CH657156A5

CH657156A5 - Verfahren zur herstellung hochfester technischer garne durch spinnstrecken und durch das verfahren hergestellte garne, insbesondere aus polyamid- und polyesterfaeden.

Info

Publication number: CH657156A5
Application number: CH4411/81A
Authority: CH
Inventors: Guenter Dipl-Ing Koschinek; Dietmar Dipl-Phys Wandel
Original assignee: Davy Mckee Ag
Priority date: 1980-07-12
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1986-08-15
Also published as: US4374797A; DE3026451C2; IN154437B; DE3026451A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung hochfester technischer Garne, insbesondere aus Polyamid- und Polyesterfäden durch Spinnstrecken, wobei die aus der Spinndüse austretenden Fäden in einer Kühlzone durch Anblasen mit Blasluft abgekühlt werden, worauf sie über eine Präparationssystem geführt und anschliessend in direktem Verlauf über mehrere Galettensysteme verlegt werden, wobei die Fäden zwischen mindestens zwei Galettensystemen in mindestens einer Verstreckzone verstreckt werden und auf mindestens einem Galettensystem einer Temperatur von > 160 °C ausgesetzt werden und schliesslich über ein Auslauf-Galettensystem laufen, bevor sie mit einer Geschwindigkeit > 2200 m/min aufgespult werden.

Für den Einsatz bei Gurten, Bändern und Beschichtungs-geweben muss der Heissluftschrumpf niedrig sein, wobei gleichzeitig eine möglichst niedrige Bezugsdehnung anzustreben ist.

Werden die Rohgarne aus Polyamid oder aus Polyester hergestellt, so stellen sich in den verschiedenen Verarbeitungsstufen unterschiedliche Fadenstrukturen ein. Der direkt im Spinnprozess verstreckte Faden durchläuft andere Kristallmodifikationen als ein auf einer Streckmaschine hergestellter Faden, der aus einem gelagerten Spinnfaden entsteht (Literaturstelle «Angewandte Chemie», 74. Jahrgang 1962, Nr. 15, S. 566: Spinnprozess und Kristallstrukturen von Perlonfäden).

Ausserdem wird mit höheren Produktionsgeschwindigkeiten die gleichmässige Temperaturübertragung auf den Faden schwieriger. Höhere Geschwindigkeiten bedeuten aber auch geringere Kontaktzeiten des Fadens mit den Heizsystemen, so dass die Aufheizung des Fadens auf bestimmte Temperaturen problematischer wird. Temperatur- und Strukturbedingungen bestimmen aber entscheidend die erreichbaren textilen Fadenqualitäten.

Der technische und wirtschaftliche Wert des Spinnstreckprozesses ist aber erst dann positiv zu bewerten, wenn gleichzeitig die textilen Fadenqualitäten nicht verschlechert, sondern sogar noch verbessert werden.

Durch die DE-OS 1 435 467 ist ein Verfahren zum Spinnstrecken von Polyester mit Geschwindigkeiten von 1000-4000 m/min bekannt. Diese DE-OS 1 435 467 geht von einer Temperaturbehandlung des Spinnfadens bei bestimmten Verweilzeiten vor der Verstreckung aus. Verfahrensparameter für das Verstrecken und Thermofixieren, wie Temperaturführung und Fadenspannungen, fehlen jedoch. Es hat sich gezeigt, dass im Zusammenhang mit hohen Festigkeiten und niedrigen Dehnungen oder niedrigem Heissluftschrumpf bei Befolgung der vorstehenden Lehre im allgemeinen keine niedrigen Bezugsdehnungen erhalten werden.

Durch die US-PS 3 452 131 und die DE-OS 1 912 299 sind Verfahren zum Spinnstrecken von Polyamid bekannt, bei denen zusätzliche Streckhilfsmittel eingesetzt werden. Im Falle der Dampfdüse besteht die Gefahr der gleichzeitigen Befeuchtung aufgrund der niedrigen Fadentemperatur, was bekanntlich den Glasumwandlungspunkt des Polymeren wesentlich beeinflusst und in Zusammenhang mit hohen Geschwindigkeiten - sprich geringen Verweilzeiten - Verstreckstörungen zur Folge haben kann.

Die Anwendung eines festen Streckstiftes ist vom konventionellen Streckprozess bekannt und lässt sich nur für nicht zu

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hohe Geschwindigkeiten anwenden. Bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten tritt eine zu starke Reibung und damit unkontrollierte Aufheizung des Stiftes auf. Beide Schriften weisen keinen Hinweis auf die Prozessführung zur Einstellung der gewünschten niedrigen Bezugsdehnungen auf.

Werden beim Spinnstreckverfahren die abgekühlten Spinnfäden bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten mit Hilfe von feststehenden Verstreckhilfsmitteln verstreckt und werden zur Erhöhung der Produktivität insbesondere mehr als ein Faden in derselben Spinnstreckposition verarbeitet, so besteht die Gefahr des ungleichmässigen Streckverhaltens insbesondere zwischen den Fäden verschiedener Positionen.

Durch die US-PS 3 790 995 ist ein Verfahren zum Spinnstrecken von Polyester bei Geschwindigkeiten > 1800 m/min bekannt, wobei die Galettenoberflächen so rauh sein sollen, dass über mehrere Fadenlagen ein Fadenschlupf auf den Galetten entsteht.

Es hat sich gezeigt, dass ein derartiger Fadenschlupf bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten zu einer starken Reibungsbeanspruchung führt. Die dabei entstehende Reibungswärme führt zu einer unkontrollierten Aufheizung der Galetten. Eine Lehre zur Einstellung niedriger Bezugsdehnungen ist aus den angegebenen Parametern nicht zu entnehmen.

Durch die US-PS 4 003 974 ist ein Verfahren zum Spinnstrecken von Polyester bekannt, bei dem die Fäden bei 225-250 °C thermofixiert und bei einer Spannung 0,09-0,15 g/den relaxiert werden, wobei die Geschwindigkeit beispielhaft 1829 m/min beträgt. Eine Lehre für das Arbeiten bei höheren Geschwindigkeiten ist nicht zu ziehen. So lassen die angegebenen Temperaturen keine weitere Steigerung zu, da dann im Bereich des Polymerschmelzpunktes bereits ein Verkleben der Fäden auf den Galetten eintritt. Eine Erhöhung der Verweilzeit auf beheizten Galetten ist aus konstruktiven Gründen beschränkt. Es wurde festgestellt, dass die Anwendung derartiger Relaxationsspannungen im allgemeinen einen so hohen Schrumpf im Faden auslöst, der dann zwangsläufig durch eine hohe und unerwünschte Bezugsdehnung gekennzeichnet ist.

Bei Anwendung von Relaxationsspannungen < 0,2 g/ dtex auf die aufgeheizten thermofixierten Fäden, entweder zwischen beheizten Galetten oder zwischen der beheizten Auslaufgalette und der Aufspuleinheit mit entsprechend unterschiedlichen Geschwindigkeiten, entsteht eine starke Fadenschrumpfung, die zwar einen niedrigeren Heissluft-schrumpfwert, aber einen hohen Wert der Bezugsdehnung zur Folge hat. Bei den bekannten Verfahren läuft ein aufgeheizter thermofixierter Faden über die unbeheizte Auslaufgalette auf die Aufspulhülse oder - wenn diese letzte Galette zur Fixierung eingesetzt wurde - direkt auf die Aufspulhülse. Der Faden kann nicht ausreichend schnell abkühlen und hat dann noch eine Schrumpftendenz, während er unter niedriger Spannung steht. Die Folge ist eine Erhöhung der Bezugsdehnung. Dies wird naturgemäss um so kritischer, je höher die Produktionsgeschwindigkeit und damit je niedriger die Verweilzeit des Fadens wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Spinnstrecken von hochfesten technischen Garnen anzugeben, das trotz hoher Produktionsgeschwindigkeiten zu qualitativ hochwertigen Garnen mit niedriger Reissdehnung und niedriger Bezugsdehnung oder mit niedrigem Heissluftschrumpf und niedriger Bezugsdehnung führt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäss dadurch, dass a) das vor der mindestens einen Verstreckzone liegende Galettensystem auf eine konstante Temperatur zwischen TG -20 °C und Tg +65 °C aufgeheizt wird, wobei Tc die Temperatur für den Glasumwandlungspunkt ist, und die Fäden ohne Zuhilfenahme feststehender Verstreckhilfsmittel verstreckt werden,

b) die hinter der mindestens einen Verstreckzone liegenden Galettensysteme eine Temperatur von mehr als 110 °C aufweisen und die Fadenspannung der Fäden nach Ablauf von diesen Galettensystemen den Wert von 0,2 g/dtex nicht unterschreitet,

c) die Verweilzeit der Fäden im Auslauf-Galettensystem zu mindestens 0,2 s gewählt wird,

d) die Aufspulgeschwindigkeit der Fäden nicht mehr als 2,5% von der Umfangsgeschwindigkeit des Auslauf-Galettensystems nach unten abweicht, und dass e) die Temperatur des Auslauf-Galettensystems auf einen Wert von < 110 °C eingestellt wird.

Die Spulenwickel der derart hergestellten Fäden können ohne Einschaltung eines weiteren Verfahrensschrittes direkt einer Zwirnmaschine vorgelegt werden. Durch Fachen und Zwirnen wird der Cordzwirn hergestellt, der dann die weiteren Stufen zur Gewebeherstellung durchläuft.

Der Spinnstreckprozess spart also durch Vereinigung der Verfahrensschritte Spinnen und Strecken einen separaten Prozess ein. Durch Anwendung hoher Aufspulgeschwindigkeiten wird er zudem sehr wirtschaftlich.

Die verstreckten Rohgarne erfüllen hohe Qualitätsanforderungen im Hinblick auf einen technisch verwertbaren Warenausfall im Gewebe.

Neben anderen Eigenschaften wird für den Einsatz als Reifencord vor allem eine hohe Reissfestigkeit, eine niedrige Reissdehnung und eine niedrige Bezugsdehnung des Rohrgarns gefordert. Auch diese Bedingungen werden vom Erfindungsgegenstand erfüllt.

Die angegebenen Merkmale geben für jeden Schritt eine definierte Behandlung des Fadens vor, bezogen auf Fadentemperaturen, Fadenverweilzeiten und Fadenspannungen, so dass durch die Gesamtheit der Merkmale überraschend die angestrebten textilen Kenndaten erhalten werden. Es wurde gefunden, dass allein die Erwärmung des Fadens auf rotierenden Galettensystemen die definierteste Einstellung der zur Verstreckung und Temperaturbehandlung notwendigen Temperaturen gestattet. Die Thermofixierung des Fadens bei Temperaturen > 160 °C wird nach oben durch das Ankleben des Fadens im Bereich des Polymerschmelzpunktes an den Galetten gegeben. Die maximal einstellbare Temperatur liegt somit für Polyester höher als für PA-6. Bei herkömmlichen Verfahren läuft dann der Faden oftmals in eine Zone niedriger Spannung von < 0,2 g/dtex. Dadurch tritt eine erhebliche Schrumpfung des Fadens ein, abhängig von der Fadentemperatur. Zum Teil ist eine derartige Relaxation des Fadens gewünscht, weil dadurch die Neigung des fertigen Fadens zum Schrumpfen in Heissluft geringer wird, d.h. ein Faden mit niedrigem Heissluftschrumpfwert erhalten wird. In herkömmlichen Prozessen werden Relaxationsspannungen von <0,15 g/den angewendet zur Einstellung von Heissluft-schrumpfwerten (bei 160 °C) von < 4%. Damit geht jedoch ein starker Anstieg der Bezugsdehnung einher, der für den technischen Anwendungsbereich nicht wünschenswert ist. Die Beschränkung der Relaxationsspannung auf > 0,2 g/ dtex ist somit eine Voraussetzung, um bei niedrigem Heissluftschrumpf eine niedrige Bezugsdehnung zu erhalten.

Um eine Relaxation weitgehend auszuschliessen, werden Spannungen von > 1,0 g/dtex eingestellt. Dadurch werden Garne mit niedriger Reissdehnung und niedriger Bezugsdehnung erhalten. Wird zur Thermofixierung die Auslaufgalette aufgeheizt, so tritt der aufgeheizte Faden nach Ablauf von dieser Galette direkt in einen Bereich niedriger Spannung, die im Hinblick auf das Aufspulen und einen stabilen Spulenaufbau im Bereich < 0,2 g/dtex üblicherweise eingestellt wird. Weil dann die Fadentemperatur weit grösser als 110 °C ist, ist

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die Folge eine starke Zunahme der Bezugsdehnung (Beispiel

6).

Aber auch bei unbeheizter Auslaufgalette transportiert der auf der Thermofixiergalette aufgeheizte Faden erhebliche Wärmemengen zu der Auslaufgalette. Bei Anwendung mittlere Geschwindigkeiten <2200 m/min und Fixiertemperaturen von 190-250 °C stellt sich auf herkömmlichen Auslaufga-letten eine Temperatur von 55-85 c C ein. Bei Erhöhung der Geschwindigkeit kann diese Galettentemperatur bis 115 c C ansteigen. Der ablaufende Faden hat dann eine relativ hohe Fadentemperatur und erfährt eine starke und unerwünschte Schrumpfung. Wird jedoch das Auslaufgalettensystem gekühlt, so sinkt auch die Fadentemperatur entsprechend ab und die Schrumpfneigung des Fadens wird weitgehend eingeschränkt.

Während die Erwärmung des Fadens durch Kontakt auf Galetten mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten erschwert wird, wird bei der Abkühlung unter den erfindungsgemässen Bedingungen erstaunlicherweise ein positiver Effekt erreicht. Das vorzugsweise Auslauf-Galettensystem besteht dabei aus mindestens einer angetriebenen Galette und gegebenenfalls weiteren, nicht angetriebenen, frei gelagerten Rollen und einer Luftstrecke zwischen den rotierenden Aggregaten. Die Luftströmungsverhältnisse, insbesondere in der Luftstrecke, ermöglichen einen besonderen Abkühleffekt, wenn die Gesamtverweilzeit mindestens 0,2 s beträgt.

Schliesslich beschreibt das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen Auslaufgalette und Wickler direkt dem Schrumpf des Fadens und in Zusammenhang mit der zugehörigen Fadenspannung auch die Schrumpfneigung des Fadens auf dem Wickel. Dieses Verhältnis darf darum die angegebene Grenze nicht überschreiten. So beträgt dieses Verhältnis bei herkömmlichen Prozessbedingungen mehr als 2,5°*o, wenn eine üblicherweise eingestellte Aufspulspannung von <0,2 g/dteX eingestellt wird. Nur bei erfindungsgemäss abgekühlten Fäden können dagegen niedrige Verhältnisse überhaupt verwirktlicht werden. Diese Fäden haben dann eine geringere Schrumpfneigung und damit einen niedrigeren Wert der Bezugsdehnung.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann noch weiterhin in seiner Wirksamkeit dadurch verbessert werden, dass

- die Fäden nach dem Austritt aus der Spinndüse und vor dem Eintritt in die Kühlzone eine Heizzone durchlaufen,

- zur Präparierung des Fadens ein Öl mit einem Wassergehalt von weniger als 5%, also ein wasserarmes Öl, eingesetzt und ohne Beheizung auf den Faden aufgebracht wird,

- das Auslauf-Galettensystem unbeheizt und insbesondere mit einer Zwangskühlung betrieben wird, die eine Oberflächentemperatur von < 25 CC ermöglicht.

- in der Umgebung des Auslauf-Galettensystems eine Kühlstrecke vorgesehen und mit einer Oberflächentemperatur von < 25 °C betrieben wird, mit der die Fäden im Wärmeaustausch stehen,

- dass die Verweilzeit der Fäden in der Kühlstrecke zu mindestens 0,4 s eingestellt wird,

- das Auslauf-Galettensystem in einer geschlossenen Atmosphäre untergebracht ist, deren Temperatur durch Zwangskühlung bei oder unterhalb von 45 0 C gehalten wird,

- die Fadenspannung der vom Galettensystem abgezogenen Fäden den Wert von 0,5 g/dtex nicht unterschreitet,

- das hinter der Verstreckzone liegende Galettensystem eine Temperatur von mindestens 160 C C aufweisen, und dass die Fadenspannung der abgezogenen Fäden den Wert von 1,0 g/dtex nicht unterschreitet,

- dass die Fäden noch vor der Aufspulung durch eine Verwirbelungseinrichtung zur Verbesserung des Fadenschlusses geführt werden.

Die Massnahmen nach den einzelnen abhängigen

Ansprüchen können noch dadurch verbessert werden, dass Anspruch 3 zusätzlich auf Anspruch 2, Anspruch 4 zusätzlich auf die Ansprüche 2 und 3, Anspruch 5 zusätzlich auf die Ansprüche 2, 3 und 4 und Anspruch 7 zusätzlich auf die Ansprüche 2 bis 6 rückbezogen werden.

Die Tendenz einiger durch das erfindungsgemässe Verfahren zu erhaltender Kenndaten und der Verfahrensablauf selbst werden anhand der Figuren 1 bis 4 und mehrerer Verfahrensbeispiele nachstehend näher erläutert. Die Kenndaten aller Beispiele sind in einer Tabelle am Schluss der Beschreibung zusammengefasst.

Es zeigen :

Figur 1 ein bevorzugtes Verfahrensschema,

Figur 2 ein Diagramm über die Zusammenhänge von Bezugsdehnung (Ordinate) und Heissluftschrumpf (Abszisse) und

Figur 3 ein Diagramm über die Zusammenhänge von Bezugsdehnung (Ordinate) und Reissdehnung (Abszisse).

In Figur 1 ist eine Spinndüse 1 mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen dargestellt, die in einem Spinnkopf 2 untergebracht ist. Fäden 3, die nachfolgend ein Fadenbündel oder Fadenkabel bilden, verlassen die Spinndüse und durchlaufen zunächst einen Nacherhitzer 4, der eine Heizzone 4a umschliesst. An den Nacherhitzer 4 schliesst sich ein Blasschacht 5 an, der eine Kühlzone 5a umgibt, in der die Fäden 3 durch Anblasen mit Blasluft in Richtung der Pfeile 6 gekühlt v/erden.

Unterhalb des Blasschachtes 5 ist ein Präparationssystem

7 angeordnet, durch das auf die Fäden eine Präparation aufgetragen wird. Daran schliesst sich ein erstes Galettensystem

8 («erstes Duo») an, das als Einlaufgalettensystem bezeichnet werden kann und das auf die auf den Glasumwandlungspunkt bezogene Temperatur TG — 20 °C bisTG +65 "C aufgeheizt ist. Über dieses sind die Fäden 3 geführt.

Dem ersten Galettensystem folgt ein zweites Galettensystem 9 («zweites Duo»), das als Verstreckgalettensystem bezeichnet werden kann und über das die Fäden 3 gleichfalls geführt sind. Zwischen den Galettensystemen 8 und 9 liegt eine Verstreckzone «V». Das Galettensystem 9 ist dasjenige, dessen Galetten eine Temperatur von mehr als 110 °C aufweisen und hinter dem die Fäden unter einer Fadenspannung von mindestens 0,2 g/dtex stehen.

Wenn, wie dargestellt, der Verstreckzone nur ein einziges Galettensystem 9 nachgeschaltet ist, dann erfüllt dieses zusätzlich die Bedingung, dass die betreffenden Galetten eine Temperatur von mindestens 160 °C aufweisen.

Dem Galettensystem 9 folgt ein Auslauf-Galettensystem 10 («drittes Duo»), welches, v/ie die Galettensysteme 8 und 9 auch, als sogenanntes «Duo» ausgebildet ist, also aus zwei Galetten 10a und 10b besteht. Im Bereich des Galettensy-stems 10 wird eine Kühlstrecke 11 gebildet, die innerhalb eines Galettenkastens 12 liegt, welcher die Galetten 10a und 10b umschliesst. Die Anordnung der Galetten 10a und 10b ist dabei so getroffen, dass die Verweilzeit der Fäden im Aus-lauf-Galettensystemen 10 bzw. in der Kühlstrecke mindestens 0,2 s beträgt. Die Temperatur des Auslauf-Galettensystems 10 liegt bei höchstens 110 'C.

Für die Aufspulung der Fäden 3 ist schliesslich ein Aufspulsystem 13 vorgesehen, dessen Umfangsgeschwindigkeit, an der Stelle des auflaufenden Fadens gesehen, um nicht mehr als 2,5-o von der Umfangsgeschwindigkeit des Auslauf-Galettensystems 10 nach unten abweicht.

Beispiele

Soweit in den nachstehenden Beispielen Kenndaten verwendet werden, liegen diesen die folgenden Messverfahren zugrunde:

Die Reissfestigkeit und Reissdehnung wird mit üblichen

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Reissgeräten ermittelt. Die Bezugsdehnung wird dann aus dem Kraftdehnungsdiagramm des Fadens bestimmt. Sie ist definiert als die Dehnung, die zu einer Kraft von 4,85 g/dtex gehört.

Als Heissluftschrumpf wird der Schrumpf eines unbelasteten Fadens ermittelt, der 10 Minuten lang 160 ° C heisser Luft ausgesetzt ist. Diese Methode ist besonders kritisch. Sie liefert höhere Heissluftschrumpfwerte als diejenige Methode, bei der der Faden unter Belastung der Heissluft ausgesetzt wird.

Beispiel 1

Polyamid-6 der relativen Viskosität (T|rei.) von 3,3 wurde bei 293 °C geschmolzen und in einer Menge von 247 g/min durch eine Spinndüsenplatte mit 140 Löchern versponnen, wobei jedes Loch einen Durchmesser von 0,4 mm hatte.

Die austretenden Fäden durchliefen dann einen Nacherhitzer der Länge 600 mm und der Wandtemperatur von 300 °C und anschliessend einen 1100 mm langen Blasschacht, in dem sie durch querströmende Luft der Geschwindigkeit von 0,5 m/s abgekühlt werden.

Danach wurde auf die Fäden mittels Rollen eine 99%ige Präparation kalt aufgetragen, wobei die Ölauflage des fertigen Rohgarns 1,1% betrug. Die Fäden wurden dann bei einer Temperatur von 90 °C und einem Verstreckverhältnis von 1:5,1 zwischen zwei Galettenduos verstreckt, auf dem zweiten Duo bei der Temperatur von 195 °C thermofixiert, über das mit einer Geschwindigkeit von 2805 m/min laufende unbe-heizte Auslauf-Galettensystem, auf dem eine Temperatur von 45 °C eingestellt war, und die Kühlstrecke mit einer Lufttemperatur von 40 °C geführt und schliesslich bei einer Geschwindigkeit von 2740 m/min aufgespult.

Ohne zugelassenen Schrumpfbetrag zwischen Duo 2 und 3 betrug die Fixierspannung 2,1 g/dtex, die Aufspulspannung betrug 150 g, wobei der Titer des aufgespulten Fadens 940/140 dtex betrug. Die Verweilzeit der Fäden im Auslauf-Galettensystem betrug 0,72 s.

Es traten keine Verstreckstörungen auf, die textilen Kenndaten sind in der Tabelle zusammengestellt. Bei hoher Festigkeit wurde eine niedrige Reissdehnung und eine niedrige Bezugsdehnung erhalten.

Beispiel 2

PA-6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und spinngestreckt wie im Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, dass die Temperatur des Auslauf-Galetten-systems auf 60 ° C eingestellt wurde und die Kühlstreckentemperatur 32 °C betrug. Die in der Tabelle angegebenen textilen Kenndaten weisen eine weitere Verbesserung der Bezugsdehnung aus. Die Reissfestigkeit ist jedoch etwas niedriger und die Reissdehnung etwas höher.

Beispiel 3

PA-6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und spinngestreckt wie im Beispiel 2, jedoch mit dem Unterschied, dass als Auslauf-Galettensystem zwei mit derselben Geschwindigkeit laufende Galettenpaare eingesetzt wurden, wobei das zuerst vom Faden durchlaufene Paar eine Temperatur von 60 °C, das zweite eine solche von 34 °C und die Kühlstrecke eine Temperatur von 23 °C aufwies. Der Verweilzeit in diesem System betrug 2,7 s. Die Fadenherstellung wies keine Verstreckstörungen auf und war durch eine niedrige Reissdehnung und niedrige Bezugsdehnung bei hoher Reissfestigkeit gekennzeichnet.

Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)

Polyamid-6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und präparariert wie im Beispiel 1. Die Fäden wurden dann bei einer Temperatur von 90 °C und einem Verstreckverhältnis von 1:5,1 zwischen zwei Galettenduos verstreckt, auf dem zweiten Duo bei einer Temperatur von 195 °C thermofixiert, über das mit einer Geschwindigkeit von 2805 m/min laufende Auslauf-Galettenduo, welches nicht beheizt wurde, geführt und schliesslich bei einer Geschwindigkeit von 2675 m/min aufgespult.

Die Temperatur der Auslaufgaletten stellte sich nach einer Einlaufzeit von einigen Sekunden auf eine Oberflächentemperatur von 112 °C ein. Die Verweilzeit der Fäden auf diesen Galetten betrug 0,15 s. Ohne zugelassenen Schrumpfbetrag zwischen Duo 2 und 3 betrug die Fixierspannung 2,1 g/dtex. Die Aufspulspannung betrug 150 g. Die derart hergestellten Fäden zeigten eine starke Schrumpfneigung beim Aufspulen, was den Spulenaufbau negativ beeinflusste. Sie waren durch eine niedrige Festigkeit und eine höhere Reissdehnung gekennzeichnet. Die Bezugsdehnung war wesentlich höher als bei den vorangegangenen Beispielen.

Beispiel 5

Polyamid-6 der relativen Viskosität (T]rei.) von 2,8 wurde bei 284 °C geschmolzen und in einer Menge von 247 g/min durch eine Spinndüsenplatte mit 140 Löchern versponnen, wobei jedes Loch einen Durchmesser von 0,4 mm hatte. Die austretenden Fäden durchliefen dann einen 1700 mm langen Blasschacht, in dem sie durch querströmende Luft der Geschwindigkeit von 0,6 m/s abgekühlt wurden. Danach wurde auf die Fäden mit Rollen eine 99%ige Präparation kalt aufgetragen, wobei die Ölauflage des fertigen Rohgarns 0,8% betrug.

Die Fäden wurden dann bei einer Temperatur von 90 °C und einem Streckverhältnis von 1:5,1 zwischen zwei Galettenduos verstreckt, auf dem zweiten Duo bei einer Temperatur von 195 °C thermofixiert, über das mit einer Geschwindigkeit von 2805 m/min laufende unbeheizte Auslauf-Galettensystem geführt und schliesslich bei einer Geschwindigkeit von 2790 m/min aufgespult. Die Auslaufgaletten waren mit Hilfe einer Wasserkühlung auf eine Temperatur von 23 °C eingestellt. Die Kühlstrecke wies eine Lufttemperatur von 20 ° C auf. Die Verweilzeit im Auslauf-Galettensystem betrug 1,6 s. Bei einer Relaxationsspannung von 0,22 g/dtex zwischen Duo 2 und 3 und einer Aufspulspannung von 150 g wurde ein Titer von 940/140 dtex hergestellt.

Die derart hergestellten Fäden waren durch einen Heissluftschrumpf von 3,5% und eine Bezugsdehnung von 8,5% gekennzeichnet. Die Reissdehnung lag bei 19,8%.

Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)

PA-6-Fäden wurden mit denselben Bedingungen gesponnen und spinngestreckt wie in Beispiel 5, jedoch mit dem Unterschied, dass die Auslaufgalette auf eine Temperatur von 195 °C eingestellt war, die Fadenverweilzeit 0,15 s betrug und die Wicklergeschwindigkeit 2635 m/min betrug.

Derart hergestellte Fäden hatten bei einem mit Beispiel 5 vergleichbaren Heissluftschrumpf von 3,7% eine wesentlich höhere Bezugsdehnung von 12%. Die Reissdehnung lag deutlich höher bei 24%.

Beispiel 7

Polyester der relativen Viskosität (T|intr.) von 0,68 wurde bei einer Temperatur von 305 °C geschmolzen und in einer Menge von 307 g/min durch eine Spinndüsenplatte mit 192 Löchern versponnen, wobei jedes Loch einen Durchmesser von 0,4 mm hatte. Die austretenden Fäden durchliefen dann einen 1700 mm langen Blasschacht, in dem sie durch querströmende Luft der Geschwindigkeit von 0,6 m/s abgekühlt wurden. Danach wurde auf die Fäden mittels Rollen eine 99%ige Präparation kalt aufgetragen, wobei die Ölauflage des

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fertigen Rohgarns 0,7% betrug.

Die Fäden wurden dann bei einer Temperatur von 115 °C und einem Verstreckverhältnis von 1:6,1 zwischen zwei Galettenduos verstreckt, auf dem zweiten Duo bei einer Temperatur von 220 °C thermofixiert, über das mit einer Geschwindigkeit von 3050 m/min laufende unbeheizte Auslauf-Galettensystem, auf dem eine Temperatur von 45 °C eingestellt war, und die Kühlstrecke mit einer Lufttemperatur von 38 °C geführt und schliesslich bei einer Geschwindigkeit von 2990 m/min aufgespult.

Bei einem zugelassenen Schrumpfbetrag zwischen Duo 2 und dem Auslaufsystem - entsprechend einer Relaxationsspannung von 0,2 g/dtex und bei einer Aufspulspannung von 170 g - wurde ein Faden des Titers 1100/192 dtex hergestellt. Die Verweilzeit des Fadens im Auslaufsystem betrug 0,22 s. Es traten keine Verstreckstörungen auf. Bei einem Heissluftschrumpf von 3,5% wurde eine Bezugsdehnung von 7,6% erhalten. Die Reissdehnung lag bei 13,5%.

Anschliessend wurde bei sonst konstanten Bedinungen der zugelassene Schrumpfbetrag zwischen Duo 2 und dem Auslaufsystem geändert. Die Fixierspannung wurde bis zu einem Betrag von 1,2 g/dtex erhöht.

Tabellarisch zusammengefasste Verfahrensbeispiele

Beispiel Nr. 1

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Erfindung/Vergleich

Erfindung

—►

-

Vergleich

Erfindung

Vergleich

Erfindung

Vergleich

Polymer

PA 6

)

-—V

—>•

PES

Titer (dtex)

940/140

1100/192

Geschwindigkeit (m/min)

- Auslaufgaletten 10

2805

—

—>

3050

- Aufspulsystem 13

2740

—>■

2675

2790

2635

2990

2925

Verstreckverhältnis 1 :

5,1

6,1

—y zug. Schrumpfbetrag %

0

—y

6

5

Temperatur

- Galettensystem 8 °C

90

—y

-►

—*

-►

115

—»-

- Galettensystem 9 °C

195

-►

—►

220

- Auslaufgalette 10 °C

45

60

60/34

112

23

195

45

115

- Galettenkasten °C

40

32

23

20

38

Fixierspannung d/dtex

2,1

—>■

0,22

—>■

0,2

Aufspulspannung g

150

—+■

170

Verweilzeit des Fadens im

Auslaufsystem s

0,72

-+

2,7

0,15

1,6

0,15

0,22

Garnkenndaten:

- Bezugsdehnung %

8,3

8,0

7,0

10,0

8,5

12

7,6

9,9

- Reissdehnung %

18,4

19,0

17,8

22

19,8

24

13,5

16

- Reissfestigkeit g/dtex

9,0

8,5

9,1

8,3

7,8

7,2

7,7

6,9

Heissluftschrumpf %

7,9

7,8

8,2

8,0

3,5

3,7

3,5

3,6

Dadurch lassen sich Garne mit beliebig niedrigen Bezugsdehnungen bis etwa 5% und niedrigen Reissdehnungen erhalten, wie Figur 2 zeigt, in der auf der Abszisse der Heissluftschrumpf und auf der Ordinate die Bezugsdehnung, jeweils in 5 Prozent, aufgetragen sind. Es ist zu erkennen, dass allerdings mit niedrigen Bezugsdehnungen der Heissluftschrumpf ansteigt. In Figur 3 sind auf der Abszisse die Reissdehnung und auf der Ordinate die Bezugsdehnung, jeweils in Prozent, aufgetragen. Die Darstellungen entsprechen Beispiel 7, gelten io also für Polyester.

Beispiel 8 (Vergleichsbeispiel)

Polyesterfäden werden unter denselben Bedingungen gesponnen und spinngestreckt wie im Beispiel 7, jedoch mit i5 dem Unterschied, dass sich die unbeheizte Auslaufgalette nach einer Einlaufzeit von wenigen Sekunden auf eine Temperatur von 115 °C erwärmte.

Bei etwa gleichem Heissluftschrumpfwert wie im Beispiel 7 wurde eine wesentlich höhere Bezugsdehnung von 9,9% 20 erhalten. Die Reissfestigkeit ist auch deutlich niedriger ausgefallen.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Herstellung hochfester, technischer Garne, insbesondere aus Polyamid- und Polyesterfäden,

durch Spinnstrecken, wobei die aus der Spinndüse austretenden Fäden in einer Kühlzone durch Anblasen mit Blasluft abgekühlt werden, worauf sie über ein Präparationssystem geführt und anschliessend in direktem Verlauf über mehrere Galettenysteme verlegt werden, wobei die Fäden zwischen mindestens zwei Galettensystemen in mindestens einer Verstreckzone verstreckt werden und auf mindestens einem Galettensystem einer Temperatur von > 160 °C ausgesetzt werden und schliesslich über ein Auslauf-Galettensystem laufen, bevor sie mit einer Geschwindigkeit > 2200 m/min aufgespult werden, dadurch gekennzeichnet, dass a) das vor der mindestens einen Verstreckzone liegende Galettensystem auf eine konstante Temperatur zwischen TG — 20 °C und Tg + 65 °C aufgeheizt wird, wobei TG die Temperatur für den Glasumwandlungspunkt ist, und die Fäden ohne Zuhilfenahme feststehender Verstreckhilfsmittel verstreckt werden,

d) die Aufspulgeschwindigkeit der Fäden nicht mehr als 2,5% von der Umfangsgeschwindigkeit des Auslauf-Galetten-systems nach unten abweicht, und dass e) die Temperatur des Auslauf-Galettensystems auf einen Wert von < 110 °C eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden nach dem Austritt aus der Spinndüse und vor dem Eintritt in die Kühlzone eine Heizzone durchlaufen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Präparierung des Fadens ein Öl mit einem Wassergehalt von weniger als 5% eingesetzt und ohne Beheizung auf den Faden aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslauf-Galettensystem unbeheizt und insbesondere mit einer Zwangskühlung betrieben wird, die eine Oberflächentemperatur von < 25 °C ermöglicht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umgebung des Auslauf-Galettensystems eine Kühlstrecke vorgesehen und mit einer Oberflächentempera-tur von < 25 °C betrieben wird, mit der die Fäden im Wärmeaustausch stehen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweilzeit der Fäden in der Kühlstrecke zu mindestens 0,4 s eingestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslauf-Galettensystem in einer geschlossenen Atmosphäre untergebracht ist, deren Temperatur durch Zwangskühlung bei oder unterhalb von 45 °C gehalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenspannung der vom Galettensystem abgezogenen Fäden den Wert von 0,5 g/dtex nicht unterschreitet.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hinter der Verstreckzone liegende Galettensystem eine Temperatur von mindestens 160 °C aufweist und dass die Fadenspannung der abgezogenen Fäden den Wert von 1,0 g/dtex nicht unterschreitet.

10. Polyamid-6-Garn, hergestellt nach dem Verfahren des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch eine Reissdehnung von < 19% und eine Bezugsdehnung von < 8,5%.

11. Polyamid-6-Garn, hergestellt nach dem Verfahren des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch einen Heissluftschrumpf von < 4% und eine Bezugsdehnung von < 8,5%.

12. Polyester-Garn, hergestellt nach dem Verfahren des Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Heissluftschrumpf von < 4% und eine Bezugsdehnung von < 9%.