DE2052729A1 - Melt spinning process - Google Patents
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Description
SchmelzspinnverfahrenMelt spinning process
Priorität: 27ο1O069 - GroßbritannienPriority: 27ο1O 0 69 - Great Britain
Die Erfindung bezieht sich auf Schmelzspinnverfahren* bei denen Fäden mit einer kontrollierten Geschwindigkeit extrudiert und nach der Abkühlung und Verfestigung gemeinsam als Mehrfadengarn oder Kabel mit einer kontrollierten höheren Geschwindigkeit abge~ zogen werden, wobei die Fäden unter der in der Fadenlinie herrschenden Spannung entsprechend der Extrusionsgeschwindigkeit und der Ab .ugsgeschwindigkeit gedehnt werden* Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Abwandlung dieser Schmelzspinnverfahren, um kontrollierte Unterschiede zwischen den Eigenschaften der Fäden in einem solchen Garn oder Kabel hervorzurufen» The invention relates to melt spinning processes * in which filaments are extruded at a controlled speed and after cooling and solidification, they are collected together as a multi-filament yarn or cable at a controlled higher speed are drawn, the threads under the tension prevailing in the thread line according to the extrusion speed and the Ab .ugs Speed are stretched * The invention relates in particular on a modification of this melt spinning process in order to produce controlled differences between the properties of the threads in such a yarn or tow »
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Beim Schmelzspinnen verbleiben die Fäden eine bestimmte Strecke * nach der Extrusion flüssig0 In diesem Bereich dehnen sich die Fäden vorwiegend aufgrund eines viskosen Flusses. Irgeindoine seitliche Bewegung^ durch welche sie entweder miteinander ouer mit einer festen Oberfläche in Berührung kommen, verursacht zumindest ein zeitliches Verschmelzen oder Zusammenkleben, was eine Verschlechterung des Laufs des Verfahrens und der Qualität des Produkts zur Folge hate Dieser erste !eil der Fadenlinie wird als flüssiger Bereich bezeichnet. !Unterhalb des flüssigen Bereichs gibt es einen festen Bereich 9 in welchem die :?ädan entweder teilweise kristallin oder, sofern sie amorph bleiben, durch Kühlen effektiv verfestigt worden sind0 In diesem Bereich gibt es nur eine geringe oder gar Iceine weitere Dehnung der Fäden unter der in der Fadenlinie herrschenden Spannung, wobei die Fäden miteinander in Berührung gebracht werden können, ohne daß sie miteinander verschmelzeno Zwischen den flüssigen Bereich und dem festen Bereich gibt es einen mittleren Bereich, in dem die Viskosität bereits soweit gestiegen ist, daß vorübergehende Berührungen zwischen Fäden nicht zu Problemen führen, die ihren Grund in einer Verschmelzung haben und welche den geschmolzenen Bereich charakterisieren^ wobei jedoch die Fäden noch nicht fest sind und eine wesentliche Dehnung unter der in der Fadenlinie herrschenden Spannung eintritt. Dieser mittlere Bereich kann als plastischer Bereich beschriebet- werden«.In melt spinning, the threads remain liquid for a certain distance * after extrusion 0 In this area, the threads stretch mainly due to a viscous flow. Irgeindoine lateral movement ^ by which they ouer either come together with a solid surface in contact, at least causes a temporal fusion or sticking together, resulting in deterioration of the run of the process and the quality of the product with the result e This first! Ecause the thread line is as called liquid area. ! Below the liquid area there is a solid area 9 in which the:? Adan either partially crystalline or, if they remain amorphous, effectively solidified by cooling 0 In this area there is only a slight or even further elongation of the threads under the tension prevailing in the thread line, whereby the threads can be brought into contact with one another without melting together o Between the liquid area and the solid area there is a central area in which the viscosity has already risen to the point that temporary contacts between Threads do not lead to problems which have their cause in a fusion and which characterize the melted area ^ but the threads are not yet firm and a substantial elongation occurs under the tension prevailing in the threadline. This middle area can be described as a plastic area «.
Gemäß der Erfindung wird nun ein Schmelzspinnverfahren vorgeschlagen, bei welchem unterschiedliche Zwischenförderkräfte auf verschiedene Fadengruppen, welche gleichzeitig durch einen mittleren Bereich zwischen dem flüssigen und dem festen Bereich hindurchgehen9 angewendet werden, wobei die kleinste der Förderkräfte null sein kann und die größte der Förderkräfte ausreichend klein ist, um eine positive Fadenspannung zwischen der Extrusion und den Abzug aufrechtzuerhalten.According to the invention, a melt spinning process is now proposed in which different intermediate conveying forces are applied to different thread groups which pass simultaneously through a central area between the liquid and the solid area 9 , the smallest of the conveying forces being zero and the largest of the conveying forces being sufficiently small is to maintain positive thread tension between the extrusion and the haul-off.
ΘΑΟΘΑΟ
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In Abwesenheit einer solchen Zv/isehenforderkraft wird ein zwischen der Extrusion und dem A'baug hindurchgehender Faden einer Spannung ausgesetzt;, die durch die Abzugseinrichtung "be=> stimmt vjirdo Während der Faden sich unter der Spannung dehnt, wird eine molekulare Orientierung zustande gebracht 9 die durch die optische Doppelbrechung gemessen werden kanne Das srfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Feststellung? daß* wenn eine Z^ischenförderkraft vor dem festen Bereich angewendet <7ird9 die resultierende Abnahme in der Spannung unmittelbar nach der Anwendung der Förderkraft zur Folge hats daß ein Faden mit einer niedrigeren Doppelbrechung dem festen Bereich augeführt, wird* Wenn verschiedene Förderkräfte auf verschiedene Fäden im mittleren Bereich angewendet werden.* dann ergeben sich deshalb ver~ schiedene Eigenschaften in d-en verschiedenen Fäden im festen g Bereich j -obwohl die Fäden den gleichen Durchschnittstiter besitzenr der durch die iSxtrusions« und Abimgsgeschwindigkeit bestimmt wird» Eine solche !lischung von Fadeneigenschaften beim gleichen Ourchschnittstiter ist beispielsweiße bei dfjr Her-» stellung von texturierten Garnen von Wert-, Das erfindungsgemäße Verfahren liefert, ein solches Gemisch von Bigenschaften beim gleichen durchschnittlichen Titer in besonders zweckmäßiger Weisep ohne daß es nötig ist* ein gesondertes und teures Spinnen und Fachen einer Anzahl kleinerer Garne durchzuführen«,In the absence of such Zv / a current passing between the extrusion and A'baug yarn is subjected to a voltage isehenforderkraft ;, the right by the removal device "be => vjirdo expands while the yarn under tension, molecular orientation is accomplished 9 the can be measured by the optical birefringence the srfindungsgemäße method is based on the finding? that * when a Z ^ ischenförderkraft applied before the fixed portion <7ird 9 the resulting decrease has in the voltage immediately after the application of the conveying force to the sequence s that a thread with a lower birefringence eye to the fixed portion, is * If different conveying forces are applied to various threads in the central region. * then therefore ver ~ the threads resulting different properties in the various threads in the solid g range j-although the same average titers have r of the extrusion and discharge speed is determined ness "Such! lischung of yarn properties at the same Ourchschnittstiter is for white supplies at dfjr manufacturers' position of textured yarns of value, the process of the invention, such a mixture of Bigenschaften the same average titers in most conveniently p without it it is necessary * to carry out a separate and expensive spinning and plying of a number of smaller yarns «,
Die irörderkraft kann durch ;]ede bekannte Einrichtung hervorgerufen werden f wie ζ „Β., Förderrollen oder Flüssigkeits- oder Gasstrahlen« Dampf- oder Luftstvahlen sind besonders zweckmäßig, |The conveying force can be caused by any known device f such as ζ "Β., Conveyor rollers or liquid or gas jets," steam or air streams are particularly useful, |
Polyethylenterephthalat mit einer Visfcositätszahl von 0,67 in ο Cii.'.oropheaol bei 200C wurde bei 2850O durch aine Spinndüsenplette oxtrudiertj welche 20 Löcher mit jeweils 0,229 ;mn Durchmesser aufwies, und als Garn mit 190 den mit einer Geschwindigkeit von 1316/7 m/min aufgespult«., Polyethylene terephthalate having an Visfcositätszahl of 0.67 in ο Cii 'oropheaol at 20 0 C was at 285 0 O by aine spinneret Plette oxtrudiertj containing 20 holes each 0.229; having mn in diameter, and as a yarn 190 to a speed of 1316 / 7 m / min wound «
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0R1G1NA1- 0R1G1NA1 -
-4 - 20S2729-4 - 20S2729
Ein Lüftejector war in einem Abstand von 50,8 cm von der Spinn- *düsenplatte angeordnet, Daa Ejeetorrohr besaß einen Durchmesser von 6,35 mm und eine Länge von 31P75 mm und hatte einen ringeförmigen Lufteintrittsschlitz mit einer Breite von 0,127 mm in der Habe des oberen lindes„ Luft wurde dem Schlitz mit 0,175 atü zugeführtβ 10 Fäden wurden durch den Ejector zur Aufspuleinrichtung geführt und die anderen 10 wurden direkt zur Aufspuleinrichtung geführte Die Doppelbrechung der zweiten Gruppe von Fäden betrug 0,0088 und diejenige der ersten Gruppe, welche durch das Bjectorrohr hindurchgegangen waren,, betrug 0c006oAn air ejector was arranged at a distance of 50.8 cm from the spinning nozzle plate, the Daa Ejeetorrohr had a diameter of 6.35 mm and a length of 31 P 75 mm and had an annular air inlet slot with a width of 0.127 mm in the Air was fed into the slot at 0.175 atmospheres. 10 threads were fed through the ejector to the winder and the other 10 were fed directly to the winder the projector tube had passed through it was 0 c 006o
Polyethylenterephthalat mit einer Viskositätszahl von 0,67 in o-Chlorophenol bei 2O0C wurde bei 2850C durch zwei Spinndüsen-» platten extrudiert, von denen jede 10 Löcher mit einem Durchmesser von 0,229 mm aufwies, und die 20 Fäden wurden in ein einziges Fadenbündel mit einem G-osamttiter von 194 den auf einer Spule mit einer Geschwindigkeit von 1143,1 m/min aufgewickelte Eine Fadenlinie wurde durch einen Lüftejector laufen gelassen, der in einem Abstand von 43,18 cm von der Spinndüsenplatte angeordnet war, Der Ejector war der gleiche wie Vin Beispiel 1, jedoch wurde die Luft mit einem Druck von O9 42 atü zugeführt. Die Doppelbrechung der unbehandelten Fäden betrug 0,008 und diejenige der behandelten Fäden 0y005 ,Polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.67 in o-chlorophenol at 2O 0 C was extruded "plates at 285 0 C by two spinneret, each of which had 10 holes with a diameter of 0.229 mm, and the 20 filaments were in a single filament bundle with a G-osamttiter of 194 to on a bobbin at a rate of 1143.1 m / min wound a threadline was passed through a Lüftejector, the cm at a distance of 43.18 was arranged from the spinneret plate, the ejector was the same as Vin example 1, but the air was supplied with a pressure of O 9 42 atm. The birefringence of the untreated threads was 0.008 and that of the treated threads was 0 y 005,
Polyhexaraethylenadipamid wurde in einem Schwergewichtsachmelzer bei einer Gittertemperatur von 2880C geschmolzen, und 10 Fäden wurden durch eine Spinndüsenplatte bei 2760C extrudiert, welche durch eine Dampfschicht gemäß der britischen Patentschrift 9IO 398 geschützt war« Die Padenlinie wurde in einem Abstand von 121,9 cm von der Spinndüsenplatte zusammengeführt, durch eine Dampfkonditionierungseinrichtung hindurchgeführt und als Garn mit 24o den mit einer Geschwindigkeit von 1 214,6 m/mln aufgewickelt. Fünf der Fäden wurden der Saugwirkung eines Lufte,1 ector« ausgesetzt, der in einem Abstand von 71,1 cm von der Spinndüsenplatte Polyhexaraethylene adipamide was melted in a heavyweight smelter at a lattice temperature of 288 0 C, and 10 threads were extruded through a spinneret plate at 276 0 C, which was protected by a vapor layer according to British patent specification 9IO 398 «The paden line was at a distance of 121.9 cm from the spinneret plate, passed through a steam conditioning device and wound up as a yarn with 24o den at a speed of 1,214.6 m / mln. Five of the filaments were subjected to the suction of an air duct at a distance of 71.1 cm from the spinneret plate
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angeordnet war, und fünf der Fäden verliefen direkt von der Spinndüsenplatte zum DampfkondItionierungsrohr. Die erhaltenen Fäden besaßen Doppelbrechungen von 0,0169 bzw, 0,0197. and five of the filaments ran directly from the spinneret plate to the steam conditioning pipe. The threads obtained had birefringence of 0.0169 and 0.0197, respectively.
Polyalkylenterephthalat mit einer Vlskosltätszanl von 0,67, gemessen in o-Chlorophenol bei 200C, wurde bei 285°O durch eine SpinndUr senplatte extrudlert, die 20 Löcher enthielt> und als Garn mit einem Titer von I58 den mit einer Geschwindigkeit von 1455,0 m/min auf eine Spule aufgewinkelt.Polyalkylene terephthalate with a Vlskosltätszanl of 0.67 as measured in o-chlorophenol at 20 0 C was added at 285 ° by an O SpinndUr senplatte extrudlert containing 20 holes> and as a yarn with a titer of I58 to, at a rate of 1455 0 m / min angled onto a spool.
Wenn die durch die Raumluft geschaffenen Abkühlungsbedingungen angewendet wurden und wenn vor der Aufspulung Keane Kraft angewendet | wurde, dann betrug die durchschnittliche FacleiKjoppelbrechung des hergestellten Garns 10,2 χ 10 .When the cooling conditions created by the indoor air are applied and if Keane force was applied before winding | then the average faclei birefringence was des produced yarn 10.2 χ 10.
In einer Reihe von Versuchen wurde die Hälfte öer Fäden dann durch einen Luftejektor hinaurengeführt, dessen Kohr 51*7 »m lang war und einen Durchmesser von 9»525 mm aufwies, wobei ein ringförmiger Lufteintrittsschlitz mit einer Breite von 2,54 ο® *n der Nähe des obere)! Endes vorgesehen war. Der Luftejektor wurde mit Druckluft unter verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten beschickt und war verschiedene Abstände unterhalb der Spinndüsenplatte angeordnet, wie es in der folgenden Tabelle gezeigt ist.In a series of experiments, the half Oer filaments was then hinaurengeführt by an air ejector, whose Kohr 51 * 7 »m was long and had a diameter of 9» 525 mm, wherein an annular air inlet slot having a width of n * 2.54 ο® near the top)! End was intended. The air ejector was charged with compressed air at various flow rates and was positioned various distances below the spinneret plate as shown in the following table.
Die durchschnittliche Doppelbrechung der aufgespulten Fäden, welche durch den Ejektor hindurchgegangen waren, sind in der Taoelle . gezeigt. Die verschiedenen hergestellten Garne besagen deshalb Doppelbrechungsunterschiede von ungefähr 5 bis ungefähr 60 % Ihrer mittleren Doppelbrechung.The average birefringence of the coiled threads that passed through the ejector are in the Taoelle. shown. The different yarns produced therefore indicate differences in birefringence of about 5 to about 60 % of their mean birefringence.
Wenn dex1 Ejektor mehr als 91,4 cm von der Spinndüsenplatte angeordnet war, wurde nur· »in geringer Effekt beobachtet. Venn der Ejektor weniger als 45,7 can von der SpinndUsenplatte angeordnet war, dann begannen Probleme aufzutreten, die von der Verschmelzung der FädenWhen the dex 1 ejector was positioned more than 91.4 cm from the spinneret plate, only little effect was observed. When the ejector was located less than 45.7 can from the spinneret, problems began to arise from the fusing of the filaments
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herrührten. Wenn der Ejektor zwischen 60,9 und 76,2 cas von der Spinndüsenplatte angeordnet- war* dann konnte das Verfahren stetig betrie·= ben werden und es konnten brauchbare Doppelbrechungsunterschiede erzielt werden* Dieser Bereich war also der brauchbare mittlere Fadenlinienbereich bei diesem speziellen Spinnverfahren-originated. If the ejector was located between 60.9 and 76.2 cas from the spinneret plate - then the process could be operated steadily and useful birefringence differences could be achieved * This area was the useful mean thread line area in this special spinning process.
Aus der folgenden Tabelle ist ersichtlich, daß die Doppelbrechung (die in der Tabelle angegebenen Werte sind mit 1.0"^ zu multiplizieren) leicht durch entsprechende Einstellung des Luftdrucks am Ejektor geregelt werden konnte.From the following table it can be seen that the birefringence (the values given in the table are to be multiplied by 1.0 "^) could easily be regulated by setting the air pressure on the ejector accordingly.
der Spinn
düsenplatteDistance from
the spider
nozzle plate
Luftzuführung zu den EJektoren (Druck kg/cm - Fluß l/min) p
Air supply to the ejectors (pressure kg / cm - flow l / min)
6o,9 οίο
76,2 cm
91,4 cm45.7 approx
6o, 9 οίο
76.2 cm
91.4 cm
7,63
8,58
9,576.84
7.63
8.58
9.57
7,33
8,62
9,896.27
7.33
8.62
9.89
6,70
8,72
9,915.38
6.70
8.72
9.91
8,45
8,71
9.838.16
8.45
8.71
9. 83
Die gemäß der Erfindung hergestellten Garne sind beispielsweise als einziges Ausgangsmaterial zur Herstellung von texturierten Polyestergarnen gemäß der deutschen Patentanmeldung P 19 15 821«, 5 brauchbar, wobei Jedoch die dort verwendeten beiden Ausgangsmaterialien nichtThe yarns produced according to the invention are for example as sole raw material for the production of textured polyester yarns according to the German patent application P 19 15 821 «, 5 usable, However, the two starting materials used there are not
durchby
* das Verfahren nicht nur vereinfacht, son-* not only simplifies the procedure, but
-ir* eil
erforderlich sind. Hier/wird -ir * hurry
required are. Here / will
dem auch beträchtlich verbilligt. Das Spinnen kann mit mehr als dem Doppelten des Durchsatzes ausgeführt werden, da nicht nur alle Fäden des Fertiggarns auf einmal aus einer Spinndüsenplatte gesponnen werden« sondern da auch die Abzugsgeachwlndigkelt nicht verringert wer-, den muß, um die Fäden mit einer niedrigeren Doppelbrechung herzustellen. which is also considerably cheaper. Spinning can do more than that The throughput can be doubled because not only are all threads of the finished yarn spun at once from a spinneret plate, but also because the take-off angle is not reduced, the must in order to produce the threads with a lower birefringence.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch dazu verwendet werden, ein Kabel aus Fäden unterschiedlicher Schrumpfbarkeit herzustellen, welches sich für die Verarbeitung in ein aus Stapelfasern gesponnenes Bauschgarn eignet.The inventive method can also be used to a Manufacture cables from threads of different shrinkability, which is suitable for processing into a bulk yarn spun from staple fibers.
Patentansprüche:Patent claims:
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |