DE2528127C2

DE2528127C2 - Verfahren zum Schnellspinnen eines Polyamids

Info

Publication number: DE2528127C2
Application number: DE2528127A
Authority: DE
Inventors: James Ernest Pensacola Fla. Bromley; Michael Martin Las Fuentes Guadalajara Jalisco McNamara; Wayne Thomas Pensacola Fla. Mowe
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1974-06-25
Filing date: 1975-06-24
Publication date: 1986-04-10
Also published as: AR207365A1; BE830571A; US4093147A; AU8238575A; CA1095675A; IT1039360B; NL7507446A; JPS5851044B2; DE2528127A1; GB1479248A; BR7503957A; FR2276405A1; JPS5117328A; FR2276405B1; LU72804A1; ZA754028B; CH575025A5; AU499311B2

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in einem Zeitraum zwischen U,03 und 0,06 St'iunden nach der Verfestigung in die Heizzone eingebracht werden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schnellspinnen eines Polyamids gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs, vgl. DE-OS 22 04 397.

Wenn hier in der Beschreibung und den Ansprüchen die Bezeichnung »Polyamid 66« verwendet wird, werden darunter synthetische lineare Polyamide verstanden, die in dem Polyamidmolekül wenigstens 85 Gew.-% wiederkehrende Struktureinheiten der folgenden Formel aufweisen:

O H

— C— (CH₂),- C — N— (CHJ₆-N —

Das Polymerisat und das resultierende Garn können die üblichen geringen Anteile bekannter Additive enthalten, wie Mattierungsmittel oder Pigmente, Lichtstabiiisierungsstoffe, Wärme- und Oxidationsstabiüsierungsstoffe, Additive zur Verringerung statischer Aufladungen, Additive zur Modifizierung der Färbbarkeit und dgl. Das Polymerisat muß ein faserbildendes Molekulargewicht zum Schmelzspinnen zum Garn haben. Die Bezeichnung »Garn« umfaßt hier kontinuierliche Fäden und Stapelfasern.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Polyamid 66-Garn ist das bekannte Schmelzspinnverfahren, bei welchem das gesponnene Garn in Spinnballen oder Garnkörpern gesammelt wird. Die Spinnballen werden dann von der Spinnmaschine entfernt und auf Streckmaschinen angeordnet, wo der Streckvorgang durchgeführt wird. Beispielsweise kann nach dem »Split-Verfahren« gesponnenes Garn von 209 dtex bei 1371 m/min gesammelt werden, was einen Durchsatz von 28,7 g/min pro Spinnstelle entspricht. Dieses gesponnene Garn wird dann auf einer gesonderten Maschine auf 78 dtex gestreckt. Die Herstellungsausbeute pro Spinnstelle ist so annehmbar hoch, jedoch ist das diskontinuierliche oder Split-Verfahren aufwendig, da das gesponnene Garn manuell gehandhabt werden muß, und die Eigenschaften des gestreckten Garns sind etwas veränderlich.

Ein zweites bekanntes Verfahren zur Herstellung von Polyamid 66-Garn ist ein kontinuierliches oder »Bindeverfahren«, bei welchem ein frisch gesponnenes Garn in mehreren Schlingen um eine Förderrolle und eine Trennrolle, die mit gegebener Umfanggeschwindigkeit laufen, zu einer Streckrolle mit zugeordneter Trennrolle zugeführt wird, die mit höherer Umfangsgeschwindigkeit laufen, wonach das Garn gepackt wird. Wahlweise kann das Garn zwei aufeinanderfolgenden Streckstufen unterworfen werden, wie in der US-PS 30 91 015 beschrieben. Während nach den kontinuierliche(n) Verfahren hergestelltes Garn üblicherweise gleichförmiger ist, als nach dem Spülverfahren hergestelltes Garn, treten meßbare Titer-Änderungen entlang des Garnes noch auf. Zusätzlich sind die Streck- und Wickelgeschwindigkeiten beim kontinuierliche(n) Verfahren in der Praxis wegen der mit zunehmender Geschwindigkeit zunehmend schlechter werdenden Leistung und geringer werdenden Ausbeute an erstklassigem Garn grundsätzlich auf weniger als etwa 3200 bis 3657 m/min beschränkt. Hierdurch sind dann die praktisch mögliche Spinngeschwindigkeit und daher die Herstellungsrate für eine Spinnstelle geringer als diejenigen einer Spinnstelle beim Spülverfahren. Eine Spinnstelle, welche nach dem kontinuierliche(n) Verfahren ein auf 78 dtex gestrecktes Garn bei 3200 m/min herstellt, hat einen Durchsatz von nur 24,9 g/min. Im Ergebnis erlaubt somit das kontinuierliche(n) Verfahren eine Verbesserung der Produktqualität auf Kosten der Produktionsrate pro Spinnstelle.

Die DE-OS 22 46 324 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Polyamidfasern hoher Festigkeit durch kontinuierliches Spannen der Fäden, Erhitzen der Fäden praktisch unmittelbar über ihre Übergangstemperatur zweiter Ordnung und Ziehen der Fäden praktisch augenblicklich im Bereich zwischen dieser Temperatur bis etwa 5°C von ihrem Schmelzpunkt. Die hierbei angewandte Spannung zum Behandeln des Garnes liegt jedoch sehr niedrig. Lediglich das Beispiel 4 beschreibt die Behandlung von Fäden aus einem Polycarbonsäureamidpo-Ivmer und damit von Polyamid 6.

Gegenstand der US-PS 30 53 611 ist ein Verfahren zur Herstellung von voll verstreckten Polyamidfasern durch Schmelzverspinnen, wobei keine näheren Angaben bezüglich der Weiterbehandlung der Fasern angegeben werden.

Auch die US-PS 33 46 684 beschreibt das Verspinnen von hochmolekularen Polyamidfäden, die nach der Verfestigung mit Dampf behandelt, aufgewickelt, abgewickelt und dann verstreckt werden, wobei durch Steigerung des Massendurchsatzes Fäden mit einem höheren Titer hergestellt werden.

Aus der DE-OS 22 04 397 ist ein Schmelzspinn- und Streckverfahren zur Herstellung von Fäden aus thermoplastischen Massen, wie beispielsweise Polyestern bekannt, welches eine Erhöhung der Abzugs- und Produktionsgeschw'ndigkeit ohne Qualitätseinbußen des Fadens ermöglichen soll. Dabei werden die thermoplastischen Massen geschmolzen, durch Düsen extrudiert und die erzeugten fadenartigen Stränge vorverzogen, gekühlt und verstreckt, wobei die Fäden einem Vorverzug mit einer Abzugsgeschwindigkeit von mehr als 3000 m/min und einer nachfolgenden Restverstreckung in kontinuierlicher Weise unterworfen werden, wobsi die Fäden nicht oder nur mit Hilfe einer einzigen Heizeinrichtung erwärmt werden. Dieser Stand der Technik lehrt weder die Anwendung eines speziellen Polyamids zur Herstellung der Fäden noch vermittelt er Erkenntnisse dafür, wie Fäden aus Polyamid 66 mit verbesserten Eigenschaftskombinationen ohne Beeinträchtigung der Produktivität hergestellt werden können.

Dia Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zum Schnellspianen eines Polyamids der eingangs angegebenen Gattung zu schaffen, welches Fäden mit neuartigen Eigenschaftskombinationen liefert, weniger aufwendig ist und mit höheren Geschwindigkeiten durchgeführt werden kann, indem ein Garn von z. B. 78 dtex mit ausgezeichneter Ausbeute bei wesentlich höheren Geschwindigke·* :n als nach dem Stand der Technik möglich ist, hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird nun gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens gemäß Hauptanspruch. Der Unteranspruch betrifft eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das Schmelzspinnen von Fäden aus Polyamid 66 mit einem Ϊ iter von 78 dtex mit ausgezeichneter Ausbeute bei Geschwindigkeiten von 4572 m/min oder mehr und mit einem Durchsatz von 35,6 g/min pro Spinnstelle. Dies stellt eine um etwa 24% höhere Produktivität dar, als für das Split-Verfahren und eine um etwa 43% höhere Produktivität als beim kontinuierlichen Verfahren.

Darüber hinaus fällt das Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem deutlich weichen, üppigen Griff an, insbesondere dann, wenn das Garn vor der Herstellung des Erzeugnisses texturiert wird.

Bekanntlich ist der Griff von Erzeugnissen (die Art, wie es sich bei der Berührung anfühlt) nicht nur von den Anfangseigenschaften des Garns abhängig, sondern auch vom Aufbau des Erzeugnisses und von den Bedingungen, denen das Erzeugnis während des Reinigens, Färbens und Ausrüstens unterworfen ist. Verschiedene Versuchserzeugnisse aus erfindungsgemäß hergestellten Garnen haben einen deutlichen weichen, üppigen Griff im Vergleich zu anderen entsprechenden Kontrollerzeugnisssen, die aus konventionellen Polyamid 66-Garnen hergestellt sind, die denselben Titer und die gleiche Anzahl von Fäden haben, wobei die Erzeugnisse unter denselbcn Bedingungen gereinigt, gefärbt und ausgerüstet sind.

Diese Versuchserzeugnisse fühlen sich nicht bei leichter Berührung kräuselig an, wie es Erzeugnisse tun, die aus Wolle, Seide oder konventionellem Polyamid 66 hergestellt sind, und sind somit angenehmer für TJeidungsstücke, die unmittelbar an der Haut getragen werden. Allgemein gesprochen ist der weiche Griffbei schwereren Erzeugnissen deutlicher als bei leichteren Erzeugnisssen. Beispielsweise haben erfindungsgemäß hergestellte Garne, die im Falschdraht-Wärmestabilisierverfahren textur:-rt sind und als mit ausgeglichenem Drall gefachtes Garn von 233 dtex mit 102 Fäden zu Männersocken gestrickt sind, einen weicheren Griff als Versuchsgarne, die nach dem Splitverfahren oder dem kontinuierlichen Verfahren hergestellt sind. Der weiche GrifFis; in leichteren Bindearten nicht so typisch ausgeprägt. So haben Proberöhren, die aus Versuchs- und Kontroll-Fiachgarnen mit 78 dtex und 34 Fäden auf dem Lawson-Hemphill-Faser-Versuchs-Strickapparat gestrickt sind, geringere Griffunterschiede als bei den oben erwähnten Herrensocken, obwohl die Griffunterschiede noch erkennbar sind.

Das erfindungsgemäß hergestellte Polyamid 56-Garn besitzt besonders Dehnungs-Spannungseigenschaften und im Stoff typisch auch einen weichen, üppigen Griff. Im Vergleich zum konventionellen Polyamid 66 mit vergleichbarem Krumpimaß im Kochwasser zeigt das erhaltene Garn einen höheren Bruchmodul, einen geringercn Modul bei 10% Dehnung, einen positiven Streckindex und eine ausgezeichnete Titer-Gleichmäßigkeit. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Garn innerhalb von 0,016 bis 0,11 Sekunden nach dem Festwerden der Fäden einen Zug von 0,18 bis 1,35 g/dtex Endtiter unterworfen und das Garn ausreichend lang auf eine Temperatur zwischen 50 und 250⁰C aufgeheizt, um die Garnzusammenziehung auf unter 1% zu verringern.

Die Erfindung wird in der folgenden ins einzelne gehenden Beschreibung .^riiiutert, in welcher Bezup auf die Zeichnungen genommen wird. In den Zeichnungen zeigt

fig. 1 eine schematische Ansicht einer zur Durchführung des Vefahrens geeigneten Vorrichtung,

Fig. 2 die Spannungs-Dehnungs-Ei^enschafien des Garns,

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer modifizierten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und F i g. 4 eine schematische Ansicht einer weiter modifizierten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Wie in F i g. 1 dargestellt, wird geschmolzenes Polyamid 66-Polymerisat aus einem nicht dargestellten konventionellen Behälter in Form einer Mehrzahl von Schmelzfäden durch die Mehrloch-Spinndüse 22 in dh; Kühlzone 24 extrudiert. Die Schmelzfäden werden in der Zone 24 durch eine Strömung von sich quer bewegender Luft zu Fäden gekühlt und verfestigt, die das Garn 26 aufbauen. Das Garn 26 läuft in Teilumschlingungen um die Rollen 28 und 30, bevor c« in die isolierte Kammer 32 eintritt. Innerhalb der Kammer Sl sind (Jie angetriebene beheizte Förderrolle 34 und ihre zugeordnete abgeschrägte Trennrolle 36 zum Abziehen des Garnes 26 angebracht, welches in mehreren voneinander getrennten Schlingen um die Rollen 34 und 36 läuft, bevor es die Kammer 32 verläßt. Das Garn 26 umläuft dann mit einer Teilumschlingung um die Rolle 38 und dann läuft es nach unten zu

der scheinatisch dargestellten Garnwickelvorrichtung 40.

Bei der bevorzugten Ausfuhrungsform wird eine Spinnappretur mit der langsam umlaufenen konventionellen Ausrüstrolle 42 aufgebracht, deren untere Oberfläche in flüssiges Appreturmittel eingetaucht ist, welches im Trog 44 vorliegt. Ein konventioneller Gaze-Ausrüstlappen 43 überträgt das Appreturmittel von der Rolle 42 auf das Garn 26, wobei der Lappen 43 bei 45 festgelegt ist. Wenngleich es bevorzugt wird, die Ausrüstrolle 42 oberhalb der Rolle 28 in der gezeigten Weise anzuordnen, kann sie auch zwischen den Rollen 28 und 30 oder an anderen Stellen vorgesehen werden. Wahlweise können die Fäden des Garnes 26 durch einen Verflechtungsapparat 46 jeder gewünschten Gestaltung miteinander verschlungen oder verflochten werden.
Die Rollen 28,30 und 38 können in Luftlagern abgestützt sein und wenigstens eine der Rollen 28 und 30 können mit gesteuerter Geschwindigkeit zur Steuerung der Spannung des in die Kammer 32 eintretenden Garnen angetrieben sein. Die Rolle 38 kann mit einer gesteuerten Geschwindigkeit zur Einstellung der Spannung des durch die Vorrichtung 46 laufenden Garnes 26 und zur Einstellung der Wickelspannung angetrieben sein.

Nachfolgend wird ein spezielles Beispiel einer bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung angegeben. Es wird eine 34-Loch-Spinndüse verwendet, wobei der Durchmesser und die Länge jeden Kapillarloches 0,2286 bzw. 0,3408 mm betragen. Jede der Rollen 28,30 und 38 besitzt einen Durchmesser von 4,846 cm im Bereich der Garnberührungsstelle, wohingegen die Rollen 34 und 36 Durchmesser von 19,367 bzw. 5,08 cm aufweisen. Die Rolle 28 ist 424,18 cm unterhalb der Spinndüse 22 angeordnet. Das Garn 26 berührt die Rolle 28 in einer Teilumschlingung von 170° und die Rolle 30 in einer Teilumschlingung von etwa 100°. Der Abstand zwischen der Rolle 28 und der Rolle 30 ist 88,9 cm, wohingegen der Abstand von der Rolle 30 zur Rolls 34 30,48 cm beträgt. Die Rolle 34 wird von innen auf die gewünschten Oberflächentemperaturen, wie unten angegeben, beheizt. Die Trennrolle 36 ist von der Rolle 34 so im Abstand angeordnet, daß acht Schlingen des Garnes 26 um die Rollen 34 und 36 eine Gesamt-Garn-Kontaktzeit mit der Förderrolle 34 von etwa 48 Millisekunden ergeben, wenn die Förderrolle 34 eine Umfangsgeschwindigkeit 4572 m/min aufweist. Der Abstand zwischen der Rolle 34 und der Rolle 38 beträgt 50,165 cm.

Durch die Rolle 42 wird ein konventionelles Spinnappreturmittei auf das Garn 26 in einer Menge von einem Gew.-% Öl am Garn aufgebracht. Wahlweise ist die Rolle 48 identisch mit den Rollen 28, 30 und 38 und so angeordnet, daß sie den geringen Umschlingungsgrad des Garnes 26 um die Rolle 42 und den Lappen 48 steuert und stabilisiert. Vorzugsweise wird das Garn 26 durch die Rolle 42 ti.-.d den Lappen 43 nur geringfügig abgelenkt, wobei eine Teilumschlingung von nur 1 oder 2° gewöhnlich ausreichend ist.

Die Rollen 28,30,38 und 48 sind in Luftlagern gelagert, die von einer ersten Druckluftquelle gespeist werden und sind für den Antrieb mit Luftturbinen ausgestattet. Die Turbinen werden mit Luft aus gesonderten DruckluftqueRen gespeist, wobei die Turbinenluft für jede Turbine durch eine Düse geführt wird, welche einen engsten Querschnittsdurchmesser von 1,600 mm hat. Jeder Düsendurchmesser nimmt nahe der Austrittsmündung in einem Bereich zu, der 1,5875 mm vom Düsenaustritt beginnt und sich bis zur Düsenmündung in Form eines Segmentes aus einem 16°-Konus erstreckt. Die Düse ist nahe der Turbine angeordnet und so ausgerichtet, daß die nachfolgenden annähernden Beziehungen ohne Garn auf der Rolle erhalten werden:

40 45

Wie in den folgenden Tabellen angegeben, zeigt ein positiver Luftdruck an, daß die Turbine das Garn darin unterstützt, die Rolle in der Richtung des Garnvorschubes anzutreiben, wohingegen ein Minuszeichen (-) vor dem Luftdruck anzeigt, daß die Turbine rückwärts läuft, so daß die Rolle in der Gegenrichtung umlaufen würde, wenn sie nicht durch das Garn berührt würde. Die im Kontakt mit dem Garn stehende Rolle läuft so zunehmend langsamer, wenn der »negative« Luftdruck (durch ein vorangestelltes Minuszeichen bezeichneter Druck) zunimmt.

Beispielhafte Verfahren

Tabelle 2 zeigt verschiedene Arbeitsweisen der Vorrichtung aus Fig. 1, zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung.

Das Polymerisat enthält 2 Gew.-% TiOi und ist so ausgewählt, daß das sich ergebende Garn eine relative Viskosität von etwa 48 bis 50 hat. Für sämtliche Posten wird Kühlluft bei einer Temperatur von 20°C und einer relativen Feuchtigkeit von 98% zugeführt. Die mittlere Geschwindigkeit der Kühlluft beträgt 25,38 m/min und die Höhe der Kühlzone 24 beträgt 116,84 cm. Die angegebenen Spanmingen sind wie folgt: f, ist stromab der Rolle 38, t₂ zwischen der Vorrichtung 46 und der Rolle 38, f₃ beim Austritt der Garne aus der Kammer 32, u zwischen der Rolle 30 und der Kammer 32, r₅ zwischen den Rollen 28 und 30, r₆ zwischen der Rolle 28 und der Ausrüstroile 42 und t- gerade oberhalb der Rolle 42 gemessen. Zur Messung aller Zugspannungen wird ein Rothschild Tensiometer. Modell R 1092 verwendet.

Tabelle 1	Drehzahl
Zuführtlruck	(min"¹)
(bar!	9 000
0,69	15 000
1,38	19 500
2,07	24 000
2,77	28 000
3,45	31000
4,13

	Posten	25	B	28	127	E	F	G	H
Tabelle 2	A		30			120	190	185	185
Betriebsbedingungen	30
		3306	C	D	2660	3681	3061	2723
Förcl«rrollen-	3814	-2,07	120	120	-4,13	0	-2,07	-4,13
Oberilächentemp. (⁰C)	0
Gcschw. Rolle 28 (m/min)		4572	3776	3312	4572	4572	4572	4572
Turbinenluftdruck	4572	4396	0	-2,07	4465	4541	4504	4504
Rolle 28 (bar)	4408	3,8			2,4	0,7	1,5	1,5
Förderrolle 34 (m/min)	3,6	0	4572	4572	0	0	0	0
Wickelgeschw. (m/min)	0		4510	4517
Untersetzung (%)		4445	1,4	1,2	4577	4860	cmn *U\J£.\J*	4984
Turbinenluftdruck	44 i S		0	0
Rolle 30 (bar)		8,5			8,0	8,0	7,5	7,5
Geschw. Kotie 38 (m/min)	8,5	12,0	4546	4575	13,0	11,5	16,0	10,0
Spannung (g)	9,5	7,0			7,0	7,5	8,8	8,0
h	7,0	55	7,5	8,0	82	53	62	74
h	50	54	10,0	11,0	71	51	50	65
h	49	42	7,3	8,0	40	46	38	48
	43	28	57	50	36	44	33	28
h	35	50	48
U,	43	44
h	31	30

Die F ι g. 3 zeigt eine alternative Anordnung und Ausbildung der Vorrichtung, welche sich von der in F i g. 1 dargestellten dadurch unterscheidet, daß die Ausrüstrolle 42 hinter der Rolle 28 angeordnet ist. Diese Anordnung erlaubt eine weitere Flexibilität für das Zusschneiden der physikalischen Eigenschaften der Garne auf den ^ gewünschten Endgebrauch. |

Die Tabelle 3 gibt repräsentative Betriebsbedingungen für die Anordnung der Fig. 3 bei Herstellung eines 35 |

Webgarnes an. Das beim Verfahren gemäß Tabelle 3 verwendete Polymerisat enthält 0,5 Gew.-% TiG₂ und ist so K

ausgewählt, daß das sich ergebende Garn eine relative Viskosität von etwa 3& hat. Die Kühlhedingungen sind dieselben, wie Für die Posten A-K oben.

Tabelle 3

Posten

45

Förderrollen-Oberfliichentemperatur (⁰C) 183 I

Turbinenluftdruck Rolle 28 (bar) -2,76 |

Annähernde Geschwindigkeit der Rolle 28 (m/min) 3063

Geschwindigkeit der Förderrolle 34 (m/min) 4575

Wickelgeschwindigkeit (m/min) 4475

Wickelspannung (g) 7 bis 9

Turbinenluftdruck Rolle 30 (bar) 0

Turbinenluftdruck Rolle 38 (bar) 4,13

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Vorrichtung und ein weiteres Verfahren, welches speziell zur Herstellung von Liefergarnen für das Texturieren geeignet ist, wobei das texturierte Garn im StofTeinen weichen üppigen Griff besitzt. Die Rolle 28 ist 3,17 cm unter der Spinndüse 22 angeordnet. Das Garn 26 durchläuft eine Teilumschlingungvon etwa 180° um die Rolle 28. Der Abstand von der Rolle 28 zur Rolle 36 beträgt 121,9 cm. Während die Rolle 28 dieselbe wie die in F i g. 1 und 3 ist, hat die Rolle34 einen Durchmesser von 14,98 cm in diesem Beispiel. Das Garn 26 macht sechs Umschlingungen und eine Teilumschlingung um die Rollen 36 und 34, was eine Gcsamt-Verweü- oder Kontaktzeit mit der Rolle 34 von etwa 18,6 Millisekunden bei der unten angegebenen Geschwindigkeit ergibt.

Die Tabelle 4 zeigt beispielhafte Betriebsbedingungen für die Vorrichtung aus F i g. 4. Das Polymerisat und die Kühlbedingungen beim Verfahren gemäß Tabelle 4 sind dieselben, wie für das Verfahren gemäß Tabelle 3.

Tabelle 4

l'osten J

Oerfiächentemperatur Förderrolle 34 (⁰C) 158

Geschwindigkeit Förderrolle 34 (m/min) 4170

Geschwindigkeit Rolle 28 ohne Garn (m/min) 3042

Wickelgeschwindigkeit (m/min) 3952

Spannung direkt oberhalb Rolle 28 (g) 34

Spannung zwischen Rollen 28 und 42 (g) 16

Spannung zwischen Rollen 42 und 36 (g) 21

Wickelspannung (g) 8

Die Garnzusammenziehung wird innerhalb von 28 Stunden nach der Herstellung des Garnes gemessen. Ein Minimum von yi44 m wird von der frisch gewickelten Spuie abgezogen. Ein Garnstrang wird dann auf eine Suter-Seidenhaspel oder eine äquivalente Haspel gewickelt, durch welche 1,125 m Garn pro Umdrehung aufgewickelt wird. Eine Probe mit einem Gewicht von 1,125 g wird aufgewickelt, von der Haspel entfernt und die

f Garnenden werden zusammengebunden. Die Wickelspannungen sind 2 g maximal bis zu 556 dtex, 6 ± 2 g für

444 bis 889 dtex und 8 + 2 g für 889 bis 1889 dtex. Ein Nr. 1-Papierclip (mit dem Gewicht von etwa 0,51 g) wird an dem Strang so befestigt, daß es das volle Faserbündel umschließt. Der Strang wird dann über eine Stange aus rostfreiem Stahl mit 1,27 cm Durchmesser gehängt, welche dann vor eine Schrumpfmaßmeßtafel (eine Präzisionstafel zur Bestimmung der Probenlänge) gebracht wird. Ein 1000 g Gewicht wird an dem Papierclip befestigt und nach Abwarten von 30 Sekunden wird die Probenlänge (L₀) bestimmt. Es wird darauf geachtet, daß Parallaxenfehler beim Ablesen der Probenlänge ausgeschaltet sind.

Das 1000-g-Gewicht wird entfernt und es wird zugelassen, daß die Probe für 24 ±0,1 Stunden hängt. Das 1000-g-Gewicht wird an dem Papierclip befestigt und 30 Sekunden danach wird die Endlänge (Ly) gemessen. Der prozentuale Rückzug (S_r) wird dann wie folgt berechnet:

Die Tabelle 5 zeigt die physikalischen Eigenschaften der Garne, die durch die mit den oben offenbarten Verfahren hergestellt worden sind und vergleicht diese Eigenschaften mit denen handelsüblich verfügbarer Garne,

welche denselben Nominalster und dieselbe Anzahl von Fäden haben. Die angegebenen Daten sind die Mittelwerte von wenigstens fünf Spulen für sämtliche Posten. Der Posten K ist ein handelsüblich verfügbares Polyamid 66-Garn erster Klasse, welches durch ein Einstufenstreck-Bindeverfahren hergestellt ist. Der Posten L ist ein handelsüblich verfügbares Polyamid 66-Garn erster Qualität, welches vermutlich durch ein Zweistufe,'streck-Bindeverfahren hergestellt ist. Der Posten M ist ein handelsüblich verfügbares Polyamid 66-Garn, welches durch ein Zweistufenstreck-Bindeverfahren hergestellt ist und der Posten N ist ein handelsüblich verfügbares Polyamid 66-Garn, welches im Splitverfahren hergestellt ist. Die Posten K, L und M sind entspannte Garne, d. h.,

45 sie wurden wärmebehandelt unter geeigneten Spannungen, so daß das Schrumpfmaß verringert wurde. Der Posten N ist ein Garn, welches nicht wärmebehandelt wurde und welches kein entspanntes Garn ist, wie durch das hohe Schrumpfmaß ersichtlich. Sämtliche Posten betreffen Flachgarne (nicht texturiert).

Tabelle 5

Eigenschaften Posten

ABCDEFGHI J KLMN

Strecktiter D₀ (dtex) 78 78 76 75 77 74 76 76 78 96 77 79 79 79

Reißfestigkeit (g/dtex) 3,4 4,0 3,5 4,1 4,2 3,5 4,3 4,4 4,7 3,9 4,8 4,7 4,1 4,5

Dehnung (%) 57 52 55 46 39 45 44 37 43 59 39 26 38 31

Schrumpfmaß (5%) 5,5 6,2 6,0 6,6 7,8 5,4 6,0 6,5 5,6 4,0 5,0 4,0 6,9 10

Uster-Ungleich- 0,67 0,57 0,64 0,63 0,55 0,59 0,52 0,50 0,50 1,3 0,67 0,69 1,2 1,5 mäßigkeit (% U)

Anfangsmodul M₁ 17 19 17 23 24 21 22 24 26 19 23 23 23 25 (g/dtex)

10%-Modul M₁ (g/dtex) 7,4 10 8,2 12 15 11 14 18 14 8,7 27 21 31 28

"⁵ Endmodul M₁ (g/dtex) 7,4 7,7 7,6 8,1 8,4 7,2 8,0 8,6 6,8 6,4 6,7 5,4 4,4 4,7

Modulverhältnis (R) 1,0 1,3 1,1 1,5 1,8 1,5 1,8 2,1 2,0 1,4 4,2 3,7 7,1 6,1

Belasuingsindex (<r) 31 23 32 21 9 26 18 9 28 37 -6 -5 -9 -2

Wie aus einem Vergleich derTabellen 2 bis 5 ersichtlich ist, werden die Garneigenschaften durch Veränderung der Geschwindigkeiten der Rollen 28,30 und ?8, und somit die Garnspannungen, und durch Variation der Temperatur der Rolle 34 gesteuert. Allgemein gesprochen, werden durch das Verlangsamen entweder der Rolle 28 oder der Rolle 30 relativ zur Geschwindigkeit der Rolle 34 die Reißfestigkeit oder Zähfestigkeit und die Modulwerte sowie die dtex-Gleichmäßigkeit vergrößert, wie durch die Uster-Analyse gemessen. Das Verfahren ist unüblich unter diesem letzten Gesichtspunkt, wie auch im Hinblick darauf, daß bei solch niedrigen riearbeitungsspannungen Garn-Reißfestigkeiten, Dehnungen und Anfangsmoduli erreicht werden, die denen von konventionell gestreckten Garnen entsprechen. Es ist auch anzumerken, daß die Reißfestigkeit zunimmt, wenn die Temperatur der Rolle 34 zunimmt, was im Hinblick auf den Stand der Technik unerwartet ist.

Ein weiterer Faktor, welcher beim Formen von großen Garnkörpern auf verfügbaren Spulen aus Papier wichtig wird, besteht darin, daß die Garnzusammenziehung unter 1% liegen sollte. Die Posten A und B oben (Lauf ohne positiv heizende Rolle 34) geben Kontraktionen oberhalb dieses Werts an und müssen auf festeren und aufwendigeren Spulen laufen, wenn zufriedenstellend große Garnkörper hergestellt werden sollen, ohne daß die Spule eingedrückt wird. Die Posten G-J geben Garnzusammenziehungen merklich unter 1 % an und das danach hergestellte Garn kann bequem auf wenig aufwendige Papierspulen aufgewickelt werden. Von besonderem Interesse ist die Abnahme der Spannung hinter der Rolle 38 im Posten J.

Die Garngleichmäßigkeit, gemessen durch die Uster-Analyse, zeigt, daß die Posten A-G wenigstens vergleichbar in der mittleren Gleichmäßigkeit zu den besten handelsmäßig verfügbaren Garnen (Posten K und L) sind, wohingegen die Posten H und I in dieser Hinsicht überlegen sind

Zusätzlich zu der Garngleichmäßigkeit, gemessen durch die Uster-Analyse, haben die Garne in den Posten A-I eine r.aiartige Kombination von SchrumpfmaS und Spannungs-Dehnungs-Eigenschaften, wie durch das angegebene Schrumpfmaß und die Modulwerte ersichtlich.

Die letzten fünf Eigenschaften, die in Tabelle 5 angegeben sind, sind von einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm abgeleitet. Der Anfangsmodul ist ein üblich gemessener Parameter. Der 10%-Modul und der Endmodul sind Tangentenmoduli, welche die Steifheit des Garnes nahe der 10%-Lösung (0,1-Dehnung) bzw. nahe dem Bruch repräsentieren. Das Modulverhältnis ist das Verhältnis des 10%-Moduls zum Endmodul und gibt ein Maß für die grundsätzliche Gestalt der Spannungs-Dehnungskurve an. Schließlich ist der Spannungsindex (= Belastungsindex) abgeleitet von den Spannungen 5%- und 10%-Dehnung und bezieht sich auf den unüblich weichen Griff, welcher in verschiedenen Erzeugnissen aus Garnen beobachtet wird.

Garne mit der unüblichen Weichheit des Griffes sind solche Garne, die einen positiven Spannungsindex a kontinuierlich mit einem Schrumpfmaß von weniger als 8,5% und einen Anfangsmodul von mehr als 15% haben. Die Weichheit ist üblicherweise mehr ausgeprägt, wenn α größer a's 15 wird, und insbesondere dann, wenn der 10%-Modul zusätzlich geringer als 17 ist.

Geeignete Garne, die verbogen werden (für das Weben oder Kettenwirken) sind solche Garne, die einen Anfangsmodul von wenigstens 17 und ein Schrumpfmaß haben, welches durch die Posten D, E, G und H typisch aufgezeigt ist. Für Schußgarne beim Weben sollte das Schrumpfmaß zwischen 1 und 6% liegen, der Anfangsmodul wenigstens bei 17 sein und das Garn ein Modulverhältnis von weniger als 3 haben, wie durch den Posten I beispielhaft angegeben. Mit Vorteil auch übersteigt der Anfangsmodul 19 g/dtex. Diese Biege- und Schußgarne haben vorzugsweise Dehnungen zwischen 25 und 60% und Endmoduli, die größer als 6,89 g/dtex sind.

Geeignete Führungsgarne für das Stricken oder Texturieren, wie im Posten E, haben ein Schrumpfmaß von weniger als 8,5%, einen Anfangsmodul von wenigstens 15 und einen 10%-Modul von weniger als 20 g/dtex. Diese Zufuhrungsgarne für das Stricken oder Texturieren haben vorzugsweise Dehnungen zwischen 35 und 80%. Für Stoßfängerzwecke (beispielsweise Schleppseile, Ankertaue, Absperrvorrichtungen zum Abseilen oder Absperren von Fahrzeugen, oder dgl.) liegen die Dehnungen vorzugsweise im Bereich zwischen 35 und 110%. Garne für den allgemeinen Gebrauch, geeignet für eine große Vielfalt von Endverwendungen, einschließlich

den oben erwähnten, haben ein Schrumpfmaß zwischen 1 und 8,5%, einen 10%-Modul von weniger als 19,9 g/ dtex, einen Endmodul größer ais 6,8 g/dtex ein Modulverhältnis von weniger als 3. Vorzugsweise haben derartige Garne Dehnungen zwischen 35 und 60%.

Diese Eigenschaften können mit anderen repräsentativen kommerziell verfügbaren Polyamid 66-Flachgarnen, die nach dem Splitverfahren hergestellt sind, und mit zwei Versuchsgarnen verglichen werden, wie in Tabelle 6 gezeigt. In Tabelle 6 bedeutet der Posten O ein Reifengarn mit 933 dtex und 140 Fäden, der Posten Pein zum Texturieren und Stricken von durchsichtigen Strümpfen vorgesehenes Garn 22 dtex und sieben Fäden, und der Posten Q ein entspanntes Industriegarn mit 933 dtex und 140 Fäden. Die beiden Veruchsgarne, Posten R und S sind aus nach dem Splitverfahren gesponnenen Garnen hergestellt, die für ein Verstrecken auf 78 dtex geeignet sind, jedoch bewußt auf 98 bzw. 91 dtex verstreckt wurden.

Tabelle 6

Anfangsmodul (g/dtex) 10%-Modul (g/dtex) Endmodul (g/dtex)

Moduiverhältnis (S) 3 6.2 3,5 2,7 3,5

Schrumprmaß (%)

Snannungsindex (a) -19 -3.7 -22 12 10

Posten	P	Q	R	S
O	33	20	29	32
42	28	61	17	21
62	4.5	18	6,3	5,9
21	6.2	3,5	2,7	3,5
1	IU	4.9	12	11
10

Keiner dieser Posten hat Eigenschaftskorabinationen, die vergleichbar mit den obigen Posten A-J sind. Der Posten O hat, obwohl der Endmodul 23 ist, einen sehr hohen 1G%-Modul, verbunden mit einem hohen Schnimpfmaß und einem negativen Spannungsindex a. Der Posten P zeigt mit Ausnahme des Anfangsmoduls Eigenschaften, die außerhalb des Bereiches für nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene(n) Garne He-5 gen. Der Posten Q nat einen annehmbaren hohen Endmodul und ein geringes Schnimpfmaß, jedoch die anderen Eigenschaften sind weit außerhalb der Bereiche für die nach dem erfmdungsgemäßen Verfahren erhallene(n} Garne.

Die Versuchsposten R und S, weiche die gewünschten positiven Werte für den Spannungsindex erzeigen, koppeln dies mit Schrumpfmaßen, die so hoch wie für das Reifengarn sind, und niedrigen Endmoduli. Ϊ0 Erfindungsgemäß hergestellte Garne besitzen somit einheitliche und wünschenswerte Kombinationen von physikalischen Eigenschaften, die bei bekannten Garnen nicht vorhanden sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schnellspinnen eines Polyamids,

a) bei dem das Polyamid in mehreren, sich verfestigenden Fäden extrudiert wird,

b) bei dem die Faden unter Spannung abgezogen, in einer Heizzone auf 50—250⁰C erwärmt werden,

c) und bei dem die Fäden aus der Heizzone abgezogen werden, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

d) die Spannung der aus Polyamid 66 gebildeten Fäden wird vor dem Einbringen der Fäden in die Heizzone auf einen Wert im Bereich zwischen 0,18 und 1,35 g/dtex Endtiter erhöht,

e) mit diesem Spannungswert werden die Fäden wenigstens 0,016, jedoch maximal 0,11 Sekunden nach der Verfestigung in die Heizzone eingebracht,

0 in der Heizzone werden die Fäden während einer Zeitspanne aufgeheizt, die für die Reduzierung der Garnzusammenziehung aufweniger als 1 % ausreicht, und

g) die Fäden werden aus der Heizzone mit wesentlich geringerer Spannung als beim Einbringen abgezogen.