DE1604532A1

DE1604532A1 - Process for the continuous heating, drying and fixing of fiber tows made of high-molecular synthetic polymers

Info

Publication number: DE1604532A1
Application number: DE19661604532
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl-Chem Dr Knobloch; Adalbert Dipl-Chem Dr Kuehn; Otto Dipl-Phys D Pfannenschmid; Werner Dipl-Chem Dr Schneider
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1966-08-10
Filing date: 1966-08-10
Publication date: 1972-03-23
Also published as: ES343819A1; AT293595B; US3435534A; GB1192397A; NL6710719A; LU54255A1; BE702528A; CH1110067A4; CH508753A

Description

FARBWERKE HOECHST AG. vormals Meister Lucius & Brüning Aktenzeichen: P 16 04 532.2 - Fw 5130 Datum: 2. Juni 1969 - Dr. Mei/MuFARBWERKE HOECHST AG. formerly Master Lucius & Brüning File number: P 16 04 532.2 - Fw 5130 Date: Jun 2, 1969 - Dr. Mei / Mu

Verfahren zum kontinuierlichen Erwärmen, Trocknen und Fixieren von Faserkabeln aus hochmolekularen synthetischen PolymerenProcess for the continuous heating, drying and fixing of fiber tows made of high molecular weight synthetic polymers

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Fasermaterialien, die aus hochmolekularen synthetischen Pol3^r~ meren, wie Polyestern, Polyamiden, Polyolefinen oder Polyacrylnitril, bestehen oder solche enthalten, müssen während des Teils des Herstellungsprozesses, der sich an das Spinnen anschließt - also etwa vor, während oder nach der Verst-r eckung - vielfach erwärmt werden. Diese Erwärmung der Fasern ist mit Hilfe von Kontaktheizung, z.B. über heißen, rotierenden Waisen oder Trommeln, mit heißen Gasen oder Dämpfen, auch Luft, oder auch heißen Flüssigkeiten oder Schmelzen, möglich,-Alle ."diese Verfahren erlauben jedoch _nur> relativ' dünne Faserschichten hinreichend rasch und vor allem gleichmäßig zu erwärmen, so daß die Faser in gespannter oder doch wenigstens leicht auseinandergezogener Form vorliegen muß. Das gleichmäßige Erwärmen, auch Trocknen und Fixieren eines Faserbündels, in den die Einaelfasern gekräuselt so zusammengeschoben sind, daß das gesamte Bündel eine Dicke von größenordnungsmäßig einem oder sogar einigen Zentimetern erreicht, ist mit diesen Methoden nicht möglich. Man kann also ein Faserkabel nicht feucht kräuseln und in genau dem Zustand, in dem es die Kräuselkammer verläßt, trocknen und fixieren, d.h., nicht ohne es auseinanderzugehen oder wenigstens umzulegen.t
Fiber materials, the synthetic from high molecular weight POL3 ^r ~ mers, such as polyesters, polyamides, polyolefins or polyacrylonitrile consist, or containing, must during the part of the manufacturing process, which follows the spider - so as before, during or after the amplification-r eckung - be heated multiple times. This heating of the fibers is possible with the help of contact heating, for example using hot, rotating orphans or drums, with hot gases or vapors, including air, or even hot liquids or melts, -all. "However, these processes _only allow 'relatively' thin ones To heat fiber layers sufficiently quickly and above all evenly, so that the fiber has to be in a stretched or at least slightly pulled apart form Thickness of the order of one or even a few centimeters is not possible with these methods. So a fiber tow cannot be crimped wet and dried and fixed in the exact state in which it leaves the crimping chamber, that is, not without it parting or at least to kill.

Muß ein feucht gekräuseltes Faserkabel anschließend an den Kräuselprozeß getrocknet und fixiert werden, so benötigt man da-· zu ein= relativ lange Trockenstrecke, auf der das Faserkabel leicht auseinandergezogen abgelegt wird, um mit Hilfe von IContakt-'heizung bzw. heißen Gasen, Dämpfen oder Luft zu trocknen.A moist, crimped fiber optic cable must then be attached to the Crimping process are dried and fixed, so you need a = relatively long drying path on which the fiber cable can be easily pulled apart to be stored with the help of IContact heating or to dry hot gases, vapors or air.

Es wurde nun gefunden, daß man feuchte Faserkabel, die aus hochmolekularen synthetischen Polymeren, wie Polyestern, Polyamiden,It has now been found that moist fiber cables made of high molecular weight synthetic polymers such as polyesters, polyamides,

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Polyolefinen oder Polyacrylnitril bestehen oder solche enthalten, kontinuierlich erwärmen, trocknen und fixieren kann durch Führung dieser Faserkabel durch ein elektrisches Hochfrequenzfeld, wenn sich die Faserkabel bei ihrer Führung durch das elektrische Hochfrequenzfeld in feucht gekräuseltem, nicht auseinandergezogenem oder verlegtem Zustand, in welchem sie die Kräuselkammer verlassen, befinden. Es ist günstig, ein elektrisches Hochfrequenzfeld einer Stärke zwischen 0,2 und 5kY/c?n und einer Frequenz zwischen 2 und 60* MHz zu verwenden. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Verwendung eines elektrischen Hoch- . ' frequenzfeldes einer Stärke zwischen 1 und 1,5 kY/cm und einer Frequenz zwischen 5 und 25 MHz. Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindimg werden die Faserkabel kontinuierlich mit der durch die gesamte Bandstraße vorgegebenen Geschwindigkeit zwischen den Platten eines Plattenkondensators hindurchgeführt; an den Kondensatorplatten liegt ein starkes elektrisches Wechselfeld einer vorzugsweisen Feldstärke zwischen 0,2 und 5 kV/cmj ganz besonders günstig ist jedoch eine Feldstärke zwischen 1 und 1,5 kY/cm. Die Frequenz des elektrisches Wechselfeldes soll zwischen 2 und 60 MHz, vorzugsweise zwischen 5 und 25 MHz betragen. Die "dielektrischen Verluste von feuchten Faserkabeln führen zu einer Wärmeentwicklung im Eabelinnern. Die Wärme wird dem Faserkabel also nicht unter Bildung störender Teinperaturgradienten von außen zugeführt, sondern entsteht im Innern des Kabels selbst. . .Polyolefins or polyacrylonitrile consist or contain such, can continuously heat, dry and fix by guiding these fiber cables through a high-frequency electrical field when the fiber cables are being guided through the high frequency electric field in moist curled, not stretched or laid state, in which they leave the crimping chamber, are. It's cheap to have an electric one High frequency field with a strength between 0.2 and 5kY / c? N and a frequency between 2 and 60 * MHz. Particularly however, the use of an electrical high-voltage is advantageous. 'Frequency field with a strength between 1 and 1.5 kY / cm and one Frequency between 5 and 25 MHz. To carry out the procedure according to the present invention, the fiber tows become continuous passed between the plates of a plate capacitor at the speed specified through the entire belt line; A strong alternating electric field with a preferred field strength of between 0.2 and 5 is applied to the capacitor plates kV / cmj, however, a field strength between 1 and 1.5 kY / cm is particularly favorable. The frequency of the alternating electric field should be between 2 and 60 MHz, preferably between 5 and 25 MHz be. The "dielectric losses of moist fiber cables lead to heat development inside the cable. The heat is the fiber cable so not with the formation of disruptive temperature gradients supplied from the outside, but arises inside the cable itself.. .

Die Trocknung und Fixierung von nassen Faserkabeln funktionieri gemäß dem Verfahren der Erfindung besonders gut, wenn die Faserkabel vor der Hochfrequenzbehandlung 4 bis 20 $, bezogen auf das Gewicht der nassen Faserkabel, Wasser enthalten. Jedoch führen - zusammen mit der Eigenabsoipfcion des Polymeren - auch diejenigen Mengen an Feuchtigkeit und Präparationsmittel, wie sie in den üblicherweise als trocken bezeichneten Faserkabel praktisch immer vorhanden sind, zu einer dielektrischen Absorption im elektrischen Wechselfeld, so daß auch diese "trockenen" Faserkabel nach dem erfindungsgemäßen Verfahren - wenngleich diesThe drying and fixing of wet fiber tows function particularly well according to the method of the invention when the fiber tows before radiofrequency treatment $ 4 to $ 20 based on that Weight of wet fiber optic cable, containing water. However - together with the inherent absorption of the polymer - those also lead Amounts of moisture and spin finish, as found in what is commonly referred to as dry fiber tow are practically always present, leading to dielectric absorption in an alternating electric field, so that these "dry" fiber cables also use the method according to the invention - albeit this

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v.'eniger bevorzugt ist - erv.-ärmt, gegebenenfalls noch weiter getrocknet und fixiert werden !rönnen. Hierbei ist allerdings eine längere rehandlungsdauer is elektrischen Vechselfeld nötig als ζυη Trocknen und Fixieren von feuchten Faserkabeln mit höherem Wassergehalt im gleichen elektrischen ¥echselfeld.It is less preferred - heated, possibly even further dried and fixed! In this case, however, a longer period of negotiation is necessary in the alternating electric field than drying and fixing moist fiber cables with a higher water content in the same electric alternating field.

Gegenüber den bekannten Verfahren des Trocknens von nassen Faserkabeln vor der Kräuselkasmer mit darauffolgender trockener Kräuselung und anschließendem Fixieren des leicht auseinandergezogenen Faserkabels bietet das Verfahren der Erfindung folgende Vorteile:Compared to the known method of drying wet fiber tows before the frizzy kasmer followed by a dry one Crimping and then fixing the slightly pulled apart fiber tow, the method of the invention offers the following Advantages:

Die Bandstraße kann erheblich verkürzt werden, da Trocknung und Fixierung nun gleichzeitig stattfinden und zudem das Kabel dicht zusammengeschoben ist. Die Gleichzeitigkeit von Trocknung und Fixierung führt beim Anfärben zu erhöhter Farbstoffaufnahme bei •sonst gleichen textlien Werten. Infolge der feuchten Kräuselung ist der KabelschluS verbessert. Da das Kabel nach dem Kräuseln nicht auseinandergezogen wird, ist die Packungsdichte im Karton erhöht. Gleichzeitig wird der für die Weiterverarbeitung wesentliche Kartonauslauf besser.The belt line can be shortened considerably, as drying and Fixation now take place at the same time and also the cable is pushed tightly together. The simultaneity of drying and Fixation leads to increased dye uptake during staining • otherwise the same textile values. As a result of the moist curl the cable connection is improved. Since the cable is not pulled apart after being crimped, the packing density is in the box elevated. At the same time, the cardboard outlet, which is essential for further processing, is improved.

Gegenüber einer Feuchtkräuselung mit anschließender Trocknung mittels Kontaktheizung oder heißen Gasen, Dämpfen oder luft besitzt das erfindungsgemäSe Verfahren ebenso den Vorteil einer wesentlichen Raumersparnis und - im Falle von nassen, gekräuselten Faserkabeln - da kein Umlegen und Auseinanderziehen mehr nötig ist, eine größere Packungsdichte im Karton und einen besseren KabelschluS.Compared to moist curling with subsequent drying by means of contact heating or hot gases, vapors or air the method according to the invention also has the advantage of a substantial saving in space and - in the case of wet, curled ones Fiber cables - since they no longer need to be folded and pulled apart, a greater packing density in the box and one better cable connection.

Das Verfahren der Erfindung ist nicht auf Faserkabel bestimmter Stärke beschränkt, da für die Trockenzeit bei einer bestimmten Frequenz is wesentlichen die Ener_giedichte des elektrischen Feldes am Ort des Faserkabels maßgebend ist, die durch die Angabe der elektrischen Feldstärke gekennzeichnet wird. Bei hinreichender ieistungstärke des Generators nimmt die Trockenzeit ■ also nicht nit wachsendem Durchsatz an zu trocknendem Faser-The method of the invention is not limited to fiber tows of a certain thickness, since for the drying time at a certain one Frequency is essentially the energy density of the electrical Field at the location of the fiber cable is decisive, which is characterized by the specification of the electrical field strength. With sufficient he power of the generator takes the drying time ■ so not with increasing throughput of fiber to be dried

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material su. Die Hochfrequenzleistung, die vom Generator ssur Verfugung gestellt werden nuß, ist kauri größer als sie sich aus aen-.spesifischen V."arsen des Pasensaterials und des Wassers und aus der Verdampf ungswäme des V'assers errechnet.material see below. The high frequency power produced by the generator ssur To be provided nut, kauri is larger than it is made from aen-.spesifischen V. "arsenic of the paste material and the water and calculated from the evaporation heat of the water.

Die nachfolgend beschriebenen Beispiele sollen die Anwendung des erfindungsgenäSen Verfahrens erläutern«The examples described below are intended to explain the application of the method according to the invention.

Example 1:

a) Ein Faserkabel aus Polyäthylenterephthalatfäden von 3 den Einseltiter, die nach dem Spinnen einen Schrumpf von 41 - 42 $ bei 97⁰C hatten, wurde in überhitztem Wasserdampf von etwa 19O⁰C in Verhältnis 1 : 4,5 verstreckt. Anschließend vnirde es auf Trommeln von 90 C, deren Umfangsgeschwindigkeit gleich der Geschwindigkeit des Faserkabels war, getrocknet und dann trocken gekräuselt. Der Faserpacken wurde dann leicht auseinandergezogen zu einem gewellten Eand und für 60 Sekunden in Überhitzern Wasserdampf von 155 bis 185°C - gemessen am Ort des Dampfaustritts - fixiert (Probe 1a = Vergleichsprobe).a) A fiber tow of Polyäthylenterephthalatfäden of 3 to Einseltiter that after spinning a shrinkage 41-42 $ had at 97 ⁰ C, was superheated steam of about 19O ⁰ C in ratio of 1: 4.5. It was then dried on drums at 90 ° C, the peripheral speed of which was the same as the speed of the fiber tow, and then crimped dry. The fiber pack was then slightly pulled apart to form a corrugated edge and fixed for 60 seconds in superheaters with steam at 155 to 185 ° C - measured at the point of steam outlet (sample 1a = comparison sample).

b) Ein Polyäthylenterephthalat-Faserkabel der gleichen Art wie unter a) beschrieben, wurde ebenfalls in Verhältnis 1 : 4,5 verstreckt und dann jedoch feucht gekräuselt. Die Feuchtigkeit des Faserpackens nach Verlassen der Xräuselkamner betrug 12 ^, bezogen auf das Gewicht des feuchten Faserkabels. Der Faserpacken von ca. 40 χ 120 mis'" Querschnitt wurde in dem Zustand, in den er die Krau se !kammer verließ, 72 Sekunden lang einem elektrischen Wechselfeld von.16 MHz bei einer Feldstärke von 1,25 kV/c!s ausgesetzt und dadurch getrocknet und gleichzeitig fixiert (Probe Ib).b) A polyethylene terephthalate fiber tow of the same type as described under a) was also drawn in a ratio of 1: 4.5 and then, however, curled up moist. The moisture of the fiber pack after leaving the Xräuselkamner was 12 ^, based on the weight of the damp fiber cable. The fiber pack of approx. 40 χ 120 mis' "cross-section was in the condition In which he left the hospital room for 72 seconds alternating electric field of 16 MHz at a field strength of 1.25 kV / c! S and thereby dried and at the same time fixed (sample Ib).

Nun wurden 20 Graun jeder Probe in einem Liter Wasser, den 0,6 g (= 3 £ des Probengewichts) des Farbstoffs Disperse Blue 56,Now 20 grays of each sample were in one liter of water, the 0.6 g (= 3 pounds of the sample weight) of the dye Disperse Blue 56,

•ζ• ζ

C.I. 2nd edition (1956), sowie 4 cn eines Carriers auf Basis o-Fhenyl-Phenol zugesetzt waren, 30.Hinuten lang bei 80⁰C behandelt. Der in Bad verbliebene Restfarbstoff wurde kolorinetrisch bestiimt. Es wurden die folgenden FarbstoffaufnehmenCI 2nd edition (1956), as well as 4 cn a carrier based on o-Fhenyl-phenol were added 30.Hinuten treated at 80 ⁰ C. The residual dye remaining in the bath was determined colorinetrically. The following dye picks were received

209813/1250 BAD ORIGINAL .209813/1250 ORIGINAL BATHROOM.

gesessen:sat:

Probe 1a 60 Gewichtsprozent)Sample 1a 60 percent by weight)

Probe 1c 70 Gewichtsprozent)Sample 1c 70 percent by weight)

der ursprünglich in der I'd sung vorhandenen Farbstoffmenge the amount of dye originally present in the I'd solution

3eis-QJel 2: 3eis-QJel 2 :

a) Sin Faserkabel aus Polyäthylenterephthalatfäden von 4 den Einzeltiter, die nach den Spinnen einen Schrumpf von 38 $ bei 97°C hatten, wurde in überhitztem Wasserdampf von etwa 19O⁰C in Verhältnis 1 :4,5 verstreckt. Anschließend wurde es auf T^finaeln von 90⁰C, deren Umfangsgeschwindigkeit gleich der Geschwindigkeit des Faserkabels war, getrocknet und dann trocken gekräuselt. Danach wurde das Faserkabel in Form eines leicht gewellten Bandes für 60 Sekunden in überhitztem Wasserdampf von 155 bis 185°C - gemessen am Ort des Dampfaustritts - fixiert, Die Schrunpfwerte sind in nachstehender Aufstellung unter 2 a) angegeben (Vergleichsprobe 2a).a) Sin fiber cable of 4 Polyäthylenterephthalatfäden the individual titre which had a shrinkage of 38 $ at 97 ° C by the spinning, was superheated steam of about 19O ⁰ C in ratio of 1: 4.5. Then it was on T ^ finaeln of 90 ⁰ C, the peripheral speed was equal to the speed of the fiber cable, dried and then curled dry. The fiber cable was then fixed in the form of a slightly corrugated tape for 60 seconds in superheated steam from 155 to 185 ° C - measured at the location of the steam outlet. The shrinkage values are given in the table below under 2a) (comparative sample 2a).

b) Ein Polväthvlenterephthalat-Faserkabel der gleichen Art wie unter2a) beschrieben wurde ebenfalls im Verhältnis 1 ϊ 4,5 verstreckt und dann jedoch feucht gekräuselt und anschließend in der Form, in der es die Kräuselkammer verließ, als Packen von ca. AO χ 120 rar? Querschnitt, durch den Hochfrequenzkondensator geführt. Die Feuchtigkeit nach dem Kräuseln.betrug 7 ?°, bezogen auf das Gewicht des feuchten Faserkabels. Die angelegte Feldstärke war 1,2 kY/cm bei einer Frequenz von 1β MHz; die Verweildauer im Kondensator betrug 60 Sekunden. Die Schrumpf werte - unter 2b) angegeben - lassen deutlich werden, daß neben der Trocknung gleichzeitig auch eine Fixierung ähnlich 2 a) stattgefunden hat. -b) A Polväthvlenterephthalat fiber cable of the same type as described under 2a) was also stretched in the ratio 1 ϊ 4.5 and then, however, crimped moist and then in the form in which it left the crimping chamber, as a pack of approx. AO χ 120 rare ? Cross section, passed through the high frequency capacitor. The humidity after crimping was 7 ° C based on the weight of the damp fiber tow. The applied field strength was 1.2 kY / cm at a frequency of 1β MHz; the residence time in the condenser was 60 seconds. The shrinkage values - given under 2b) - make it clear that, in addition to drying, a fixation similar to 2 a) has taken place at the same time. -

Ko chschruriTD fKo chschruriTD f

200 -Schrumpf200 shrinkage

BADBATH

0, 2 0,10.2 0.1

7 5 7 5

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Claims

Claims r

1. Process for continuous heating, drying and fixing Moist fiber cables made from high molecular weight synthetic polymers such as polyesters, polyamides, polyolefins or polyacrylonitrile exist or contain such, by continuously guiding the fiber cables through an electrical high-frequency field, characterized in that the fiber cables are in their guidance through the electrical high-frequency field in moist, curled, not stretched or laid condition, in which they leave the weeping chamber, are located.

2. The method according to claim 1, characterized in that an electrical high-frequency field of a strength between 0.2 and 5 kV / cm and a frequency between 2 and 60 HMz is used.

3. The method according to claim 1, characterized in that a high-frequency electric field of a strength between 1 and 1.5 kV / cm and a frequency between 5 and 25 MHz is used.

4. The method according to claims 1-3, characterized in that da3 the wet fiber tow before the high-frequency treatment 4 contain water up to based on the weight of the wet fiber tow.

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