľkosti častíc polymérneho aditíva sú pritom priamo po výstupe zo zvlákňovacej trysky asi okolo 1000 nm, pokial priemerné velkosti častíc sú 400 nm alebo menšie.

Výhodne je pomer viskozít taveniny kopolymérov k polyesteru za vyššie uvedených podmienok medzi 1,4 : 1 až 8 : 1. Výhodný je hlavne pomer viskozít taveniny medzi 1,7 : 1 až

6,5 : 1. Za týchto podmienok je priemerná velkosť častíc polyméru aditíva 220 až 350 nm.

Množstvo kopolyméru pridávané k polyesteru je najmenej

0,05 % hmotn. Na mnoho použití stačí množstvo prídavku menšie ako 1,5 %, pri rýchlosti ťahania vlákna nad 3500 a až do 6000 m/min a viac, dokonca menej ako 1,0 %, čo má značnú výhodu pre náklady.

Maximálne pridávané množstvo polyméru aditíva podľa tohto vynálezu relatívne k množstvu polyesteru zodpovedá množstvu M, pričom množstvo M je v závislosti od rýchlosti ťahania vlákna definované nasledujúcim vzorcom:

M=

1600

/% hmotn./

V oblasti rýchlosti zvlákňovania 3500 až 6000 m/min vyplývajú týmto maximálne množstvá prídavku 1,39 až 2,95 % hmotn.

Výhodne , na dosiahnutie obzvlášť dobrej hospodárnosti sa horné množstvo aditíva, ktoré sa má pridávať, pre rýchlosti ťahania vlákna väčšie ako 2900 m /min definuje veličinou M⁺, pričom

1650

/% hmotn/

Tým vyplýva pre rýchlosti zvlákňovania 3500 až 6000 m/min množstvo prísady medzi 0,39 až 1,91 % hmotn.

Pre rýchlosti ťahania vlákna väčšie ako 4200 m/min je množstvo polyméru aditíva pridávané k polyesteru výhodne minimálne rovné veličine N, ale prinajmenšom sa rovná 0,05 % hmotn., pričom /m

---- .v|---ť 1,14 / % hmotn./

3510 min

Pre rýchlosti ťahania vlákna 4200 až 6000 m/min je najmenšie množstvo teda medzi 0,057 až 0,57 % hmotn.

Pri dodržaní vyššie uvedeného, výhodného pomeru viskozít polyméru aditíva k polyesteru zodpovedá pridávané množstvo kopolyméru relatívne k množstvu polyesteru výhodne veličine P, pričom P =P* + 0,2 % hmotn., prinajmenšom sa ale rovná 0,05 % hmotnosti ťahania vlákna väčšie ako 399 m/min je

2270

/ % hmotn./

Množstvo pridávaného aditíva v tomto výhodnom prípade je teda pre rýchlosti zvlákňovania 3900 až 6000 m/ min medzi 0,07 % hmotn. až 1,39 % hmotn.

Pre rýchlosti zvlákňovania medzi 2500 m / min a tu pre M* N a P špecifikované najmenšie zvlákňovacie rýchlosti platia len minimálne a maximálne množstvá, uvedené v nároku 1, pokial pre vyššie zvlákňovacie rýchlosti sa používajú výhodne dodatočne vyššie uvedené hranice množstva. Samozrejme platia tieto vzorce aj pre rýchlosti zvlákňovania nad 6000 m/min asi až do 12 000 m/min.

Ako vláknotvorné polyméry matrice prichádzajú do úvahy termoplasticky spracovateľné polyestery, ako polyetyléntereftalát /PET/, polyetylénnaftalát ,polypropyléntereftalát, polybutyléntereftalát. Výhodne sa používajú homopolyméry. Do úvahy prichádazjú ale aj kopolyméry týchto polyesterov s podielom asi až 15 % mol obyčajných komonomerov, ako napríklad dietylénglykolom, trietylénglykolom, 1,4- cyklohexándimetanolom, polyetylénglykolom, kyselinou izoftalovou alebo kyselinou adipovou.

Dodatočne môžu polyméry obsahovať prísady, ako napríklad katalyzátory, stabilizátory, optické zjasňovače a matovacie prostriedky. Polyester môže obsahovať tiež malý podiel /maximálne 0,5 % hmotn./ zložiek napomáhajúcich rozvetvenie, napríklad polyfunkčných kyselín, ako napríklad kyselinu trimelitovú, kyselinu pyromelitovú alebo trojmocné až šesťmocné alkoholy, ako napríklad trimetylolpropán, pentaerytrit, dipentaerytrit, glycerín alebo zodpovedajúce hydroxylové kyseliny.

Zmiešavanie polyméru /kopolyméru/ aditíva s polymérom matrice sa realizuje prídavkom vo forme pevnej látky k časticiam polyméru matrice v vstupe extrudéra s miešačkou alebo gravimetrickým dávkovaním alebo alternatívne pomocou natavenia polyméru aditíva, dávkovaním pomocou zubového čerpadla a napájaním do prúdu taveniny polyméru matrice. Potom nasleduje výroba homogénneho rozdelenia pomocou miešania v závitovkovom lise a/lebo pomocou statickej alebo dynamickej miešačky. Výhodne sa pomocou špecifickej volby miešačky a doby trvania pochodu zmiešavania nastaví definované rozdelenie častíc, skôr ako sa zmes taveniny vedie dalej potrubím prerozdelenia produktu k jednotlivým miestam zvlákňovania a k zvlákňovacím tryskám. Osvedčili sa miešačky s rýchlosťou strihu 16 až 128 sec”¹ a dobou zadržania v miešačke najmenej 8 sek. Pritom má súčin rýchlosti strihu /s¹/ a 0,8 mej mocniny doby zadržania / v sek/ byť 250 až

2500, výhodne 300 až 600.

Pritom je rýchlosť strihu definovaná rýchlosťou strihu v prázdnej trubke /s“¹/ krát faktor miešačky, pričom faktor miešačky je charakteristická veličina typu miešačky. Pre Sulzer-SMX- typy je napríklad tento faktor asi 7 až 8. Rýchlosť strihu v prázdnej trubke sa počíta podlá

4.10³.F

/s^-1/ (K R ³.60 a doba zdržania /s/ podlá

Pričom

F = dopravované množstvo polyméru /g/min

V₂= vnútorný objem prázdnej trubky /cm³/

R = priemer prázdnej trubky /mm/ podiel prázdneho objemu /u Sulzer -SMX-typov 0,84 až 0,88/ ff = menovitá merná hmotnost zmesi polyméru v tavenine /asi 1,2 g/ cm³/

Ako zmiešavanie oboch polymérov, tak aj nasledujúce zvlákňovacie zmesi polymérov sa realizujú pri teplotách, vždy podlá polyméru matrice, v oblasti 220 až 320 °C.

Výroba syntetických filamentov zo zmesí polymérov podlá vynálezu rýchlozvlákňovaním s rýchlostou ťahania vlákna 2500 m/min sa realizuje za použitia zvláňovacích zariadení. Pritom sa filierová zostava podlá známeho stavu techniky podrobí spracovaniu filtračnými zariadeniami alebo obyčajnými médiami / napríklad ocelovým pieskom/.

Roztavená zmes polymérov sa po realizovanom strihacom a filtračnom spracovaní pretlači vo filiárnej sústave vývrtmi v v doske trysky. V nasledujúcej oblasti sa vlákna taveniny ochladia pomocou studeného vzduchu pod ich teplotu mäknutia, takže sa zabráni zlepovaniu alebo vynoreniu sa na nasledujúcom rozdelovacom člene na vlákna. Vytvorenie chladiacej oblasti je nekritické, pokial je zaručený homogénny zväzok vlákien rovnomerne prechádzajúci prúdom vzduchu. Tak môže byť priamo pod doskou trysky usporiadaná vzduchová oblasť pokoja na opozdenie ochladzovania. Studený vzduch sa môže privádzať priečnym alebo radiálnym vfukovaním z klimatického systému alebo prostredníctvom chladiacej trubky z okolia pomocou samočinného nasávania.

Po ochladení sa filamenty zväzkujú a pôsobí sa na ne zvlákňovacím olejom. Preto sa používajú mazničky, do ktorých sa privádza zvlákňovací olej pomocou dávkovacích čerpadiel ako emulzia. Preparované vlákno prechádza výhodne splietacím zariadením na zlepšenie koncov vlákien. Taktiež môžu byť usporiadané manipulačné a bezpečnostné orgány, pokým sa vlákno dostane k navíjaciemu agregátu, a tam sa navíja na valcovej kostre cievky na balíky. Obvodová rýchlosť balíku vlákien sa reguluje automaticky a rovná sa rýchlosti navíjania na kostru cievky. Rýchlosť ťahania vlákna môže byt na základe jeho pohybu navíjania vyššie o 2,0 až o 2,5 % ako rýchlosť navíjania na cievku.Optimálne sa môžu po pradiarskej preparácii alebo pred navíjaním na cievku použiť poháňané gelety. Obvodová rýchlosť prvého systému geliet sa označuje ako rýchlosť ťahania vlákna. Ďalšie gelety sa môžu použiť na díženie alebo na relaxáciu.

Inkompatibilita oboch polymérov spôsobuje, že polymér aditíva tvorí priamo pred výstupom zmesi polymérov zo zvlákňovaej trysky častice podobné tvarom gulovitým časticiam alebo pozdĺžne tvarované častice v polyméri matrice. Výhodne je pomer dĺžky/priemeru 2. Najlepšie podmienky sa získali vtedy, keď priemerná veíkosť častíc /aritmetický priemer/ d₅₀ bolť-400 nm a podiel častíc-^lOGOnm v priereze bol menší ako 1 %.

Ovplyvnenie týchto častíc oneskorením zvlákňovania sa dalo preukázať analyticky. Nové výskumy zvlákňovaných vlákien podía spôsobu TEM /transmisná elektrónová mikroskopia/ existuje štruktúra, podobná fibrilám.

bol stanovený asi 40 nm. Pomer dĺžky bol pritom ^50. Ak sa tieto fibrily keď sú častice aditíva po výstupe zo zvlákňovacej trysky, čo sa týka ich priemeru príliš veíké alebo je rozdelenie veíkostí príliš nerovnomerné, čo je prípad pri nedostatočnom pomere viskozít, potom dôjde ku strate účinku.

ukazala, ze tam Priemerný fibril /priemeru fibril nevvtvoria alebo

Účinok navíjania, opísaný v literatúre, sa nemohol pomocou polyméru aditíva podía vynálezu zrealizovať. Vyhodnotenie mikroskopických výskumov priečnych a pozdĺžnych rezov vlákien dokazuje, že napätie pri preťahovaní pri zvlákňovaní je smerované k tvorbe vznikajúcich fibril aditíva a matrice polyméru, chudobné na napätie sa prepadajú. Tým dochádza k deformácii matrice za následok redukciu orientácie a podmienok, potlačenie ktoré majú za kryštalizácie indukovanej zvlákňovaním. Samozrejme, vyhodnotenie tohto efektu sa realizuje posudzovaním tvorby zvláknených vlákien a správania pri spracovaní.

Ďalej nevyhnutná 80 kJ/ mol, je pre účinnosť plynulá aktivačná teda vyššia ako aditív podía tohto vynálezu energia kopolymérov najmenej je plynulá aktivačná energia matrice polyesteru. Len za tohto predpokladu je možné, aby fibrily pred polyesterovou matricou stuhli a zachytili podstatnú časť napätia pôsobiaceho pri zvlákňovaní. Tým sa umožní dosiahnutie požadovaného zvýšenia kapacity zariadenia na zvlákňovanie.

Ako je známe, vytvorí sa štruktúra zvlákňovaného vlákna v podstate v oblasti prieťahu pod zvlákňovacou tryskou. Dĺžka oblasti prieťahu sa pri nemodifikovanom polyméri mení rýchlosťou ťahania vlákna. Typické hodnoty pre pradeno pri obvyklých rýchlostiach ťahania vlákna minimálne 2500 m/min sú pri dĺžkach asi 300 mm, výhodne pre POY okolo 250 mm až<700 mm. V spôsobe podía vynálezu sa oblasť ťahania vlákna oproti konvenčnému pradeniu predlžuje. Skrútenie /necking/ filamentov skokom, pozorované pri vysokých rýchlostiach sa potlačí. Zmena rýchlosti vlákien pozdĺž cesty ťahania nadobúda hodnotu, ktorá zodpovedá hodnote konvenčného POY, vyrobeného pri 3200 m/min.

Spôsob podía vynálezu je rovnako vhodný pre rýchlozvlákňovanie vlákien POY s titrom filamentov POY.?» 3 dtex až 20 dtex a viac, rovnako ako POY filamentov s titrami dtex, hlavne ale mikrofilamentov s 0,2 až 2,0 dtex.

Pre ďalšie spracovanie zvlákňovaného vlákna pri pretvarovaní s dĺžením pri vysokých rýchlostiach je dôležité nasledujúce:

zvlákňované vlákna podía tohto vynálezu ako pradeno na tvarovanie s dĺžením - obyčajne označované ako POY - sa vyrába s rýchlosťami ťahania 7^9500 m/min, výhodne 3500 m/min, najvýhodnejšie^000 m/min. Tieto pradená musia mať fyzikálnu štruktúru, ktorá sa vyznačuje špecifickým stupňom orientácie a malou kryštalizáciou. Pre ich charakteristiku sa osvedčili veličiny predĺženia pri pretrhnutí, dvoj lom, stupeň kryštalizácie a zmrštenia za varu. Zmes polymérov podía vynálezu sa vyznačuje predĺžením pri pretrhnutí pet zvlákňovaných vlákien /POY/ minimálne 85 % a maximálne 180 %. Zmrštenie za varu je 32 až 69 %, dvojlom je medzi 0,030 až 0,075, stupeň kryštalizácie menší ako 20 % a pevnosť proti pretrhnutiu minimálne 17 cN/tex. Výhodne je predĺženie pri pretrhnutí PET zvlákňovaných vlákien medzi 85 až 160 %. Zvlášť výhodné pomery sú tie, pri ktorých predĺženie pri pretrhnutí PET zvlákňovaných vlákien je medzi 109 až 146 %, pevnosť proti pretrhnutiu súčasne najmenej 22 cN/tex a hodnota podía Ustera je maximálne 0,7 %.

Tvarovanie s dĺžením sa realizuje podía typu filamentu pri rozdielnych rýchlostiach, pričom sa pre filamenty s normálnym titrom 77 2 dtex /konečný titer/ používajú rýchlosti 2750 m/min, výhodne <^900 m/min.Pre mikrofilamenty a jemné titry /konečné titry/ 2 dtex sú výhodné rýchlosti medzi 400 až 750 m/min. Spôsob sa dá výhodne používať pre tieto titry a hlavne pre mikrofilamenty medzi 0,15 až 1,10 dtex /konečný titer/ pre filament.

Pomery orientovania s dĺžením, ktoré sa majú používať, sú pre špecifické pradená medzi 1,35 až 2,2, pričom sa pre menší stupeň orientácie používajú výhodne pomery orientácie s dĺžením v hornej hranici a naopak. Pri tvarovaní s dĺžením sa pomer orientovania s dĺžením ovplyvňuje v závislosti od rýchlosti práce kolísaním napätia /surging/. Zvlášť výhodné sú potom pomery orientovania s dĺžením podía vzorca:

Pomer orientovania s dĺžením =5. 10 ”⁴. w /m/min + b, pričom w = rýchlosť orientovania s dĺžením v m/min b = konštanta, ktorá je medzi 1, 15 až 1,50

Polyméry aditiva, ktoré sa majú pridávať k polyesteru, môžu, ak majú vyššie uvedené vlastnosti, mať rôzne chemické zloženie. Výhodne sa používajú tri rôzne typy kopolymérov, a to:

1. kopolymér, ktorý obsahuje nasledujúce monomerné j ednotky:

A = kyselina akrylová, kyselina metakrylová alebo ch₂ = cr - coor¹ , pričom R je atóm H alebo skupina CH₃ - a r'Cj- C ₁₅ alkylový zvyšok alebo C₅~C₁₂ cykloalkylový zvyšok alebo ^c6”^ci4“ arylový zvyšok,

B = styrén alebo C₁_₃~alkylsubstituované styrény, pričom kopolymér sa skladá zo 60 až 90 % hmotn. Ά a 2 až 40 % hmotn. B, z 83 až 98 % hmotn. A a 2 až 17 % hmotn. B, a najvýhodnejšie z 90 % hmotn. až 98 % hmotn. B /súčet = 100 % hmotn./.

2. kopolymér, ktorý obsahuje nasledujúce monomerné j ednotky:

C = styrén alebo C₁_₃-alkylsubstituovené styrény,

D = jeden alebo viacero monomérov vzorca I, II alebo

III

R,- C — COOH

II r₂— c —COOH /11/

R,— C — C —0 ¹ II /° r₂— c — c=o /111/ pričom R₃,R₂ ^a R3 sú atóm H alebo C ^-^5^- alkylový zvyšok alebo C ₅_₁₂-cykloalkylový zvyšok alebo C g-14 -arylový zvyšok, pričom kopolymér sa skladá z 15 až 95 % hmotn. C a 2 až 80 % hmotn. D, výhodne z 50 až 90 % hmotn. C a 5 až 50 % hmotn. D a najvýhodnejšie zo 70 až 85 % hmotn. C a 15 až 30 % hmotn. D pričom súčet C a D je spolu 100 %.

3. kopolymér, ktorý obsahuje nasledujúce monomerné jednotky:

E - kyselina akrylová, kyselina metakrylová alebo CH₂ CR-COOr’, pričom R je atóm ft alebo skupina CH₃ a R⁷ C₁_₁₅~alkylový zvyšok alebo C ₅_₁₂-cykloalkylový zvyšok alebo C g_^₄ - arylový zvyšok,

F = styrén alebo Cj_₃alkylsubstituované styrény,

G = jeden alebo viacero monomerov vzorca I,II,III

C —COOH ľ

C — COOH /11/

C-C=O

J

C—c=o /111/ pričom Rj, R₂ a R₃ sú atóm h alebo C ₁_^₅-alkylový zvyšok alebo C₅_C₁₂-cykloalkylový zvyšok alebo C ₆_₁₄ -arylový zvyšok,

Η = jeden alebo viac etylenicky nenasýtených s E alebo F alebo G kopolymerovatelných monomérov zo skupiny metylstyrén, vinylacetát, estery kyseliny akrylovej, estery kyseliny metakrylovej, ktoré sa líšia od E, vinylchlorid, vinylidenchlorid, halogénsubstituované styrény,vinylétery, izopropenylové étery a diény, pričom sa kopolymér skladá z 30 až 99 % hmotn. E, O až 50 % hmotn. F?O až 50 % hmotn. G a O až 50 % hmotn. H, výhodne zo 45 až 97 % hmotn. E, O až 30 % hmotn. F, 3 až 40 % hmotn. G a O až 30 % hmotn. H a najvýhodnejšie zo 60 až 94 % hmotn. E, O až 20 % hmotn. pričom súčet

F, 6 až 30 % hmotn. G a o až 20 % hmotn. H,

E,F,G a H je spolu 100 %.

Pri zložke H sa jedná o optimálnu zložku. Hoci výhody, ktoré sa majú podlá vynálezu dosiahnuť, sa môžu dosiahnuť už kopolymérami, ktoré majú zložky zo skupín E až G, objavujú sa výhody, ktoré sa majú dosiahnuť vynálezom, aj keď na stavbe kopolyméru, ktorý sa podlá vynálezu má pridávať,zúčastnia sa ďalšie monoméry zo skupiny H.

Zložka H sa výhodne zvolí tak, aby nemala žiadny negatívny vplyv na vlastnosti kopolyméru, ktorý sa podlá vynálezu používa.

Zložka H sa okrem iného môže používať preto, aby sa vlastnosti kopolyméru požadovaným spôsobom modifikovali príkladne zvýšením alebo zlepšením vytláčacej plastičnosti, ked sa kopolymér zahrieva na teplotu tavenia, alebo na redukciu zvyškovej farby v kopolyméri alebo použitím polyfunkčného monoméru, aby sa týmto spôsobom zaviedla určitá miera zosietenia do kopolyméru.

Popri tom sa H môže voliť tak, aby sa kopolymerizácia zložiek E až G vôbec prvýkrát umožnila alebo podporila, ako napríklad v prípade MSA a MMA, ktoré samotné nekopolymérujú, ale pri pridaní tretej zložky, ako napríklad styrénu, kopolymérujú bez problémov.

K monomérom, ktoré sú na tento účel vhodné, patrí okrem iného vinylester, estery kyseliny akrylovej, napríklad metyla etylakrylát, estery kyseliny metakrylovej, ktoré sa líšia od metylmetakrylátu, napríklad butylmetakrylát a etylhexylmetakrylát, vinylchlorid, vinylidenchlorid, styrén Gl·· -metylstyrén a rôzne halogénsubstituované styrény, vinyl- a izopropylénéter, diény, ako napríklad 1,3-butadién a divinylbenzén. Zníženie zafarbenia kopolyméru sa môže dosiahnuť napríklad hlavne výhodným použitím monomérov bohatých na elektróny, ako napríklad vinyléteru, vinylacetátu alebo (A - metylstyrénu.

Velmi výhodné vinylmonoméry, ako pri zlúčenine H sú z uvedených zlúčenín napríklad styrén alebo -metylstyrén

Samotné výroby kopolymérov, ktoré sa podlá vynálezu používajú, sú dobre známe. Môžu sa vyrábať polymerizáciou v hmote, roztokovou polymnerizáciou, suspenznou polymerizáciou alebo emulznou polymerizáciou, časté odkazy na polymerizáciu v hmote možno nájsť v Houben-Weyl, zv. E20, diel 2/1987/, strana 1145 ff. Pdkazy na roztokovú polymerizáciu tam taktiež možno nájsť, a to na strane 1156ff. Technika suspenznej polymerizácie je tam uvedená na strane 1149ff, pokial emulzná polymerizácia je tam opísaná a vysvetlená na strane 1150ff.

Zvlášť výhodná je v rámci vynálezu perličková polymerizácia, pričom velkost častíc pri tejto polymerizácii je vo zvlášť výhodnom rozmedzí. Obzvlášť výhodne majú kopolyméry používané podlá vynálezu, napríklad dôsledkom vmiešania do taveniny polymérov vlákien tvar častíc o priemeri 0,1 až 1,0 mm. Použiteľné sú aj väčšie alebo menšie perličky alebo granuláty.

Polyméry podlá vynálezu môžu ako dalšie súčasti obsahovať aditíva, ktoré sú obvyklé pre termoplastické východiskové hmoty na mechanické spracovanie plastov a prispievajú zlepšeniu vlastností polymérov. Z týchto možno menovať:

antistatiká, antioxidantiká, ohňovzdorné prostriedky, mazivá, farbivá, prostriedky mapomáhajúce stálosť na svetle, katalyzátory polymerizácie a prostriedky napomáhajúce polymerizácii, adhézivá, matovacie prostriedky alebo organické fosforitány . Tieto prísady sa používajú v obvyklých množstvách, výhodne v množstvách až do 10 % hmotn., výhodne^l % hmotn., vzťahujúce sa na 100 % hmotn.kopolymérov.

Typy kopolymérov 2 a 3 s imidovými skupinami sa môžu vyrábať ako z monmérov pri použití monomérneho imidu, tak aj dodatočným úplným alebo čiastočným imidovaním kopolyméru, obsahujúceho derivát kyseliny maleínovej. Tieto adičné polyméry sa získajú napríklad úplným alebo výhodne čiastočným zreagovaním zodpovedajúceho kopolyméru vo fáze taveniny s amoniakom alebo primárnym alkylamínom alebo arylamínom, napríklad anilínom /Encyclopedia of Polymér Science and Engineering Vol. 16 /1989/, Wiley-Verlag, strana 78/. Všetky kopolyméry podlá vynálezu, tak ako, ak existujú, ich neimidované východiskové polyméry, sa dajú kúpiť alebo sa dajú vyrobiť spôsobom, ktorý je pre odborníka bežný.

Pre zmesi polymérov z polyetyléntereftalátu s hraničnou viskozitou asi 0,55 až 0,75 dl/g a kopolymérov typu 1,2 alebo 3 sú výhodné kopolyméry s viskozitným číslom v rozmedzí 70 až 130 cm³

Spôsob pódia vynálezu umožňuje pomocou prídavku kopolyméru k polyesteru podstatne zvýšiť oproti stavu techniky rýchlosť ťahania pri výrobe pradena, zatial čo sa pomer orientácie pri tvarovaní s dížením umožňuje zachovať zodpovedajúc nemodifikovanému polyesteru ako konštantný. Tým sa zvyšuje kapacita výrobného zariadenia priamoúmerne s rýchlosťou ťahania.

Vzhladom na to, že kapacita zvlákňovacieho miesta je priamo úmerná súčinu pomeru stupňa natiahnutia a rýchlosti ťahania, je zisk kapacity v pradiarni:

zisk kapacity =

100 /%/ pričom

Wj = pomer orientovania s aditívom

W_Q = pomer orientovania bez aditíva Γι = pomer navíjania pradena s aditívom na cievku ^-_o = pomer navíjania pradena bez aditíva na cievku

Typicky je _θ v rozmedzí 2500 až 3500 m/min a W_Q v súlade s rýchlosťou zvlákňovania podlá známeho stavu techniky medzi 1,35 až 2,2.

Závislosti M, M* , P a N vypovedajú, že pridané množstvo aditíva nesmie byť volené nezávisle od rýchlosti ťahania, ked sa má dosiahnuť ciel, ktorý predstavujú preorientované, málo kryštalické vlákna, vhodné na orientovanie s dížením, vyrobené zo zmesí polymérov. Pritom je nevyhnutné vyvarovať sa toho, aby jednak stupeň predorientácie nebol príliš nízky, to znamená, napríklad aby predĺženie pri pretrhnutí nebolo príliš velké, a jednak aby pri príliš velkom stupni orientácie nedošlo k značnej kryštalizácii, indukovanej zvlákňovaním. Pre filamenty, vyrobené pri rôznych rýchlostiach ťahania a rôznych koncentráciách aditíva, bol zistený pomer stupňa natiahnutia pri orientovaní s dlžením. Súvislosti M*, P* a N sa pritom znázorňujú ako čiary konštantného pomeru roztiahnutia. Z toho vyplýva zvláštna prednosť tohto spôsobu. Výrobca filamentu môže pre každú rýchlosť ťahania nastaviť a zvoliť množstvo aditíva tak, že získa pre svoje podmienky ďalšieho spracovania optimálny pomer stupňa roztiahnutia. Orientácia s dížením sa tým realizuje pri optimálnych volitelných podmienkach.

Hodnoty vlastností, uvedené v nasledujúcich príkladoch a vyššie uvedenom texte boli zistené nasledovne:

Rozdelenie častíc aditíva: tavné povrazce sa rozbili v kvapalnom dusíku ostrým nožom. Skúšanie lomových plôch sa realizovalo pomocou elektrónovej rastrovacej mikroskopie a nakoniec analytickým vyhodnotením obrazu, pričom za základ sa zobral eliptický tvar /podobný gulovému/, dĺžka, šírka a z toho vypočítaný priemer.

Rýchlosti vlákien boli určované pomocou lasserovej Dopplerovej anemometrie za použitia diódového lasera s 10 mW výkonu, TSI GmbH, Aachen/DE, typ LS50M. Pri tejto sa lasserový lúč rozdelil a oba čiastkové lúče vytvorili na objekte rez, ktorý sa mal merať. Interferenčné frekvencie sa merajú v oblasti spätného rozptylu a z posuvu interferenčnej frekvencie sa vypočíta rýchlosť objektu. Rýchlosť vlákien sa merala v niekolkých vzdialenostiach pod zvlákňovacou tryskou. Zmena rýchlosti až do dosiahnutia rýchlosti definoveného ťažného zariadenia definuje zvlákňovaciu oblasť prieťahu. Ako miera bola definovaná dĺžka medzi bodmi rýchlosti lOOOm/min a 90 % konečnou rýchlosťou v /mm/. Obyčajne je táto dĺžka pretiahnutia niekolko 100 mm. Pri vysokých rýchlostiach zvlákňovania sa môže skrátiť asi na 100 mm, pričom dôjde k pomernému zúženiu prierezu pri pretrhnutí /necking / vlákna, zmena rýchlosti vlákna v oblasti asi od 1750 m/min potom nasleduje takmer bodovo.

Hraničná viskozita bola určovaná na roztoku 0,5 g polyesteru v 100 ml zmesi, skladajúcej sa z fenolu a 1,2-dichlórbenzénu /3:2 dielom hmotn./ pri 25°C.

Viskózne číslo WZ /nazývané tiež Staudigerova funkcia/ je relatívna zmena viskozity 5 % roztoku kopolymérov v chloroforme, vzťahujúca konentráciu, vzťahujúce sa na rozpúšťadlo, pričom doby prietoku boli zisťované v Ubbelohdovom viskozimeri so zavesenou guličkou, Schott Typ Nr. 53203 a kapilárou Oc podlá normy DIN 51562 pri 25° C. Ako rozpúšťadlo slúžil chloroform.

1 VZ = ---- - 1 . pričom t = doba prietoku roztoku polyméru v sekundách t_Q= doba prietoku rozpúšťadla v sekundách c = koncentráia v g/100 ccm

Na stanovenie viskozity taveniny /začiatočnej viskozity/ bol polymér sušený vo vákuu na obsah vody 1000 ppm /polyester ^50 ppm /.Potom sa granulát vložil do kužeľového doskového reometra typu UM 100, Physica Messtechnik GmbH, Stuttgart/DE, pod atmosférou dusíka na temperovanú meraciu dosku. Pritom bol merací kužeľ /MK210/ po natavení vzorky, to znamená asi po 30 sekundách polohovaný na meracej doske. Meranie sa odštartovalo po ďalšej perióde ohrievania 60 sekúnd /doba merania = 0 sekúnd/. Teplota pri meraní bola 290°C pre polyetyléntereftalát a polymérne aditíva, ktoré sa pridávali ku polyetyléntereftalátu, poprípade sa rovnala teplote tavenia /metóda potom/ dotyčného polyesteru plus 34,0 °C. Takto stanovená teplota merania zodpovedá typickej teplote spracovania alebo teplote zvlákňovania toho ktorého polyesteru. Množsvo vzoriek sa volilo tak, aby sa štrbina reomera dokonale vyplnila. Meranie sa realizovalo pri osciláciách s frekvenciou 2,4 Hz /zodpovedá hodn. strihu 15sek^-1/ a amplitúde deformácie 0,3 a určuje absolútnu hodnotu komplexnej viskozity ako funkcie doby merania. Potom bola počiatočná viskozita prepočítaná pomocou lineárnej represie na dobu merania nula.

Na stanovenie teploty tavenia polyesteru sa vzorka polyesteru najskôr nastavovala pri 110 ° C počas 1 min a priamo potom sa ochladila na teplotu miestnosti. Potom sa stanovovala teplota tavenia pomocou merania DSC /Differential Scanning Calorimetrie/ pri hodnote ohrevu 10 °c/min. Predúprava a merania sa realizovali pod atmosférou dusíka.

Plynulá aktivačná energia /E/ je mierou pre hodnotu zmeny nulovej viskozity v závislosti od zmeny teploty merania, pričom nulová viskozita je viskozita extrapólovaná na hodnotu strihu 0. Meranie nulovej viskozity sa realizovalo pri teplotách v rozmedzí kapilárnym reometrom, typ Buchen/DE a vyhodnotenie

240 až 280 °C Rhaograph 2002, sa realizovalo vysokotlakovým Gottfert GmbH, metódou troch parametrov podlá Carreau-Winter. Podlá toho bola plynulá aktivačná energia zisťovaná podlá Arrheniovej rovnice z nulovej viskozity podlá M.Pahl et. al., Praktische Rheologie der Kunststoffe und /1995/, strany 256 ff.

Elastomere, VDI-Verlag, Dusseldorf

Vlastnosti pevnosti boli zisťované pomocou skúšobného trhacieho stroja pri dĺžke úchytu skúšobnej vzorky 200 mm, sile predpätia 0,05 cN/dtex a rýchlosti skúšania 200 mm/min.

Zmrštenie kondiciovaných spracovávaných za varu bolo určované pri teplote miestnosti min vo vode s telotou 95 na vláknach a dopredu i 1° C.

Dvoj lom bol meraný spôsobom opísaným v DE 195 19 898 A a hodnoty podlá Ustera boli zisťované spôsobom opísaným v EP 0 346 641 B.

Stanovenie sily natiahnutia sa realizovalo pomocou prístroja Dynafil M firmy Textechno, Monchengladbach/DE pri teplote výhrevnej trubky 200° C a pri rýchlosti skúšania 100 m/min.

Kryštalizácia /K/ sa vypočítala z hustoty P podlá

1,455. P - 1,938

K /%/ = ----------------- . 100

p. 0,123 pričom hustota sa zisťovala na krátkych, rozvetvených častiach vlákien pri 23° C podlá metódy gradientov hustoty /v CCl₄/n-heptán/.

Charakteristické hodnoty skaderenia orientovaných priadzí z plynulých vlákien /menovitý titer až 500 dtex/ sa zisťovali podlá DIN 53840, diel 1.

Hĺbka sfarbenia sa zisťovala na pletenej hadici zafarbenej terasilovou námorníckou modrou GRL-C % /CibaGeigy, Basel /CH/ pomocou porovnávacieho merania luminácie farby reflexným fotometrom podlá DIN 54001.

Príklady realizácie vynálezu

Príklad 1 /porovnávací/

Polyetyléntereftalát s hraničnou viskozitou Λ intr= 0,64 dl/g /zodpovedá počiatočnej viskozite 250 Pa.s/ a obsahom zvyškovej vody^í.50 ppm sa na tavil v jednozávitovkovom vytláčacom lise a privádzal sa s teplotou 296 °C výrobným vedením s 15 statickými miešanými prvkami typu SMX, s menovitou svetlosťou DN 15, Sulzer AG, Zurich/CH a úseky prázdnej trubky - na zaistenie doby zadržania relevantnej velkoprevádzke, poprípade doby trvania termického zaťaženia taveniny - pomocou ozubeného dávkovacieho čerpadla cez adaptér zvlákňovacej trysky k zväzku zvlákňovacích try siek.

Zvláknené vlákna vystupujúce z vývrtov v doske trysiek boli ochladzované v konvenčnej navievacej komore s priečnym navievaním, pričom rýchlosť vzduchu bola nastavená na 0,45 m/sek.

Vo vzdialenosti 1200 mm pod zvlákňovacou tryskou boli ochladené zvlákňované vlákna zväzkované pomocou olejovej mazničky a bola na ne nanesená emulzia zvlákňovacieho oleja a vody, pričom množstvo preparátu naneseného na vlákno bolo 0,35 %, vzťahujúce sa na hmotnosť vlákien.

Zväzok vlákien bol ťahaný pomocou dvoch esovitých, ovinutých, hnaných geliet a navíjaný v navíjacom agregáte Barmag AG, Remscheid/DE, Typ SW7, s dvojrotorovým presúvacím zariadením na dutinky. Rýchlosť ťahania vlákna sa definovala obvodovou rýchlosťou geliet. Rýchlosť navíjania bola nastavená asi o 1 % menšia, takže medzi geletami a navíjačkou bolo napätia 10 cN. Menovitý titer takto vyrobeného vlákna bol 84/34 dtex.

Rýchlosť ťahania vlákna bola nastavená na 3200 m/min, pričom množstvo polyméry 41,4 g/min bolo privádzané k zvlákňovacej tryske. Charakteristické údaje pradena sú zhrnuté v tabuľke 1.

Tabuľka 1: referencie POY:

porovnávací pokus	č	1
doba zadržania	min	11
titer	dtex	130
pevnosť proti pretrhnutiu	cN/tex	25,3
CV-zaťaženie na hran.pevn.	%	2,6
predĺženie pri pretrhnutí	%	117,3
CV-predĺž. pri pretrhnutí	%	2,3
Uster - half inert	U%	0,23
	27

normál zmrštenie za varu dvoj lom

U% %

.10

0,66

48,4

CV = koeficient zmeny

Príklad 2

Zvlákňovací systém dávkovacím zariadením, podlá príkladu 1 bol doplnený skladajúcim sa z odtavovacieho výtlačného lisu a zubového dávkovacieho čerpadla. Pomocou tohto dávkovacieho systému sa dávkovalo aditívum so zvyškovým obsahom vody 1000 ppm vo forme nataveného granulátu a ako tavenina v koncentrácii 1,0 % hmotn. do prúdu taveniny PET a pomocou statickej miešačky vmiešavané pri dobe zadržania v miešačke 44 s. Zmes polymérov bola zvlákňovaná tiež za rovnakých podmienok zvlákňovania ako v príklade 1 pri teplote 296 °C. Pri adiíve v porovnávacom pokuse č. 2 sa jedná o komerčný produkt Delpet 8ON firmy ahi Kasei/JP, polymetylmetakrylát s viskozitným číslom VZ = 61,2 ccm/g.

Rýchlosť ťahania vlákna bola samozrejme nastavená konštantná na 5000 m/min. Presadenie polyméru bolo 63 g/min, čím došlo k priemernej dobe zdržania taveniny asi 7,5 min až do vstupu do zväzku zvlákňovacích trysiek.

Pri ďalšom zvlákňovacom pokuse /č.3/ bolo pridávané aditívum Delpet 80N v koncentrácii 1,8 % hmotn. do prúdu taveniny PET a zvlákňovalo sa za rovnakých podmienok.

Pri ďalších pokusoch /č. 4 až 9/ sa za rovnakých podmienok zvlákňovali zmesi polymérov, pričom množstvo prídavku toho ktorého polyméru bolo len 0,65 % hmotn. Aditíva boli produkty formy Degussa AG Hanau/DE, totiž kopolyméry s 8,8% hmotn. styrénu v polyméri /S/ a 91,2 % hmotn. metylmetakrylátu /MMA/ a s rôznymi viskózitnými číslami podía tabuíky /2/.

Pri pokuse 9 sa za inak rovnakých podmienok spracovala a zvlákňovala zmes polymérov pri teplote len 286° C. Charakteristické dáta pradena pre tieto a vyššie uvedené pokusy sú zhrnuté v tabuíke 2a a 2b.

Tabuíka 2a :

porovnávací pokus	č	2	3
aditívum		PMMA		PMMA
koncentrácie	% hmotn	i. 1,0		1,8
viskozitné číslo	ccm/g	61		61
pomer viskozít**·	:1	0,9		0,9
titer	dtex	129		129
rýchlosť ťahania	m/min	5000		5000
teplota zvlákňovania	°C	296		296
predĺženie pri pretrhn	%	77,7		118,	5
Tabuíka 2b:
pokus
aditív č. 4	5	6	7	8	9
P/SMMA/	P/SMMA/	P/SMMA/	P/SMMA/	P/SMMA/	P/SMMA/
koncen. %hmotn.0,65	0,65	0,65	0,65	0,65	0,65
viskóz.
číslo ccm/g 84	91	98,5	103,7	118,4	98,5
pomer
viskozít*:1 1,7	2,4	4,4	4,5	5,1	4,4
E*> KJ/mol		110
titer dtex 130	129	130	129	129	130

rýchl.

ťahania	m/min	5000	5000	5000	5000	5000	5000
tepl. zvlákň.	°C	296	296	296	296	296	296
predí. pri pre-	- %	96,4	112,1	115,1	123,4	113,2	116,1

trhnutí

Viskozita*^- taveniny aditíva polyméru k viskozite taveniny polyesteru / =1/ plynulá aktivizačná energia

Pri zvýšení viskozitného čísla pridávaného polymérneho aditíva sa najskôr ukazuje prírastok predĺženia pri pretrhnutí, to znamená maximálne zlepšenie hospodárnosti sa pozoruje pri prídavku kopolyméru s viskozitným číslom asi 105 ccm/g. Pri prídavku aditíva ešte s vyšším viskozitným číslom opäť pomaly dochádza k zníženiu hospodárnosti spôsobu.

Oproti aditívu, ktorý je zverejnený v EP 47 464 B s kopolymérmi podlá vynálezu s viskozitmými číslami v rozmedzí 91 až 118 ccm/g sa dosiahne približne rovnaký účinok zvýšenia kapacity pri drasticky zníženom množstve aditíva.

Táto redukcia množstva aditíva nie je výhodná len hospodársky, ale znamená značnú technologickú prednosť. Ovplyvňovanie správania pri ďalšom spracovaní, ako napríklad lepenie prímesí aditíva, nachádzajúich sa na povrchu vlákien, na horúce povrchy vykurovacích dosák tvarovacích agregátov sa podstatne zmenší, ak sa - v rámci tohto vynálezu - podarí znížiť množstvo pridávaného aditíva. Ďalej predstavuje hraničná plocha medzi prímesami aditíva a polyesterovou matricou na základe inkompatibility oboch materiálov chybné miesto pri prenose mechanických pnutí v priadzi, ktoré pri vysokých koncentráciách aditíva môže viest ku zlomom kapilár. Tento jav je tým výraznejší, čím väčšie je množstvo aditíva a ovplyvňuje správanie pri tvarovaní, rovnako tak ako pevnosť proti pretrhnutiu tvarovanej priadze.

Pri pokusoch č 6 a 9 bolo aj napriek drasticky zmenenej termickej predbežnej zatažovacej zmesi taveniny použitím zvlákňovacej teploty 286° C, poprípade 296° C dosiahnuté takmer rovnaké predĺženie pri pretrhnutí, to znamená, že aditív sa podía vynálezu vyznačuje dobrou termostabilitou v rozmedzí teplôt relevantných veikoprevádzke.

Príklad 3

Pi ďalších pokusoch sa zvlákňovali za rovnakých podmieenok ako v príklade 2 ďalšie zmesi polymérov, pričom prídavok práve používaného aditíva bol 0,72 % hmotn. Aditívy boli kopolyméry firmy Degussa AG, Hanau/DE s 8,8 % hmotn. styrénu v polyméri, 86,2 % MMA a 5 % hmotn. N-cyklohexylmaleinimidu a s rôznymi viskozitnými číslami, ako je to uvedené v tabulke 3, ktorá obsahuje tiež charakteristické čísla pradena.

I ,

	►tí *tí	Ρ<	C+	Η	C+	W	< <	Ρ	X		►9
	Β 5	ο	(D	«!»	Ρ·	X	ρ· π-	Ρ	ο	ο	Ρ
X	π> η	<	►tí	Ο	<+	X	ω ω	Ρ-	Ρ	X	σ'
	c+ Ρ-	ρ	Ρ·	Ρ*	W		X X	<+	Ω	Ρ	Ρ
Ρ	Η Ρ»	Ρ	Ο	Η	►1		ο ο	Ρ»	Π)	CD	Η
	tr Νι	Π-	<+	Ο			Ν Ν	<	Ρ		2Γ
χ	5 η	Ρ-	Ρ	(0			ρ. ρ.	Ρ	C+		Ρ
χ	ť Ρ			C+			C+ C+		Μ
	c+ Ρ-		Ν	Ρ-			• ·		Sí'		Ο-’
<	ρ« <0		<	Ρ			•σ ο<		Ω
Ρ-			Ρ	ρ·			Ο Η>		•
ρχ	*σ		$Β.	Ρ			Β Μ
	κ		X	Ρ			π>
<+	Ρ-		1	C+			ΚΧ Ο
£				•	Ρ	X	Ο			ο<
σ'		Ο		Β	C+	C-,	• Β	ρ-
ť		ο			(0		Ρ	Β
PJ				Β	X	Β	CXJ	ο
X				Ρ·		Ο		<+
ť				Ρ		Ρ		Ρ
ΙΟ
σ'

P

-4	ΙΟ	ΟΙ	Ρ	Ο	Ch	ο
Ο	43	Ο	ιο	Μ	Ρ»	«β
W	ΟΙ	ο	43	00		-4
Ρ		ο				ΙΟ

00	ιο	οι	Ρ»	ΙΟ	-4	Ο	Ρ
οι	43	Q	ΙΟ		ΙΟ	Μ	Ρ*
	Ch	Ο	43	ο		-Ο
ΟΙ		Ο				ΙΟ

	ΙΟ	οι	Ρ		00	ο	Ρ
Ρ	43	ο	U3	Μ	ω		ΙΟ
ο	Ch	ο	Ρ	rv		-4
Ch		ο				ΙΟ

	ΙΟ	ΟΙ	Ρ	Ρ	43	ο	Ρ
Ρ	43	Ο	U»		43		CJ
ΙΟ	Ch	Ο	Ρ	ο	Μ	-4
οι	ο			Ρ	ΙΟ
43
	ΙΟ	οι	Ρ	Ρ	43	Ο	Ρ
Ρ	43	ο	ΙΟ	Μ	43		Ρ
ΙΟ	Ch	ο	43	ΙΟ		-4
-4	ο			σ\	ΙΟ

σ>

Ρ	ΙΟ	οι	Ρ	Ρ	οι	Ρ	Ο	Ρ
LJ	43	Ο	CJ	ΙΟ	«β	Ρ	Μ	οι
UI	Ch	Ο	Ρ	ο	Ch	LJ	-4
		Ο				Μ	ΙΟ

Ρ	ΙΟ	οι	Ρ	43	Ρ	Ο	Ρ
ΙΟ	43	Ο	ΙΟ		ΙΟ	Μ	σ»
οι	Ch	Ο	43	ch	00	-4
«β		Ο			W	ΙΟ
Ρ					Ch

Ρ	ΙΟ	ΟΙ	Ρ	Ρ	Ρ	Ο	Ρ
43	43	Ο	ΙΟ	Ρ	-4	Μ	-4
*·	Ch	Ο	43	W	Ρ	—4
ΙΟ		Ο		ΓΌ		ΙΟ

I *

Porovnávacie pokusy č. 10 a 17 a pokusy č. 11 až 16 opäť potvrdzujú existenciu výrazné optimum viskozity aditíva s prihliadnutím na zvyšujúcu sa kapacitu efektu poprípade predĺženie pri pretrhnutí. V rozmedzí viskozitných čísiel od 61 asi až do 100 ccm/g sa hospodárnosť spôsobu zvyšuje najskôr takmer lineárne s viskozitným číslom. V rozmedzí viskozitných čísiel = 100 ccm/g až k viskozitnému číslu asi 115 ccm/g sa hospodárnosť potom zlepšuje už nepatrne. Nad týmto optimom sa opäť nepatrne hospodárnosť znižuje až k viskozitnému číslu asi 130 ccm/g. Pri viskozitnom čísle = 174 ccm/g dochádza viditeíne k negatívnemu javu, čo sa týka kapacity. Pokus č. 11 zodpovedá POY s menším predĺžením pri pretrhnutí ako je to pri ostatných pokusoch a nachádza sa preto v hraničnej oblasti vynálezu.

Príklad 4

Pri pokuse č. 18 sa použil v zvlákňovacom systéme z príkladu 2 zväzok trysiek s doskou zvlákňovacej trysky so 17 vývrtmi namiesto 34 vývrtov.

Za inak nezmenených podmienok sa vmiešalo 0,65 % hmotn. aditíva podía vynálezu s 8,8 % hmotn. styrénu a 91,2 % hmotn. MMA s viskozitným číslom VZ = 98,5 ccm/g a zmes polymérov sa zvlákňovala pri množstve polyméru 63 g/min, rýchlosťou dĺženia vlákna 500 min/min a pri teplote zvlákňovania 296 ° C na vlákno s menovitým titrom 84/17 dtex.

Pri dalšom pokuse /č. 19/ sa za inak nezmenených podmienok použila doska zvlákňovacích trysiek so 72 vývrtmi,s priemerom vývrtov 0,10 mm, L = 2D a zmes polymérov sa zvlákňovala s rovnakým aditívom ako pri pokuse č. 18 pri 5000/min rýchlosťou dĺženia na vlákno s menovitým titrom 84/72 dtex.

Nakoniec bola použitá doska zvlákňovacích tyrsiek so 120 vývrtmi o priemere 0,13 mm, 1 = 2D a za pridania 0,65 % hmotn. rovnakého aditíva ako predtým, množstvo polyméru 58 g/min a rýchlosťou díženia 4500 m/min sa zvlákňovalo vlákno s menovitým titrom 84/120 dtex / pokus č. 20/.

Charakteristické údaje všetkých pradien sú zhrnuté v tabulke 4:

Tabuľka 4:

pokus	č	18	19	20
menovitý titer	dtex	84/17	84/72	84/120
koncentr. aditíva	% hmotn.	0,65	0,65	0,65
teplota zvlákňov.	°C	296	296	296
titer	dtex	127	128	128
rýchlosť dĺženia	m/min	5000	5000	5000
predĺženie pri pretrhn.	%	111,1	110,6	112,2

Porovnávací príklad

Polyetyléntereftalát s hraničnou viskozitou ^_ntr = 0,64 dl/g /zodpovedá počiatočnej viskozite 250 Pa.s/ a s obsahom zvyškovej vody ppm bol natavený v jednozávitovkovom vytláčacom lise so zmiešavacím dielom LTM 3D, typ 4E4 24D firmy Barmag AG, Remscheid /DE a privádzaný s teplotou 290° C pomocou zubového dávkovacieho čerpadla vedením produktu so 7 statickými miešacími prvkami, Typ SMX, firmy Sulzer AG,

Zurich/CH a úsekmi prázdnej trubky /na zaistenie doby zadržania relevantnej velkoprevádzke/ k ďalšej, následne ako zvlákňovacie čerpadlo označovanému zubovému dávkovaciemu čerpadlu.

Na výstupe tohto zvlákňovacieho čerpadla bola tavenina rozdelená do šiestich čiastkových prúdov, ktoré mali vzájomne rovnaké obsadenie. Každý z týchto čiastkových prúdov bol privádzaný adaptérom so zvlákňovacími tryskami s dvoma statickými miešačkami, Typ SMX DN 10, firmy Sulzer AG, Zurich/CH k zväzku zvlákňovacích trysiek.

Zväzok trysiek obsahoval, hladiac v smere toku taveniny, definovaný strihací a filtračný prostriedok nasledujúcej konštrukcie: objem ocelového piesku so zrnením 350 až 500 um, oporná doska, druhý tkaninový filter s 20 um, doska zvlákňovacích trysiek s 34 vývrtmi, priemer vývrtov 0,25 mm,

L = 2D a s priemerom dosky 80 mm, zodpovedajúcim filtračnej n

ploche 40 cm . Pri meniacom sa presadení polyméru sa nastaví tlak 110 až 190. 10⁵ Pa.

Pradená vystupujúce z vývrtov zvlákňovacej trysky boli ochladzované v konvenčnej vfukovacej komore s priečnym vfukovaním, pričom rýchlosť vzduchu bola nastavená na 0,55 m/min.

Vo vzdialenosti 1500 mm pod zvlákňovacou tryskou boli zvláknené vlákna zväzkované pomocou olejovej mazničky a boli vybavené nánosom emulzie zvlákňovacieho oleja a vody, pričom preparačné množstvo nanesené na vlákna bolo asi 0,55 %.

Zväzok vlákien bol skladaný pomocou dvoch esovitých, ovinutých hnaných geliet a bol navíjaný v navíjacom agregáte firmy Barmag AG, Remscheid/ DE Typ CW8 T-920/6, dvojrotorovým vodiacim zariadením na 6 cievok. Rýchlosť dĺženia bola definovaná obvodovou rýchlosťou geliet. Rýchlosť navíjania bola nastavená asi o 1 % menšia, takže medzi geletami a navijáčkou vzniklo pnutie 10 cN. menovitý titer takto vyrobených vlákien bol 84/34 dtex.

Rýchlosť dĺženia bola nastavená na 3200 m/min, pričom množstvo polyméru na zvlákňovaciu trysku bolo nastavené na 44 g/min, čím došlo k priemernej dobe zadržania taveniny až do vstupu do zvlákňovacieho čerpadla asi 15 min. Pri druhom pokuse bola rýchlosť dĺženia zvýšená na 5000 m/min a súčasne sa nastavilo množstvo polyméru 63 g/min na zvlákňovaciu trysku pri priemernej dobe zadržania asi 11 min. Charakteristické hodnoty zvlákňovaných vlákien sú zhrnuté v tabuíke 5 ako priemerná hodnota všetkých 6 cievok jednotlivých pokusov.

Tabuíka 5

porovnávací pokus	č	E1	E2
doba zadržania	min	15	11
počet prvkov SMX		7	7
teplota zvlákňovania	°C	290	290
rýchlosť dĺženia	m/min	3200	5000
zvlákňovací titer	dtex	130	128
predĺženie pri pre-
trhnutí	%	117,3	63,7
CV-predĺženie pri
pretrhnutí	%	2,3	5,0
pevnosť proti pre-
trhnutiu	cN/tex	25,3	36,4
CV zaťaženie na hra-
nici pevnosti	%	2,6	3,0
dvojlom	X 103	48,4	72,5
zmrštenie pri vare	%	64	6,0
kryštalizácia	%	10,8	39

CV predĺženie

pri pretrhn.	%	3,1	3,5	2,5	2,2	2,5	2,6
pevn. proti
pretrhn. cN/tex	34,9	34,7	30,6	25,6	22,8	17,0
CV zaťaž.
na hrán.pevn	. %	3,1	2,6	2,4	2,3	3,0	2,7
dvoj lom	X 10“	386,3	81,4	72,5	58,1		36,5
zmrštenie
za varu	%	4,7	7,8	50,8	60,7	57,3	61
kryštalizác.	%	27	22,1		6,3		2,9
Uster-half
inert	U%	-	-	0,36	0,37	0,4	0,35
-normál	U%	-	-	0,48	0,54	0,57	0,84

napätie dyna-

filU	cN/tex-	-	5	4,6	3,5	1,8
dynafil CV	%	-	1,41	1,07	1,78	2,4
pomer predí.
dynafilu	%	-	40	70	40	80

Vlákna podía vynálezu boli vytvarované dĺžením ako v príklade E1 pri rýchlosti spracovania 1000 m/min. Textilné charakteristické hodnoty sú zhrnuté v tabulke 8 ako priemerná hodnota všetkých šiestich cievok každého pokusu.

Tabuíka č. 8

Výsledky vytvarovania s dĺžením pokusov E5 až E8

pokus	č	E5	E6	E7	E8
rýchlosť	m/min	1000	1000	1000	1000
pomer díže-
nia	1:	1,509	1,72	1,923	2,170
napätie Fl/
F2	cN	40/35	32/29	28/26	26/26

0,8 % hmotn. styrénu, 91,2 % hmotn. MMA, viskozitné číslo VZ =98,5 ccm/g.

Pomer viskozít taveniny aditíva k polyesteru podl'a tohto vynálezu bol 4,8 a doba zadržania zmesi polymérov v zóne miešania / 7 miešacích prvkov, ako v príklade 5/ 8 s.

Rýchlosť ťahania vlákna bola nastavená konštantné na 5000 m /min. Presadenie polyméru každej zvlákňovacej trysky bolo 63 g/min. Tlak trysiek bol v rozmedzí 145 až 150 barov. Tabuika 7 obsahuje charakteristické hodnoty vlákien ako priemernú hodnotu všetkých 6 cievok každého pokusu.

V provnávacích príkladoch E3 a E4 je množstvo aditíva menšie ako vyššie definovaná veličina N a teda také malé , že sa líši jasne od nemodifikovanej priadze, ale množstvo aditíva nestačí na to, aby sa v potrebnej miere zredukovala kryštalizácia a necking, takže sú zaistené vlastnosti pre ďalšie spracovanie. Pokusy č E5 až E8 sú oproti tomu podlá vynálezu.

Tabuika 7

Pokus	č	E3	E4	E5	E6	E7	E8
doba zadrž.	min	11	11	11	11	11	11
počet prvkov SMX		7	7	7	7	7	7
teplota zvlákňov.	°C	290	290	290	290	290	290
rýchlosť ťahan.vlák.	m/min	5000	5000	5000	5000	5000	5000
koncentr. aditíva %	hmôt	0,12	0,17	0,41	0,77	0,97	1,47
zvlák.titer	dtex	129,7	128,6	128,7	127,2	129,3	129,4
predĺž.pri pretrhnutí	%	70,4	73,4	93,0	118,1	139,9	167,0

sfarbenie stupeň 1 až 2 - 1 až 2 správanie pri spracovaní + - 0 /+ = pozitívne, 0 = podmienene spracovateíné, - = negatívne/

Porovnávací príklad 1 zodpovedá stavu techniky, a to jednak čo sa týka vlastností pradena, tak aj tvarovania s dĺžením. Pri zvýšení rýchlosti zvlákňovania na 5000 m /min dochádza pri tvarovaní s dĺžením k problémom vo forme zlomov a defektov napätia vlákien, a pomer díženia, ktorý sa má používať, sa musí veími zredukovať. Taktiež dosiahnuteľná pevnosť je nižšia. Dôvodom je zvýšený stupeň kryštalizácie POY dĺženého vlákna a vyznačuje sa príslušne menším predĺžením pri pretrhnutí a priškrtením pri zvlákňovacom ťahaní /pomeru medzi rýchlosťou ťahania vlákna a rýchlosťou postupu hmoty zo zvlákňovacej komory/.

Príklad 6

V zvlákňovacom systéme podía príkladu 5 za rovnakých podmienok zvlákňovania bol pridávaný k polytereftalovej zostave polymér aditíva podía vynálezu s obsahom zvyšku vody «^1000 ppm vo forme perličkových častíc so stredným priemerom asi 0,2 mm v rôznej koncentrácii. K tomu bol dávkovaný aditív dávkovacím zariadením na dávkovanie pevných látok s vretenom na dopravu typu GLD 76 firmy Gericke,

Rielasingen/DE a v požadovanom množstve dávky pomocou dávkovacej trubky do prúdu systému PET v oblasti vstupu odtavovacieho vytláčacieho lisu.

Adičný polymér bol produktom firmy Degussa AG, Hanau/DE, typ Degalan PVPMS, zodpovedajúci kopolyméru podlá vynálezu s nasledujúcim zložením:

Uster-half inert	U%	0,23	0,35
normál	U%	0,66	0,45
napätie dynafilu	cN/tex	4,1
dynafil CV	%	1,2
pomer predĺženia
dynafilu	%	70

Zvlákňované vlákna z porovnácacích pokusov č E1 a č E2 boli ďalej spracovávané v Barmagovom stroji na orientáciu s dĺžením, so zmenenou konštrukciou, typ FK6-S-500, vybaveným Barmagovým diskovým agregátom typu 7 s polyuretánovými diskami PU, H6, konfigurácia 1-4-1, D/Y = 1,84, teploty vykurovacých dosák 1 a 2 = 195 /160 °C pri rýchlosti 800 m/min, poprípade teploty vykurovacích dosák 1 a 2 = 210/160 °C pri rýchlosti 1000 m/min.

Pomer dĺženia, zistený z pomeru výstupovej rýchlosti k vstupnej rýchlosti, bol prispôsobený charakteristickým údajom zvlákňovaného vlákna a je zhrnutý v tabulke 6 spolu s dosiahnutými charakteristickými údajmi orientovanej priadze ako priemerná hodnota všetkých šiestich cievok každého z pokusov.

Tabulka 6

Výsledky tvarovania s dĺžením pokusov č E1 až E2

porovnávací pokus	č	E1	E2	E1
rýchlosť	m/min	800	800	1000
pomer dĺženia	1:	1,699	1,18	1,79
napätie F1/F2	c/N	29/37	38/37	32/31
predĺženie pri
pretrhnutí	%	43,8	33,8	45,3
pevnosť proti
pretrhnutiu	cN/tex	23,3	27,5	18,2

konštantné	na 4350	m/min.	Presadenie polyméru	každej
zvlákňovacej	trysky	bolo 55	g/min.	Tlak trysky	bol v
hraniciach	130 až	145	barov.	Tabuíka 9	obsahuje
charakteristické údaje	pradena	ako priemernú hodnotu	všetkých
6 cievok jedného pokusu.
Tabuíka	9
pokus	č	E9	E10	Eli	E12
doba zadr-
žania	min	13	13	13	13
počet prv.
SMX		7	7	7	7
teplota zvlákňov.	°C	290	290	290	290
rýchlosť ťahania vl. koncentr.	m/min	4350	4350	4350	4350
aditiva %	hmôt.	0,14	0,47	0,75	0,97
titer zvlá-
kňovania	dtex	130,5	129,4	131,3	131,5
predĺženie pri pretrh. CV-predĺžen.	%	86,4	115,3	153,4	176,1
pri pretrhn.	%	3,7	2,3	2,0	3,1
pevnosť proti
pretrhn. CV-zaťaženie	cN/tex	31,8	26,7	22,7	19,7
na hrán. pevn.%	3,0	2,8	2,7	3,1
dvoj lom zmrštenie za	X 103	69,5	51,7	40	33
varu	%	44,8	59,1	62,2	63,4
kryštalizác.	%	11	6,8	5	4,1

predĺženie

pri pretrh. %	18,1	21,5	18,3	17
pevnosť proti
pretrhn. cN/tex	44,2	45,2	41	41,2
sfarbenie stupeň	1-2	1-2	2	2
správanie
pri spracov.	0	+	0	0

/+ = pozitívne, 0 podmienene spracovateíné, - = negatívne/

Podmienkam zvlákňovania bolo najlepšie prispôsobené množstvo aditíva v pokuse E6. Tu sa dosiahli najlepšie vlakstnosti priadze tvarovanej s dížením.Taktiež bolo možno bez problémov zvýšiť rýchlosť tvarovania na 1000 m/min pri pozitívnom správaní pri spracovaní, naproti čomu porovnávacia priadza podía stavu techniky z príkladu E1 ukazovala pri zvýšení rýchlosti tvarovania z 800 na 1000 m /min zhoršenia správania pri spracovaní /tabulka 6/.

Taktiež v príkladoch E5, E7 a E8 sa dajú dosiahnuť dobré vlastnosti tvarovania s dlžením. Množstvo aditíva pri týchto pokusoch nie je ale v zvlášť výhodnom rozmedzí. To sa prejavuje v miernom ale ešte nekritickom znížení pevnosti proti pretrhnutiu a predĺženiu pri pretrhnutí, hlavne v sa množstvo aditíva odkláňa najviac od hraničiaceho množstva.

príklade E8, kde obzvlášť vhodného

Príklad 7

V dávkovacom systéme a zvlákňovacom systéme podlá príkladu 6 pri rovnakých podmienkach zvlákňovania sa k polyetyléntereftalovému systému opäť pridával ako aditív polymér, rovnaký ako v príklade 6, a to opäť v rôznych koncentráciách.

Rýchlosť ťahania vlákna bola v tomto prípade nastavená

Uster-half

inert	U%	0,49	0,46	0,40	0,44
normál	U%	0,60	0,60	0,56	0,67
napätie dyňa	.cN/tex	5,5	4,6	2,7	1,8
dynafil-CV	%	1,0	1,0	2,1	3,0
pomer predí.
dynafilu	%	40	70	80	80

Vlákna boli tvarované s dĺžením rovnako ako pri pokuse E1 pri rýchlosti spracovania 1000 m/min. Textilné charakteristické údaje sú zhrnuté v tabulke 10 ako priemerná hodnota všetkých 6 cievok jednotlivých pokusov.

Pri pokuse E10 bola koncentrácia aditíva zvlášť dobre prispôsobená rýchlosti zvlákňovania, takže rezultovali prvé zvlášť výhodné vlastnosti zvlákňovaného vlákna a po druhé pri tvarovaní s dĺžením sa dosiahli najlepšie vlastnosti priadze a najlepšie správanie pri spracovaní.

Taktiež pri pokusoch Eli a E12 boli vyrobené tvarované dĺžené priadze dobrej kvality. Pri pokuse Eli nebolo pridávané množstvo aditíva vo zvlášť výhodnom rozmedzí. Z tohto dôvodu je aj predĺženie pri pretrhnutí zvlákňovaného vlákna mimo výhodnou oblaťou a v porovnaní s pokusom E10 sa dá zistiť malé zníženie pevnosti proti pretrhnutiu a predĺženie pri pretrhnutí priadze orientované s dĺžením. Táto tendencia pokračuje pri pokuse E12, kde množstvo aditíva je taktiež mimo výhodnej hranice prídavku.

Tabuľka 10

Výsledky tvarovania s dĺžením pri pokusoch E10 až E12

pokus	č	E10	Eli	E12
rýchlosť	m/min	1000	1000	1000
pmery díženia	1:	1,73	1,76	1,76
napätie F1/F2	cN	35/21	29/26	25/25
predĺženie pri
pretrhnutí	%	20,6	17,2	16,5
pevnosť proti
pretrhnúť.	cN/tex	45,5	41	36,6
sfarbenie	stupeň	1-2	2	2
správanie pri
spracovaní		+	0	0

/ + = pozitívne, = podmienene spracovateľné, - = negatívne/

Príklad 8

V dávkovacom a zvlákňovacom systéme podľa príkladu 6 a za rovnakých podmienok sa menila rýchlosť zvlákňovania medzi 3200 m/min a 6000 m/min. Pritom bolo pridané množstvo ditíva prispôsobené tak, aby v priadzi POY rezultovalo predĺženie pri pretrnutí medzi 115 % až 133 %.

Tabulka 11 obsahuje charakteristické dáta zvlákňovania vlákien ako priemernú hodnotu všetkých 6 cievok jednotlivých pokusov. Na porovnanie sú ešte raz uvedené údaje pokusu El uvedené v tabuľke 5.

•d

P

3

C3

x

N

P

•tí

O

•tí

O

N

x

b

<+

to

•0

P

•tí 1

o

*<J

P·'

CO

b

g

<

ro

«ς

(0

<í

o

*<!

tí

<í

b

o

gj

9

3

Γ+

Hl

b

o

<

<

n

P

3

O

•d

P

tí

3

tí

(t

tí

co<

W

C_l.

3

N

3

•tí

P

E?

O

3

P

po.

u

P

tí )

b

H>

<+

b

»+

c+

P

o

ÍL

o

b

Ρ»

x

tí

P

o

X

P

CO 1

P

ρ-

&'<

tí

O

to

ct

CO

(0

t*

3«

3

O

«+

3«

P

to

1

P

ω

1

P

3

B

ct

ÍL

ct

P

tí

O

<+

n

P

O

tí

P

O

P·

P-

P·

N<

Ρ»

3

<!

b

ct

«$

3

P

1

tí

P

3

N

tí

(D

•tí

t*

ρ-

Ρ-

Pi

to

•

P·

b

)

P-

C

<<

ÍL'

px

3

b

(D

ω

Ω

O

ct

<

tí

to<

Ρ»

3

1

P

o

to

P·

o

3

Pl

P-

P

P

c+

P

1 1

N

ÍL

3

H>

P-

P

tí

ct

P·

•tí

P

3

Pi

b

•tí

3

tí

Hi

o

p

P·

(D

b

<+

P

X

«<

o

P·

3

P·

b

P·

3

P

P·

P

3

3<

CO

P

P-

P-

P

9

3

E

F

•d

•tí

<+

P

P-

O

x

«<

1

(L'

tí

P'

tí

b

b

b

•o

tí

P·

P

<

P

B

1

P

b

tí

3*

tí

P·

b

b

<+

P

tíl

P-

r+

b

<+

(D

Pl

3

b

1

«<

P

b

•tí

<+

•4

H

P·

tí

i

3

3

3

b

b

P

P'

P

P>

P-

3

tí

tr

X

H>

O

tí

<+

3

3

H·

P·

c+

b

•

P1

P

Pl

3

Tabuľka 11

-4 P

Λ &

o
ξ	c!	a	* * *
c+			p
Φ			o

ι

Uj £3 > « « <+ φ X

P	ÍÄ	9
f+		\
tí	3*	B
x	9	H-
	O	3
	r+
	3 *

ο

QQ 5 \ Η· 9 3

j.

|Ω<

| ·

P	p	o	o	l·-»
w	w	w	w	o
rv	P	Ch	rv	00
SO		Ch	ui	00

os

Ρ IV 00 “ “ os

ΓΟ	rv	P	P	O u*	rv	A
VI	M	P	Ul	ľV	\O	1—1
00 uj	UJ	η4 «·	o	o o	O	w p

SJ1

o «0 sO -J

P «0 P

o «0 P 00

o «0 U u

-P» «0 SO

OS o «0 P

P VI w rv

rv M P

rv VI «0 -P-

P 00 00

P u> rv 00

P IV oo «0

o 00 Ul

UJ 00 O O

rv sU O

P 00

P P

I i IM IP IUi |

SJt

OS

1

fl

-J o

o 00 sO -J

P 00 os

o 00 os o

o 00 -P OS

OS 00 00

SJI sO 00 P

SJI P 00 >4

IV w 00

rv os 00 —4

IV w UJ

P P SJI 00

P rv so 00

o 00 -P -v

P UJ SJI o

rv so O

VI VI

M Lu

1 1 IM IP IO

UJ

-P

1 a

-v o

P 3

P os

o VI P

o Ul -4

os UJ

os o 00 -4

VI 00 00 P

IV 00 UJ

IV SJI 00 Os

rv 00 rv

P P 00 00

P IV —4 00

O 00 -4 -4

SJI O O o

rv \O O

os UJ

P P

1 1 IM los 1

P

-4

1 1

o	o	+* 1	i cn	IV
w	00	00	Loj	00
os	P	O	00	00
P	rv		os

rv ρ

*0

N Ρ Ρ Ρ VI Μ

- Η Γϋ - Ο sO

VI ->J <ο (—ι Q Ο

ľ. ľ. ⁰⁰ Ο —4 10 VI

Sm

IP |P

Zvlákňované vlákna boli tvarované rovnako ako v príklade 5 pri rýchlosti spracovania 1000 m/min.TextiIné charakteristické údaje sú uvedené v tabuľke 12 ako priemerná hodnota všetkých 6 cievok jednotlivých pokusov.

Tabuľka 12

Výsledky z tvarovania s dĺžením z pokusov E1, E6, E10, E13 a E14

pokus č.	E1	E13	E10	E6	E14
rýchlosť m/min :	1000	1000	1000	1000	1000
pomer dí-
ženia 1:	1,79	1,86	1,73	1,72	1,72
napätieFl/F2 cN	32/31	31/28	35/21	32/29	31/28
pretiahn.
pri pretrh.%	19,2	18,6	20,6	21,5	20,1
pevnosť pro-
ti pretrhn.cN/tex	45,3	44,7	45,5	45,2	43,8
sfarbenie stupeň	1-2	1-2	1-2	1-2	1-2
správanie
pri spracov.	0	+	+	+	+

Pri všetkých pokusoch podľa tohto vynálezu bolo pridávané možstvo aditíva prispôsobeného ideálne k rýchlosti zvlákňovania. Rezultovali pradená s výbornými vlastnosťami, ktoré aj pri tvarovaní s dĺžením poskytli vynikajúce výsledky.

Príklad 9

Zvlákňovací systém podľa príkladu 2 bol tak pozmenený, aby počet statických miešačiek, používaných na vmiešavanie aditíva sa redukoval z 15 na 9, poprípade na 3, v súlade s dobami zadržania 44, 26, poprípade 9 s. Inak boli zachované rovnaké podmienky zvlákňovania. Na vzorkách modifikovaného polyesteru, ktoré vystupovali zo zvlákňovacej trysky, sa realizovali výskumy REM /elektrónovou rastrovou mikroskopiou/ na vyhodnotenie rozdelenia aditíva. Výsledok je zhrnutý v tabulke 13 spolu s hodnotami predĺženia POY priadze, vyplývajúcimi pri pretrhnutí.

Pri nedostatočnom vmiešaní aditíva /pokus Ml/ sa jeho účinnosť- čo možno poznať na zmenšujúcom sa predĺžení pri pretrhnutí - značne redukuje. Príčinou zníženia účinnosti aditíva je zvyšujúci sa podiel častíc aditíva t* 1000 nm v priemere a zhoršené rozdelenie po priereze priadze. To je vidno na snímkach REM a z grafického vynášenia veíkosti častíc proti počtu častíc.

Tabulka 13

Vplyv dimenzovania miešačky /menovitá svetlosť DN 15/ pokus č Ml M2 M3 predĺženie POY pri pre-

	trhnutí % počet prv.	77	109,2	116,2
-	miešačky	3	9	15
	priemer častíc nm	0,22	0,21	0,19
	podiel častíc
	1000 nm %	1,5	0,5	0

Príklad 10 : výrobné príklady pre kopolyméry

1. V 10 1 polymerizačnej nádobe, vybavenej miešačkou, spätným chladičom a teplomerom, sa zahrievala zmes, skladajúca sa z 4750 g dokonale demineralizovanej vody a 118 g Degapasu^R 8105 S na 40 °C. Za miešania sa teraz pridalo

4750 g zmesi, skladajúcej sa z 86,2 dielov hmotnosti metylmetakrylátu /MMA/, 8,8 dielov hmotnosti styrénu, 5 dielov hmotnosti cyklohexylmaleinimidu, 0,14

2-etylhexylesteru kyseliny tioglykolovej, t-dodecylmerkaptánu, 0,05 dielov hmotn. kyseliny stearovej a 0,25 dielov hmotn. dilauroylperoxidu. Várka sa polymerizovala 165 minút pri 80 °C a 60 minút pri 90 °C a potom sa ochladila na teplotu miestnosti. POlymerizačné perličky sa odfiltrovali, dôkladne sa premyli demineralizovanou vodou a usušili sa v sušičke s fluidným lôžkom pri dielov hmotnosti 0,09 dielov hmotn.

°c.

Získalo sa 4710 g čírych polymerizačných perličiek s viskozitným číslom 99,5 ccm/g.

2. V pätlitrovej polymérizačnej nádobe, vybavenej miešačkou, spätným chladičom a teplomerom, sa zahrievala zmes, skladajúca sa z 2400 g dkonale demineralizovanej vody a 45 g 6 % vodného roztoku kopolymérov kyseliny metakrylovej na 40 ° C. Počas miešania sa teraz pridalo 2400 g zmesi, skladajúcej sa z 90,65 dielov hmotn. metylmetakrylátu /MMA/, 8,75 dielov hmotn. styrénu, 0, 15 dielov hmotn. 2-etylhexylesteru kyseliny tioglykolovej, 0,1 dielov hmotn. t-dodecylmerkaptánu, 0,05 dielov hmotn. kyseliny stearovej a 0,3 dielov hmotn. dilaroylperoxidu. Várka sa polymerizovala 150 minút pri 180 ° C a 30 minút pri 90 °C a potom sa ochladila na teplotu miestnosti. Polymerizačné perličky sa odfiltrovali, dôkladne premyli dokonale demineralizovanou vodou a sušili v sušičke s fluidným lôžkom pri 80 °C.

Získalo sa 2283 g čírych polymerizačných perál s viskozitným číslom 98,5 ccm/g.

3. V 5 litrovej polymérizačnej nádobe, vybavenej miechadlom, spätným chladičom a teplomerom, sa zahrievala zmes, skladajúca sa z 2400 g dokonale demineralizovanej vody a 46 g 6% roztoku polymérov metakrylovej kyseliny na 40 ° c. Za miešania sa pridalo 2400 g zmesi, skladajúcej sa z 90,175 dielov hmotn. metylmetakrylátu /MMA/, 8,75 dielov hmotn. styrénu, 0,115 dielov hmotn. t-dodecylmerkaptánu, 0,05 dielov hmotn. kyseliny stearovej a 0,3 dielov hmotn. dilauroylperoxidu. Várka sa polymerizovala 150 minút pri 80°C a 60 minút pri 90 ° C a potom sa ochladila na teplotu miestnosti. Polymerizačné perličky sa odfiltrovali, dôkladne sa premyli dokonale demineralizovanou vodou a sušili v sušičke s fluidným lôžkom pri 80 °C.

Získalo sa 2299 g čírych polymérizačných perličiek s viskózitným číslom 118,4 ccm/g.

Claims (21)

1. Spôsob výroby predorientovaných filamentov zo zmesí polymérov, pripravených v tavenine, na báze polyesteru za pridania amorfného, termoplastický spracovateíného kopolyméru c zvlákňovaním ťahania vlákna sa t ý m, že s teplotou zosklovenia vyššou ako 100° roztavených zmesí polymérov s rýchlosťou v najmenej 2500 m/min,v yznačujúci pomer viskozity polyméru k viskozite taveniny polyesteru je l : 1 až 10 : 1, pričom množstvo kopolyméru pridané k polyesteru zodpovedá prinajmenšom 0,05 % hmotn. a maximálne množstvu M, pričom M je dané vzorcom

- 0,8 /% hmotn/

1600 mm

2. Spôsob podía nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pomer viskozity taveniny kopolyméru k viskozite taveniny polyesteru je 1,4:1 až 8:1.

3. Spôsob podía nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že pomer viskozity taveniny kopolyméru k viskozite taveniny polyesteru je 1,7 : 1 až 6,5 : 1.

4. Spôsob podía nárokov 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že kopolymér obsahuje nasledujúce monomerné jednotky:

A = kyselinu akralovú, metakrylovú alebo CH₂=CR-COOr' , pričom

R je atóm H alebo skupina CH₃~ a R^? C1_15~alkylový zvyšok alebo C 5-12^- cykloalkylový zvyšok alebo Cg_₁₄arylový zvyšok.

B = styrén alebo C^-j alkylom substituovaný styrén, pričom kopolymér sa skladá zo 60 až 98 % hmotn. A a 2 až 40 % hmotn. B /súčet = 100 % hmotn./.

5. Spôsob podlá nároku 4, vyznačujúci sa tým, že kopolymér sa skladá z 83 až 98 % hmotn. A a 2 až 17 % hmotn. B /súčet - 100 % hmotn./.

6. Spôsob podlá nároku 4 alebo 5, vyznačuj úci sa tým, že kopolymér sa skladá z 90 až 98 % hmorn. A a 2 až 10 % hmotn. B /súčet = 100 = hmotn./.

7. Spôsob podía nárokov 1, 2 alebo 3, vyznačujúci s a tým, že kopolymér obsahuje nasledujúce monomerné jednotky:

C = styrén alebo C₁_₁₃-alkylsubstituované styrény,

D = jeden alebo niekoíko monomérov vzorcov I, II alebo III

Q —COOH

0= c c —o \ /

N

R₂-C —COOH

R, - C - C = 0

II >

r₂— c—c = o /11/ /111/ pričom R_lr R₂a R ₃je teraz atóm H alebo C_1-15 - alkylový zvyšok alebo C₅_₁₂-cykloalkylový zvyšok alebo C₆_₁₄-arylový zvyšok, a pričom kopolymér sa skladá z 15 až 95 % hmotn. C a 2 až 80 % hmotn. D, pričom súčet z C a D dáva spolu 100 %.

8. Spôsob podía nároku 7, vyznačujúci sa tým, že kopolymér sa skladá z 50 až 90 % hmotn. c a 5 až 50 % hmotn. D, pričom súčet z C a D dáva spolu 100 %.

9. Spôsob podía nároku 7 alebo 8, vyznačujúci sa tým, že kopolymér sa skladá z 70 až 85 % hmotn C a 30 až 15 % hmotn. D, pričom súčet z C a D dáva dohromady 100 %.

10. Spôsob podlá nárokov 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že kopolymér obsahuje nasledujúce monomerné jednotky:

E = kyselina akrylová, kyselina metakrylová alebo CH₂ = CR COOR* , pričom R je atóm H alebo skupina CH₃ a R ^ci-i5 alkylový zvyšok alebo C₅_₁₂-cykloalkylový zvyšok alebo Cg_₁₄-arylový zvyšok,

F = jeden alebo niekolko monomérov vzorca I, II alebo III

R₁ — C= C — R₂

R₁— C —COOH

R,— C—C = 0

0=C C—0 \ /

N

I ^R3 /1/

R₂— C —COOH ¹ II

R₂_ c — o /11/ /111/ pričom Rj, R₂ a R₃ sú teraz atóm H alebo Cj.^-alkylový zvyšok alebo C ₅_₁₂-cykloalkylový zvyšok alebo ^C6-14~ arylový zvyšok,

H = jeden alebo niekolko etylénicky nenasýtených s E alebo F alebo G kopolymérovateiných monomérov zo skupiny, ktorá sa sladá z ^C-metylstyrénu, vinylacetátu, esterov kyseliny , akrylovej, esterov kyseliny metakrylovej, ktoré sa líšia od

E, vinylchlorid, vinylidenchlorid, halogénom substituované • styrény, vinylétery, izopropylétery a diény, pričom kopolymér sa skladá z 30 až 99 % hmotn. E a O až 50% hmotn. Fj>0 až 50% hmotn. G a 0 až 50% hmotn. H, pričom súčet E, F, G a H dáva dohromady 100 %.

11. Spôsob podía nároku 10, vyznačujúci sa

S tým, že kopolymér sa skladá zo 45 až 97 % hmotn. E, O až 30 % hmotn. F, 3 až 40 % hmotn. G a 0 až 30 % hmotn. H, pričom súčet E, F, G a H je dohromady 100 %.

12, vyznačujúci sa tým, že kopolymér obsahuje aditíva na zlepšenie vlastností polymérov v množstve «£. 1 % hmotn.

«é * 14. Spôsob podía jedného alebo niekolkých nárokov 1 až

12. Spôsob podía nároku 10 alebo 11, vyznačujúci sa tým, že kopolymér sa skladá zo 60 až 94 % hmotn. E, 0 až 20 % hmotn. F, 6 až 30 % hmotn. G a 0 až 20 % hmotn. H, pričom súčet E,F,G a H je dohromady 100 %.

13, vyznačujúci sa tým, že sa výroba zmesi poly mérov po natavení polyesteru a kopolyméru realizuje v statickej miešačke, ktorej priemer sa volí tak, aby hodnota strihu bola medzi 16 až 128 s^-1 a súčin hodnoty strihu a 0,8 mocniny doby zadržania v sekundách boli väčšie ako 250.

13. Spôsob podía jedného alebo niekolkých nárokov 1 až

14, vyznačujúci sa tým, že sa zmes počas zmiešavania spracováva strihovo tak, aby priemerná veíkost častíc kopolyméru priamo po výstupe zo zvlákňovacej trysky bola maximálne 400 nm, menej ako 1 % častíc kopolyméru, ktoré sú obsiahnuté v zmesi, má veíkost častíc > 1 /um a pomer dĺžok /priemeru častíc kopolyméru je ^2, pričom častice kopolyméru po ťahaní vlákna po zvlákňovaní sú v polyesterovej matrici prítomné vo filamentoch vo forme fibríl, a pomer dĺžok /priemerov fibríl je J? 50.

15, vyznačujúci sa tým, že polyester je termoplastický spracovateíný polyester, ako napríklad polyetyléntereftalát, polyetylénnaftalát, polypropyléntereftalát alebo polybutyléntereftalát, pričom polyester môže voliteíne obsahovať až 15 % mol komonoméru a/lebo až 0,5 % hmotn.

polyfunkčnej zložky napomáhajúcej rozvetvenie.

15. Spôsob podía jedného alebo niekolkých nárokov 1 až

16, vyznačujúci sa tým,že sa filamenty po zvlákňovaní navíjajú najskôr na cievky a potom sa podrobujú tvarovaniu s dížením, pričom stupeň natiahnutia je medzi 1 : 1,35 až 1 : 2,20.

16. Spôsob podía jedného alebo niekolkých nárokov 1 až

17. Spôsob podía jedného alebo niekolkých nárokov 1 až

18. Spôsob podía nároku 17,vyznačujúci sa tým, že boli vyrobené tvarované filamenty s kapilárnym titrom väčším ako 2 dtex pri rýchlosti spracovania minimálne 750 m/min a tvarované filamenty s kapilárnym titrom menším ako 2 dtex pri rýchlosti spracovania minimálne 400 m/min.

19 Predorientované filamenty, vyrobené spôsobom podía jedného alebo niekoľkých nárokov 1 až 16, vyznačujúce sa tým, že majú predĺženie pri pretrhnutí 85 až 180 %, pevnosť proti pretrhnutiu minimálne 17 cN/tex, zrazenie pri vare 32 až 69 %, dvoj lom 0,030 až 0,075, ako aj kryštalizáciu menšiu ako 20 %.

20. Predorientované filamenty podlá nároku 19, vyznačujúce sa tým, že majú predĺženie pri pretrhnutí 109 až 146 %, pevnosť proti pretrhnutiu minimálne

22 cN/tex a normal-Uster X 0,7 % .

21.Tvarované filamenty, vyznačujúce sa tým že sú vyrobené z predorientovaných filamentov podía nárokov 19 a 20 spôsobom podía nárokov 17 a 18.