CH647012A5

CH647012A5 - Verfahren und reisskonverter zum herstellen von spinnbaendern.

Info

Publication number: CH647012A5
Application number: CH524782A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Geier
Original assignee: Didier Eng
Priority date: 1981-10-17
Filing date: 1982-09-03
Publication date: 1984-12-28
Also published as: GB2108537B; JPS58163730A; DE3141291A1; BR8206016A; FR2514791B1; GR77010B; KR840002040A; DE3141291C2; KR880002442B1; IT1152870B; US4569811A; GB2108537A; FR2514791A1; IT8223575A0; MX158666A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Spinnbändern bzw. Stapelfaserbändern aus schmelzgesponnenen Kunststoffäden, insbesondere Polyesterfäden, welche als Fadenbündel von ihren Spinnstellen bzw. Spinndüsen mit vorgegebener Abzugsgeschwindigkeit abgezogen, abgekühlt und vorübergehend mit einer ersten Restdehnung abgelegt sowie im Zuge der Weiterverarbeitung beheizt, auf eine vorgegebene zweite Restdehnung verstreckt, thermofixiert und in einem Reisskonverter einem Reissprozess unterworfen sowie schliesslich gekräuselt werden. Die Kräuselung kann dabei so vorgenommen werden, wie es in der DE-AS 22 41 718 beschrieben ist.

Es ist ein derartiges Verfahren bekannt, bei welchem das Ablegen der von ihren Spinnstellen abgezogenen und abgekühlten Fadenbündel nach dem Haspelprinzip erfolgt. Das Haspelprinzip ermöglicht nur eine beschränkte Verstreckung bzw. Vororientierung der einzelnen Fäden, weil die Fadenbündel nur mit einer Abzugsgeschwindigkeit von höchstens 2000 m/min abgelegt werden können. Bekanntlich hängt die Verstreckung und folglich Vororientierung der einzelnen Fäden von der Doppelbrechung ab, diese wiederum von der Spinngeschwindigkeit bzw. Abzugsgeschwindigkeit. Doppelbrechung bezeichnet die Differenz der Brechungsindices in Fadenlängs- und -querrichtung. - Die nach dem bekannten Herstellungsverfahren abgelegten Fadenbündel werden regelmässig zu Spinnkabeln zusammengefasst und im Zuge der Weiterverarbeitung vollorientiert. Vollorientiert meint eine Verstreckung auf eine zweite Restdehnung von 18% bis 30%. Dazu ist eine Zwischenbehandlung der Spinnkabel in einer Streck- und Kräuselanlage erforderlich. In dieser Streck- und Kräuselanlage durchlaufen die Spinnkabel zunächst mehrere Streckwerke mit zwischengeschalteten Heizvorrichtungen, anschliessend eine Wäsche und einen Trocknerund gelangen endlich in eine Kräuselvorrichtung mit nachgeschalteter Thermofixierung. Nach Thermofixie-rung der Kräuselung erfolgt die Ablage der vollorientierten Spinnkabel in Kartons. Die Kartons werden dann einem Reisskonverter vorgelegt und unter Beibehaltung der Parallellage der Fäden unter Längsdehnung zu Spinnband bzw. Stapelfaserband gerissen und nachgekräuselt. Die in der dem Reisskonverter vorgeschalteten Streck- und Kräuselanlage erfolgende Kräuselung der Spinnkabel ist erforderlich, um ein Verheddern der Fäden im Zuge der nachfolgenden Ablage zu verhindern, um also die Fäden in den Spinnkabeln in ihrer Parallelposition beizubehalten, weil anders das Reissen der Spinnkabel zu einwandfreien Spinnbändern bzw. Stapelfaserbändern nicht möglich ist. - Dieses bekannte Herstellungsverfahren ist in anlagen- und fertigungstechnischer Hinsicht aufwendig, weil es eben die Zwischenschaltung der beschriebenen Streck- und Kräuselanlage für die Vollorientierung der Spinnkabel bzw. ihrer Fäden unter Berücksichtigung einer zweiten Restdehnung von 18% bis 30% für den Reissprozess verlangt.

Im übrigen kennt man ein Verfahren zur Herstellung von texturiertem Polyestergarn, bei dem schmelzgesponnene und von Spinndüsen unter Kühlung abgezogene Polyesterfäden einer Streck-Falschdrall-Texturierung unterzogen werden und der Falschdrall thermofixiert wird. Bei diesem bekannten Verfahren werden Fadenbündel von unverstreckten, orientierten Fäden mit niedriger Kristallinität, welche durch Abziehen der Polyesterfäden von den Spinndüsen mit einer Abzugsgeschwindigkeit von mindestens 2750 m/min hergestellt worden sind, im Zuge der Streck-Falsch-drall-Texturierung auf ein Verhältnis von mehr als 1:1,3 bis 1:2 verstreckt. Die Thermofixierung erfolgte bei über 200°C. Dadurch sollten Fadenbrüche weitgehend vermieden werden. - Durch diese bekannten Massnahmen sind die Probleme um die Herstellung von Spinnbändern aus Polyesterfäden nicht massgebend beeinflusst worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, wonach sich Spinnbänder aus schmelzgesponnenen Kunststoffäden und insbesondere Polyesterfäden in besonders rationeller und kostengünstiger Weise mit einwandfreier Qualität herstellen lassen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsge-mässen Verfahren dadurch, dass die abgelegten Fadenbündel mit ihrer ersten Restdehnung ohne jede Zwischenbehandlung bzw. unmittelbar dem Reisskonverter vorgelegt und in dem Reisskonverter auf vorgegebene Temperatur erwärmt, auf die vorgegebene zweite Restdehnung verstreckt sowie thermofi-

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xiert und dann dem Reissprozess zugeführt werden. Erst im Anschluss an den Streck-Reissprozess werden die Stapelfasern in dem nach dem Reissen vorliegenden Spinnband gekräuselt, um einen innigen Verbund der Stapelfasern in dem erfindungsgemäss vorgestellten Spinnband zu erreichen. Bei dem Spinnband kann es sich auch um mehrere zu einem Spinnkabel zusammengefasste Fadenbündel oder um zu einem Steckkabel zusammengefassten Spinnkabel handeln. -Ohne jede Zwischenbehandlung meint im Rahmen der Erfindung ohne jedes Verstrecken, Kräuseln und Thermofixieren in einer getrennten Streck- und Kräuselanlage, bevor die abgelegten Fadenbündel dem Reisskonverter vorgelegt werden. Auf diese, nach dem bekannten Herstellungsverfahren unbedingt erforderliche, getrennte Zwischenbehandlung wird also nach der Erfindung verzichtet. Diese geht dabei von der Erkenntnis aus, dass die Verstreckung und folglich Vollorientierung der Fäden in dem jeweils zu behandelnden Fadenbündel in dem Reisskonverter selbst erfolgen kann, also im Rahmen eines kontinuierlichen Streckreisspro-zesses, bei dem der Verstreck- und Thermofixierungsvorgang gleichsam nahtlos in den Reissprozess übergeht. Damit erübrigt sich eine Zwischenlagerung der Fadenbündel und die für die Zwischenlagerung erforderliche Kräuselung sowie deren Thermofixierung zur Beibehaltung der Parallellage der Fäden für den Reissprozess. Folglich kann auch auf die Zwischenschaltung einer getrennten Streck- und Kräuselanlage verzichtet werden. Die mit der ersten Restdehnung dem Reisskonverter vorgelegten Fadenbündel werden in dem Reisskonverter zunächst auf vorgegebene Temperatur erwärmt, um die Orientierung der Makromoleküle bzw. Kri-stallite in Längsrichtung der Fäden durch den vorgeschalteten Streckprozess zu erreichen. Daraus resultiert eine weitgehende Parallelisierung der Makromoleküle, durch welche die zwischenmolekularen Kräfte besonders wirksam werden und gute mechanische Eigenschaften der Fäden bedingen. Insoweit wird also eine Vollorientierung der Fadenbündel erst in dem Reisskonverter unmittelbar vor der eigentlichen Reisszone erreicht.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, dass die Fadenbündel mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 2000 m/min bis zu 5000 m/min abgezogen und nach dem Coiler-prinzip abgelegt werden. Durch diese erhöhte Abzugsgeschwindigkeit wird eine optimale Vororientierung der Fadenbündel bzw. ihrer Fäden unter Berücksichtigung einer entsprechend reduzierten zweiten Restdehnung bereits vor dem Eintritt in den Reisskonverter erreicht. So können die Fadenbündel in Abhängigkeit von der jeweils gewählten Abzugsgeschwindigkeit mit einer ersten Restdehnung von 70% bis 350% dem Reisskonverter vorgelegt werden. Je höher die Abzugsgeschwindigkeit ist, desto geringer ist die zweite Restdehnung. Derart hohe Abzugsgeschwindigkeiten sind dann nicht zu erreichen, wenn die Fadenbündel nach dem Haspelprinzip abgelegt werden, wie das bei dem bekannten Herstellungsverfahren der Fall ist. Möglichst geringe zweite Restdehnung bedeutet, dass verhältnismässig geringe Streckkräfte für die Vollorientierung der Fadenbündel in dem Reisskonverter erforderlich sind, insoweit für die Streckzone anlage-mässig eine sehr viel geringere Dimensionierung als für die bei dem bekannten Verfahren erforderliche Streck- und Kräuselanlage gewählt werden kann. Zur Unterstützung der erforderlichen Restorientierung, um nämlich Vollorientierung und damit die vorgegebene zweite Restdehnung zu erhalten, werden erfindungsgemäss die Fadenbündel nach dem Eintreten in den Reisskonverter zunächst auf 60°C bis 120°C erwärmt und danach bei einer Temperatur von 60°C bis 140°C verstreckt sowie thermofixiert. Weiter sieht die Erfindung vor, dass die Fadenbündel auf eine zweite Restdehnung von 15% bis 45% in der Verstreck- und Thermofixie-rungszone verstreckt werden. In Abhängigkeit von der jeweils gewählten Abzugsgeschwindigkeit werden die Fadenbündel im Zuge des gesamten Streckreissprozesses zweckmässigerweise auf ein Verhältnis von 1:8 bis 1:15 verstreckt. Zur Erleichterung der Streckprozesse kann den unver-streckten Fadenbündeln ein Faden/Metall-Reibungskoeffizient von weniger als 0,3 erteilt werden.

Ein Reisskonverter mit im Fadenbündel-Einlaufbereich zumindest zwei Spannwerken für die Fadenbündel und nachfolgender Reisszone sowie Kräuselzone, der sich zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besonders eignet, ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Spannwerken eine Heizvorrichtung für das gespannte Fadenbündel angeordnet und dem in Bündelaufrichtung letzten Spannwerk unter Bildung einer Streckzone zumindest ein Streckwerk nachgeordnet ist, und dass der Streckzone unter Bildung zugleich einer Thermofixierungszone eine Heizvorrichtung zum Thermofixieren des verstreckten Fadenbündels zugeordnet ist. Auf diese Weise wird ein modifizierter Reisskonverter bzw. Streckreisskonverter verwirklicht, der sich durch kompakte und funktionsgerechte Bauweise auszeichnet sowie die sonst zusätzlich zwischenzuschaltende Streck- und Kräuselanlage vollständig ersetzt, der im übrigen ebenfalls ein Reisskonverter herkömmlicher Bauart nachgeordnet werden muss.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, die ein besonders rationelles und wirtschaftliches Herstellen von Spinnbändern bzw. Stapelfaserbändern aus schmelzgesponnenen Kunststoffäden und insbesondere Polyesterfäden gewährleisten. Tatsächlich lassen sich nach dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren nunmehr Polyesterspinnbänder mit erhöhter Produktionsgeschwindigkeit und sehr viel kostengünstiger als bisher mit einwandfreier Qualität erzeugen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine bekannte Spinnanlage zum Herstellen von Fadenbündeln aus Polyesterfäden und

Fig. 2 in schematischer Darstellung einen der Spinnanlage nachgeschalteten erfindungsgemässen Reisskonverter.

Die in den Figuren dargestellte Spinnanlage weist in ihrem wesentlichen Aufbau einen Extruder 1 zum Aufschmelzen von Polyester-Polymer auf, welches über eine Schmelzrohrleitung 2 einzelnen Spinnstellen 3 bzw. Spinndüsen zugeführt wird. Die pro Spinnstelle 3 erhaltenen Fadenbündel 4 werden mit vorgegebener Abzugsgeschwindigkeit von den Spinnstellen 3 abgezogen, in Anblasschächten 5 abgekühlt, auf einer Spinnmaschine 6 - auch Abzugswand genannt - präpariert und gegebenenfalls zu einem Spinnkabel zusammenge-fasst. Eine der Spinnmaschine 6 nachgeordnete Kannenablage 7 legt die Spinnkabel bzw. Fadenbündel 4 nach dem Coilerprinzip ab. Die nach der Kabelablage erhaltenen Kannen 8 werden einem Reisskonverter 9 mit im Fadenbündel-Einlaufbereich 10 zumindest zwei Spann werken IIa,

I lb und nachfolgender Streckreisszone 12,15 sowie Kräuselzone 13 vorgelegt. Zwischen den beiden Spannwerken IIa,

II b ist eine Heizvorrichtung 14 für das gespannte Fadenbündel 4 angeordnet. Dem in Bündellaufrichtung letzten Spannwerk 1 lb ist unter Bildung einer Streckzone 15 zumindest ein Streck werk 16 nachgeordnet. Der Streckzone 15 ist unter Bildung zugleich einer Thermofixierungszone eine Heizvorrichtung 17 zum Thermofixieren des verstreckten

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Fadenbündels 4 zugeordnet. An diese Streck- und Thermofixierungszone 15 schliesst sich die Reisszone 12 an, der schliesslich die Kräuselzone 13 folgt. In dem erfindungsgemässen Reisskonverter können anstelle der Fadenbündel 4 auch Spinnkabel oder Streckkabel verarbeitet werden. Spinnkabel bestehen aus mehreren Fadenbündeln und Streckkabel aus mehreren Spinnkabeln. - Die Spannwerke 1 la, 1 lb dienen zum Vorspannen der Fadenbündel 4, die zugeordnete Heizvorrichtung 14 dient zur Unterstützung der Restorientierung, damit also in der nachfolgenden Streckzone 15 tatsächlich die gewählte Restorientierung erreicht wird. In der Spannzone erfolgt eine Aufheizung des Fadenbündels 4 bzw. seiner Fäden mit Temperaturen im Bereich von 60° bis 120°C. Das anschliessende Strecken und Thermofixieren der Fadenbündel 4 bzw. seiner Fäden erfolgt mit Temperaturen im Bereich von 60° bis 120°C. Das anschliessende Strecken und Thermofixieren der Fadenbündel 4 bzw. seiner Fäden erfolgt mit Temperaturen im Bereich von 60° bis 140°C. Dadurch wird die Rest- bzw. Vollorientierung und folglich die vorgegebene zweite Restdehnung für den Reissprozess erreicht. Insoweit werden anders als bei den bekannten Herstellungsverfahren die Fadenbündel 4 ungekräuselt dem

Streckreissprozess unterzogen. Erst danach erfolgt eine Kräuselung des entstandenen Spinnbandes bzw. Stapelfaserbandes, um einen innigen Verbund der Stapelfasern miteinander zu erreichen.

s Beispielsweise ist ein Fadenbündel 4 aus Polyesterfäden zu Spinnband verarbeitet worden, dessen Polyesterfäden nach dem Abziehen die folgenden textilen Werte aufweisen:

i» Einzeltiter 1,033 • 10~6 kg/m (= 9,3 den)

Festigkeit 12,24 g/10~6 kg/m (= 1,36

g/den)

Restdehnung 323%.

ls Für die Reisskonvertierung wurden die folgenden Werte eingestellt:

Gesamte Eingangsmenge 79,3 g/m

Verzug in der Streckzone 1:2,9

20 Heiztemperatur 90°C

Verzug in der Streckreisszone 1:3,2

gesamte Ausgangsmenge 8,6 g/m.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

647012 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Herstellen von Spinnbändern aus schmelzgesponnenen Kunststoffäden, insbesondere Polyesterfäden, welche als Fadenbündel von ihren Spinnstellen mit vorgegebener Abzugsgeschwindigkeit abgezogen, abgekühlt und vorübergehend mit einer ersten Restdehnung abgelegt sowie im Zuge der Weiterverarbeitung beheizt, auf eine vorgegebene zweite Restdehnung verstreckt, thermofixiert und in einem Reisskonverter einem Reissprozess unterworfen sowie schliesslich gekräuselt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die abgelegten Fadenbündel mit ihrer ersten Restdehnung ohne jede Zwischenbehandlung dem Reisskonverter vorgelegt und in dem Reisskonverter auf vorgegebene Temperatur erwärmt, auf die vorgegebene zweite Restdehnung verstreckt sowie thermofixiert und dann dem Reissprozess zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenbündel mit einer Abzugsgeschwindigkeit grösser 2000 m/min bis zu 5000 m/min abgezogen und nach dem Coilerprinzip abgelegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenbündel mit einer ersten Restdehnung von 70% bis 350% dem Reisskonverter vorgelegt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenbündel nach dem Eintreten in den Reisskonverter auf 60°C bis 120°C erwärmt und danach bei einer Temperatur von 60°C bis 140°C verstreckt und thermofixiert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenbündel auf eine zweite Restdehnung von 15% bis 45% in der Verstreck- und Thermofixie-rungszone verstreckt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenbündel im Zuge des Streck-reissprozesses auf ein Verhältnis von 1:8 bis 1:15 verstreckt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass den unverstreckten Fadenbündeln ein Faden/Metall-Reibungskoeffizient von weniger als 0,3 erteilt wird.

8. Reisskonverter zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit im Fadenbündel-Einlaufbe-reich zumindest zwei Spannwerken und nachfolgender Reisszone sowie Kräuselzone, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Spann werken (1 la, 1 lb) eine Heizvorrich-tung (14) für das gespannte Fadenbündel (4) angeordnet und dem in Bündellaufrichtung letzten Spannwerk (1 lb) unter Bildung einer Streckzone (15) zumindest ein Streckwerk (16) nachgeordnet ist und dass der Streckzone (15) unter Bildung zugleich einer Thermofixierungszone eine Heizvorrichtung (17) zum Thermofixieren des verstreckten Fadenbündels (4) zugeordnet ist.