DE10213921A1 - A method of spinning and winding polyester multifilament yarns using spin additives, and polyester multifilament yarns obtainable by the spinning process - Google Patents
A method of spinning and winding polyester multifilament yarns using spin additives, and polyester multifilament yarns obtainable by the spinning processInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und zum Aufspulen von vororientierten Polyester-Multifilament-Garnen, die zumindestens 85 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Multifilament-Garns, aus Polybutylenterephthalat (PBT) und/oder Polytrimethylenterephthalat (PTMT) bestehen und zwischen 0,05 Gew.-% und 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Multifilament-Garns, mindestens eines Additiv-Polymers als Dehnungserhöhungsmittel enthalten. Dabei zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass man ein langzeitlagerstabiles Fadenwickelpaket bereitstellt, welches während Lagerung und Transport gegenüber erhöhten Temperaturen unempfindlich ist, indem man das Fadenwickelpaket des Polyester-Multifilament-Garns bei einer Temperatur im Bereich von > 45 DEG C bis 65 DEG C wärmebehandelt. DOLLAR A Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind weiterhin die durch das Verfahren erhältlichen Polyester-Multifilament-Garne sowie ihre Verwendung.The present invention relates to a process for the preparation and winding of preoriented polyester multifilament yarns which consist of at least 85 wt .-%, based on the total weight of the multifilament yarn, of polybutylene terephthalate (PBT) and / or polytrimethylene terephthalate (PTMT) and between 0.05% and 2.5% by weight, based on the total weight of the multifilament yarn, of at least one additive polymer as a strain-increasing agent. The process is characterized in that one provides a long-term storage stable filament winding package, which is insensitive to elevated temperatures during storage and transport by the filament winding package of the polyester multifilament yarn at a temperature in the range of> 45 ° C. to 65 ° C. heat treated. DOLLAR A subject of the present invention are further obtainable by the process polyester multifilament yarns and their use.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Spinnen und Aufspulen von Polyester- Filamenten unter Verwendung von Spinnadditiven, die zu mindestens 85 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyester-Filaments aus Polybutylenterephthalat (PBT) und/oder Polytrimethylenterephthalat (PTMT), vorzugsweise aus PTMT, bestehen, sowie die durch das Verfahren erhältlichen Polyester-Multifilamente. Des weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf die Verwendung der Polyester-Multifilamente zur Strecktexturierung. The present invention relates to methods for spinning and winding polyester Filaments using spin additives, which amounted to at least 85 wt .-% based on the total weight of the polyester filament of polybutylene terephthalate (PBT) and / or Polytrimethylene terephthalate (PTMT), preferably from PTMT, as well as by the Method available polyester multifilaments. Furthermore, the present invention relates Invention also to the use of the polyester multifilaments for draw texturing.
Die Herstellung von kontinuierlichen Polyester-Multifilamenten, insbesondere von Polyethylenterephthalat-(PET)-Multifilamenten, in einem zweistufigen Verfahren ist bereits bekannt. Dabei werden in der ersten Stufe Multifilamente gesponnen und aufgespult, die in einer zweiten Stufe fertig verstreckt und thermofixiert oder zu bauschigen Multifilamenten strecktexturiert werden. Zwischen den beiden Stufen können die Fadenwickelpakete der Multifilament-Garne für längere Zeit gelagert und bei höheren Temperaturen transportiert werden, ohne dass sich dies auf die Verarbeitungsbedingungen der zweiten Stufe sowie auf die Qualität der erhältlichen Produkte auswirkt. The production of continuous polyester multifilaments, in particular of Polyethylene terephthalate (PET) multifilament, in a two-stage process is already known. In this case, multifilaments are spun and wound in the first stage, the in a second stage finished stretched and heat-set or bulky multifilaments stretch texturized. Between the two stages, the filament packages of Multifilament yarns stored for a long time and transported at higher temperatures without affecting the processing conditions of the second stage as well as on the quality of the products available.
Eine Übersicht über dieses Gebiet liefert das Buch "Synthetische Fasern" von F. Fourné (1995), erschienen im Hanser-Verlag München, indem es die Grundlagen der Spinn- und Spultechnik beschreibt. An overview of this area is provided by the book "Synthetic Fibers" by F. Fourné ( 1995 ), published by the Hanser-Verlag Munich, describing the basics of spinning and winding technology.
Im Unterschied zu PET-Multifilament-Garnen zeigen jedoch Polytrimethylenterephthalat- (PTMT)- oder Polybutylenterephthalat-(PBT)-Multifilament-Garne sowohl direkt nach dem Spinnen und beim Aufspulen als auch mehrere Stunden und Tage nach dem Aufspulen beim Lagern und Transportieren, insbesondere bei höheren Umgebungstemperaturen, eine beachtliche Schrumpfneigung, die zu einer Fadenverkürzung führt. Der Spulkörper wird dadurch zusammengepresst, so dass es im Extremfall zu einem Festschrumpfen des Wickelkörpers auf dem Aufspuldorn kommt und der Wickelkörper nicht mehr abgenommen werden kann. Während der Lagerung für eine längere Zeitspanne oder beim Transport, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, verliert das Fadenwickelpaket seine gewünschte "käseartige" Struktur und es bilden sich im Wickelkörper ein sogenannter Sattel mit harten Rändern und eingelaufenem Mittelteil aus. Dadurch werden textile Kenndaten der Filamente verschlechtert und es kommt zu Ablaufproblemen beim Abarbeiten der Wickel. Diese Probleme, die bei der Verarbeitung von PET-Fasern nicht auftreten, können im allgemeinen nur durch eine Begrenzung des Fadenwickelpaket-Gewichts auf weniger als 2 kg vermieden werden. Unlike PET multifilament yarns, however, polytrimethylene terephthalate (PTMT) or polybutylene terephthalate (PBT) multifilament yarns both directly after Spinning and rewinding as well as several hours and days after rewinding at Store and transport, especially at higher ambient temperatures, one considerable shrinkage tendency, which leads to a thread shortening. The bobbin becomes compressed by it, so that it in extreme cases to a shrinkage of the Winding body comes on the Aufspuldorn and the winding body is no longer removed can be. During storage for a longer period of time or during transport, especially at elevated temperatures, the filament winding package loses its desired "cheese-like" structure and it form in the winding body, a so-called saddle with hard Edges and run in middle part. As a result, textile characteristics of the filaments worsens and it comes to drain problems when processing the winding. This Problems that do not occur when processing PET fibers can generally only avoided by limiting the Fadenwickelpaket-weight to less than 2 kg become.
Weiterhin wird beobachtet, dass im Unterschied zu PET-Multifilament-Garnen PBT- oder PTMT-Multifilament-Garne beim Lagern verstärkt altern. Dieses wird verstärkt bei Umgebungstemperaturen im Bereich und oberhalb des Polymer-Glaspunktes beobachtet. Es tritt eine Strukturverhärtung auf, die im Laufe der Zeit zu einer Veränderung der charakteristischen Eigenschaften der Multifilament-Garne (z. B. Erniedrigung des Kochschrumpfes) führt. Von der industriellen Anwendung werden jedoch lagerstabile Multifilament-Garne mit gleichbleibenden, von den konkreten Lagerbedingungen unabhängigen Garneigenschaften gefordert, die eine kontinuierliche Weiterverarbeitung erlauben und zu Multifilament-Garnen mit einheitlichen Eigenschaften führen. Furthermore, it is observed that, unlike PET multifilament yarns PBT or PTMT multifilament yarns age more when stored. This is reinforced at Ambient temperatures in the range and above the polymer glass point observed. It occurs a structural hardening, which in the course of time to a change in the Characteristic properties of the multifilament yarns (for example, lowering of the Boiling shrinkage) leads. From industrial application, however, are storage-stable Multifilament yarns with consistent, concrete storage conditions independent yarn properties required continuous further processing allow and lead to multifilament yarns with uniform properties.
Die Unterschiede zwischen PET und PBT bzw. PTMT werden üblicherweise auf Struktur- und Eigenschaftsdifferenzen zurückgeführt, wie dies beispielsweise in Chemical Fibers Int., S. 53, Bd. 50 (2000) dargestellt wird, und waren Gegenstand auf dem 39. Int. Man-made Fibre Congress, vom 13. bis 15. Sept. 2000 in Dornbirn. So wird angenommen, dass unterschiedliche Kettenformationen sowie der höhere Glaspunkt von PET im Vergleich zum PTMT/PBT für die Eigenschaftsdifferenzen verantwortlich sind. The differences between PET and PBT or PTMT are usually attributed to structural and property differences, as shown for example in Chemical Fibers Int., P. 53, vol. 50 ( 2000 ), and were the subject of the 39th Int. Man-made Fiber Congress, from 13 to 15 Sept. 2000 in Dornbirn. Thus, it is believed that different chain formations, as well as the higher glassy point of PET, are responsible for the property differences as compared to the PTMT / PBT.
Erste Ansätze zur Lösung dieser Probleme werden in den Patentanmeldungen WO 99/27168, WO 01/04393 und dem europäischen Patent EP 0,731,196 B1 beschrieben. Die Herstellung von Polyester-Multifilament-Garnen, die zu mindestens 90 Gew.-% aus Polytrimethylenterephthalat bestehen, erfolgt in WO 99/27168 durch Spinnen und Verstrecken. Dabei werden Spinnabzugsgeschwindigkeiten von höchstens 2100 m/min angegeben, die jedoch aus ökonomischer Sicht zu niedrig sind. Die durch das Verfahren erhältlichen Polyester-Fasern weisen einen Kochschrumpf zwischen 5% und 16% sowie eine Reißdehnung von 20% bis 60% auf, so dass sie für die Weiterverarbeitung nur bedingt geeignet sind, weil man aufgrund der geringen Reißdehnung eine erhöhte Anzahl von Verarbeitungsfehlern beim Weiterverarbeiten erwarten muss. Weiterhin wird das resultierende Garn eine reduzierte Reißfestigkeit aufweisen. First approaches to solving these problems are described in the patent applications WO 99/27168, WO 01/04393 and European Patent EP 0,731,196 B1. The production of polyester multifilament yarns comprising at least 90% by weight Polytrimethylene terephthalate, takes place in WO 99/27168 by spinning and Stretching. This spin spinning speeds of at most 2100 m / min but are too low from an economic point of view. The by the procedure available polyester fibers have a boiling shrinkage between 5% and 16% and a Elongation at break of 20% to 60%, so that they only conditionally for further processing are suitable, because due to the low elongation at break an increased number of Expect processing errors during further processing. Furthermore, the resulting Yarn have a reduced tensile strength.
Die WO 01/04393 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von PTMT-Multifilamenten, bei welchem die Multifilament-Garne unter Verwendung von beheizten Galetten wärmebehandelt werden. Jedoch werden weder die Lager- noch die Transportstabilität, insbesondere bei höheren Temperaturen, beschrieben. Ein Nachteil des Verfahrens sind die erforderlichen niedrigen Spinnabzugsgeschwindigkeiten. Eine - aus wirtschaftlichen Gründen erstrebenswerte - Geschwindigkeitserhöhung bedingt eine kürzere Kontaktzeit der Multifilamente auf den beheizten Galetten, welches zu einer Verschlechterung der Langzeitlagerstabilität der resultierenden Fadenwickelpakete sowie des POY-Kochschrumpfes bei höheren Temperaturen führt. WO 01/04393 relates to a process for the preparation of PTMT multifilaments, in wherein the multifilament yarns are heat treated using heated godets become. However, neither the storage nor the transport stability, especially at higher temperatures. A disadvantage of the method are the required low spinning take-off speeds. One - for economic reasons desirable - speed increase requires a shorter contact time of Multifilaments on the heated godets, which leads to a deterioration of Long-term storage stability of the resulting filament winding packages and the POY cooking shrinkage at higher temperatures.
Das europäische Patent EP 0,731,196 B1 beansprucht ein Verfahren zum Spinnen, Verstrecken und Aufspulen eines synthetischen Fadens, bei dem der Faden nach der Verstreckung und vor dem Aufspulen zur Verminderung der Schrumpfneigung einer Wärmebehandlung unterworfen wird. Einsetzbare synthetische Fasern umfassen auch Polytrimethylenterephthalat-Fasern. Gemäß EP 0,731,196 B1 erfolgt die Wärmebehandlung dadurch, dass der synthetische Faden in enger Nachbarschaft jedoch im wesentlichen ohne Berührung entlang einer langgestreckten Heizoberfläche geführt wird. Eine Behandlung des Fadenwickelpakets wird in der Druckschrift nicht beschrieben. Darüber hinaus können ihr auch keine Angaben bezüglich der Lagerstabilität und der Transportstabilität der Fadenwickelpakete entnommen werden. European patent EP 0,731,196 B1 claims a method for spinning, Drawing and winding a synthetic thread, in which the thread after the Drawing and before winding to reduce the shrinkage tendency of a Heat treatment is subjected. Useful synthetic fibers also include Polytrimethylene terephthalate fibers. According to EP 0,731,196 B1, the heat treatment takes place in that the synthetic thread is in close proximity but substantially without Touch is guided along an elongated heating surface. A treatment of Filament winding packages is not described in the document. In addition, you can also no information regarding the storage stability and the transport stability of the Thread wrapping packages are removed.
Ein weiteres Problem, welches üblicherweise während dem Spinnen und dem Aufspulen von Multifilament-Garnen, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, zu beobachten ist, ist die Lärmbelästigung, insbesondere in der Nähe des Wicklers. Es wurde daher vorgeschlagen, die Wickler-Einheit in einem schallisolierenden Gehäuse einzuhausen. Jedoch wurde eine Wärmebehandlung des Fadenwickelpakets innerhalb dieses schallisolierenden Gehäuses im Stand der Technik bisher nicht beschrieben. Another problem commonly encountered during spinning and reeling Multifilament yarns, especially at high speeds, is observed Noise pollution, especially near the winder. It was therefore suggested that Housing winder unit in a sound-insulating housing. However, one became Heat treatment of the filament winding package within this sound-insulating housing in Prior art not previously described.
In Anbetracht des Standes der Technik war es nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vor stehend genannten Probleme zu lösen. Insbesondere war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Spinnen und Aufspulen von Polyester-Multifilament-Garnen, die zu mindestens 85 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Filamente aus PBT und/oder PTMT bestehen, zur Verfügung zu stellen, welches die Herstellung und das Aufspulen von Polyester-Multifilament-Garnen auf einfache Art und Weise ermöglicht. Dabei sollten die Polyester-Multifilamente zweckmäßigerweise Reißdehnungswerte von > 60%, vorzugsweise im Bereich von 75%-145%, einen Kochschrumpf von 0 bis 10%, und eine hohe Gleichmäßigkeit bezüglich der Filament-Kennwerte aufweisen. In view of the prior art, it was an object of the present invention, the solving problems mentioned above. In particular, it was an object of the present Invention, a process for spinning and winding polyester multifilament yarns, at least 85% by weight, based on the total weight of PBT filaments and / or PTMT, which provides the manufacture and the Coiling polyester multifilament yarns in a simple manner. there should the polyester multifilaments expediently tensile elongation values of> 60%, preferably in the range of 75% -145%, a boiling shrinkage of 0 to 10%, and a have high uniformity with respect to the filament characteristics.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, ein Verfahren zum Spinnen und Aufspulen von Polyester-Multifilament-Garnen anzugeben, das großtechnisch und kostengünstig durchführbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren sollte möglichst hohe Abzugsgeschwindigkeiten, vorzugsweise größer gleich 2200 m/min und hohe Fadengewichte auf dem Spulkörper von mehr als 2 kg, insbesondere von mehr als 4 kg, erlauben, wobei die Fadenwickelpakete zweckmäßigerweise eine gleichmäßige käseförmige Gestalt ohne Ausbauchungen und abgerutschte Fadenlagen aufweisen sollten. Another object of the present invention was to provide a method of spinning and winding of polyester multifilament yarns, the large-scale and is inexpensive to carry out. The inventive method should be as high as possible Withdrawal speeds, preferably greater than or equal to 2200 m / min and high thread weights allow on the Spulkörper of more than 2 kg, in particular more than 4 kg, the Fadenwickelpakete expediently a uniform cheese-like shape without Bulges and slipped thread layers should have.
Es war auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Lagerfähigkeit der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlichen Polyester-Multifilamente zu verbessern. Diese sollten auch für eine längere Zeitspanne, beispielsweise 4 Wochen, lagerfähig sein. Ein Zusammenpressen des Spulkörpers während der Lagerung, insbesondere ein Festschrumpfen des Wickelkörpers auf dem Aufspuldorn sowie die Ausbildung eines Sattels mit harten Rändern und eingelaufenem Mittelteil sollte nach Möglichkeit unterbunden werden, so dass keine Ablaufprobleme beim Abarbeiten der Wickel auftreten können. It was also an object of the present invention, the storability of the by the To improve the process according to the invention obtainable polyester multifilaments. This should also be storable for a longer period of time, for example 4 weeks. On Compressing the bobbin during storage, in particular a shrinkage the bobbin on the Aufspuldorn and the formation of a saddle with hard Edges and run in middle part should be prevented if possible, so that There are no problems when processing the reels.
Erfindungsgemäß sollten die Polyester-Multifilamente auf einfache Art und Weise in einem Streck- oder Strecktexturierprozeß, insbesondere bei hohen Texturiergeschwindigkeiten, vorzugsweise größer 450 m/min, weiterverarbeitet werden können. Die durch die Strecktexturierung erhältlichen Multi-Filament Garne sollten hervorragende Materialeigenschaften, wie eine hohe Reißfestigkeit und eine hohe Reißdehnung, eine niedrige Anzahl an Kapillarbrüche und eine gleichmäßige Anfärbbarkeit aufweisen. According to the polyester multifilaments in a simple manner in a Stretch or draw texturing process, especially at high texturing speeds, preferably greater than 450 m / min, can be further processed. The by the Stretch texturing available multi-filament yarns should be excellent Material properties, such as a high tensile strength and a high elongation at break, a low Number of Kapillarbrüche and have a uniform dyeability.
Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannten Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch ein Verfahren zum Spinnen und Aufspulen mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Abwandlungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Das durch das Spinn- Verfahren erhältliche Polyester-Multifilament-Garn wird im unabhängigen Produktanspruch beschrieben. Die Strecktexturierung des vororientierten Polyester-Filamentes wird im Verfahrensspruch 21 beansprucht, während sich die Produktansprüche 22 und 23 auf die durch die Strecktexturierung erhältlichen bauschigen Filamente beziehen. These and other objects which are not explicitly mentioned, but which are readily derivable or deducible from the contexts discussed hereinabove, are solved by a method for spinning and winding with all the features of claim 1. Advantageous modifications of the method according to the invention are described in the claims 1 to 3 protected claims. The polyester multifilament yarn obtainable by the spinning process is described in the independent product claim. Stretch texturing of the preoriented polyester filament is claimed in Process Claim 21 , while Product Claims 22 and 23 relate to the bulky filaments obtainable by stretch texturing.
Dadurch, dass man bei einem Verfahren zur Herstellung und zum Aufspulen von Polyester- Multifilament-Garnen, die zumindestens 85 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Multifilament-Garns aus Polybutylenterephthalat (PBT) und/oder Polytrimethylenterephthalat (PTMT) bestehen und zwischen 0,05 Gew.-% und 2,5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Multifilament-Garns mindestens eines Additiv-Polymers als Dehnungserhöhungsmittel enthalten, das Fadenwickelpaket des Polyester-Multifilament-Garns bei einer Temperatur im Bereich von > 45°C bis 65°C wärmebehandelt, gelingt es auf nicht ohne weiteres vorhersehbare Weise Polyester-Multifilamente bereitzustellen, die auch nach einer Lagerung für 4 Wochen, insbesondere nach einer Lagerung bzw. nach einem Transport bei höheren Temperaturen bis 65°C ihre hervorragenden Materialeigenschaften bewahren. Eine signifikante Verschlechterung der Gleichmäßigkeitswerte des Fadens infolge einer Alterung bzw. ein Wickelschrumpf der gesponnenen Faser auf der Spule ist nicht zu beobachten. By using a process for the production and winding of polyester Multifilament yarns containing at least 85% by weight, based on the total weight of the Polybutylene terephthalate (PBT) and / or polytrimethylene terephthalate multifilament yarns (PTMT) and between 0.05 wt .-% and 2.5 wt .-% based on the Total weight of the multifilament yarn of at least one additive polymer as Strain-enhancing agents containing the filament winding package of the polyester multifilament yarn heat treated at a temperature in the range of> 45 ° C to 65 ° C, it does not succeed on to provide without further foreseeable way polyester multifilaments, which also after a storage for 4 weeks, especially after storage or after transport at higher temperatures up to 65 ° C maintain their excellent material properties. A significant deterioration in the uniformity values of the thread due to a Aging or winding shrinkage of the spun fiber on the spool is not allowed observe.
Zugleich besitzt das erfindungsgemäße Verfahren eine Reihe weiterer Vorteile. Hierzu
gehören unter anderem:
- - Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf einfache Art und Weise, großtechnisch und kostengünstig durchführbar. Insbesondere erlaubt das Verfahren das Spinnen und Aufspulen bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten von mindestens 2200 m/min und die Herstellung hoher Fadengewichte auf dem Spulkörper von mehr als 2 kg, insbesondere von mehr als 4 kg, wobei die Fadenwickelpakete eine gleichmäßige, käseförmige Gestalt ohne Ausbauchungen und abgerutschte Fadenlagen aufweisen.
- - Durch den Einsatz von Spinnadditiven können Abzugsgeschwindigkeiten von bis zu 6000 m/min erzielt werden. Hierdurch können die Anlagen besonders wirtschaftlich betrieben werden.
- - Die durch das Verfahren erhältlichen Polyester-Multifilament-Garne können somit auf einfache Art und Weise, großtechnisch und kostengünstig in einem Streck- bzw. einem Strecktexturierprozeß weiterverarbeitet werden. Dabei kann die Texturierung bei Geschwindigkeiten größer 450 m/min erfolgen.
- - Aufgrund der hohen Gleichmäßigkeit der durch das Verfahren erhältlichen Polyester- Multifilament-Garne ist es auf einfache Art und Weise möglich, einen guten Spulenaufbau einzustellen, der eine gleichmäßige und nahezu fehlerfreie Anfärbung und Weiterverarbeitung der Polyester-Multifilament Garne erlaubt.
- - Es werden formstabile Fadenwickel beim Aufspulen erhalten, die sich ohne Probleme vom Spuldorn abnehmen lassen und die ihre Gestalt auch nach längerer Lagerzeit von z. B. 4 Wochen oder bei einem Transport bei Temperaturen bis 65°C, insbesondere bei Temperaturen zwischen dem Glaspunkt des Polymeren und 65°C beibehalten.
- - Es werden höhere Reißdehnungen bei höheren Spinngeschwindigkeiten als ohne Additiv erhalten, so dass ein höheres Verstreckverhältnis beim Weiterverarbeiten resultiert mit einem positiven Effekt auf die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.
- - Der erhaltene Kochschrumpf des POY von 0-10%, gewährleistet die hohe Stabilität der Fadenkennwerte beim Lagern. Selbst bei höheren Transporttemperaturen bis 65°C erniedrigt sich der Kochschrumpf um maximal 10% absolut. Es tritt keine Deformation des Wickelpaketes auf.
- - Die durch Strecktexturierung der Multifilament-Garne erhältlichen Garne weisen hohe Reißdehnung sowie eine hohe Reißfestigkeit auf.
- - The inventive method is simple manner, industrially and inexpensively feasible. In particular, the method allows spinning and winding at high take-off speeds of at least 2200 m / min and the production of high thread weights on the bobbin of more than 2 kg, in particular more than 4 kg, the yarn packages a uniform, cheese-like shape without bulges and slipped Have thread layers.
- - Through the use of spin additives withdrawal speeds of up to 6000 m / min can be achieved. As a result, the plants can be operated particularly economically.
- The polyester multifilament yarns obtainable by the process can thus be further processed in a simple manner, on an industrial scale and inexpensively in a stretch or draw texturing process. The texturing can take place at speeds greater than 450 m / min.
- Due to the high uniformity of the polyester multifilament yarns obtainable by the process, it is possible in a simple manner to set a good package structure which permits uniform and virtually flawless dyeing and further processing of the polyester multifilament yarns.
- - Stable filament winding are obtained during winding, which can be removed without problems from the spool and their shape even after prolonged storage of z. B. 4 weeks or when transported at temperatures up to 65 ° C, especially at temperatures between the glass transition point of the polymer and maintained at 65 ° C.
- Higher elongation at break is obtained at higher spinning speeds than without additive, so that a higher draw ratio during further processing results in a positive effect on the economy of the process.
- - The boiling shrinkage of the POY of 0-10%, ensures the high stability of the thread characteristics during storage. Even at higher transport temperatures up to 65 ° C, the boiling shrinkage is reduced by a maximum of 10% absolute. There is no deformation of the winding package.
- The yarns obtainable by stretch texturing of the multifilament yarns have high elongation at break and high tear resistance.
Im folgenden wird die Erfindung detaillierter beschrieben, wobei gelegentlich auf die beiliegenden Zeichnungen bezug genommen wird, in welchen In the following the invention will be described in more detail, wherein occasionally to the attached drawings, in which
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Aufspulen von einem oder mehreren Multifilament-Garnen ist, Fig. 1 is a schematic representation of a device for winding one or more multifilament yarns,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines "käseartigen" Fadenwickelpaketes ist, FIG. 2 is a schematic representation of a "cheese-like" filament package; FIG.
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines deformierten Fadenwickelpaketes mit einem Sattel mit harten Rändern und eingelaufenem Mittelteil ist. Fig. 3 is a schematic representation of a deformed Fadenwickelpaketes with a saddle with hard edges and run middle part.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung und zum Aufspulen von Polyester-Multifilament-Garnen, die zu mindestens 85 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Filaments aus Polybutylenterephthalat (PBT) und/oder Polytrimethylenterephthalat (PTMT) bestehen. Polybutylenterephthalat (PBT) und/oder Polytrimethylenterephthalat (PTMT) sind dem Fachmann bekannt. Polybutylenterephthalat (PBT) kann durch Polykondensation von Terephthalsäure mit äquimolaren Mengen an 1,4- Butandiol, Polytrimethylenterephthalat durch Polykondensation von Terephthalsäure mit äquimolaren Mengen an 1,3-Propandiol erhalten werden. Auch Mischungen der beiden Polyester sind denkbar. Erfindungsgemäß bevorzugt wird PTMT. The present invention relates to a method of manufacturing and winding of polyester multifilament yarns containing at least 85 wt .-% based on the Total weight of the polybutylene terephthalate (PBT) and / or filament Polytrimethylene terephthalate (PTMT) exist. Polybutylene terephthalate (PBT) and / or Polytrimethylene terephthalate (PTMT) are known in the art. polybutylene terephthalate (PBT) can be obtained by polycondensation of terephthalic acid with equimolar amounts of 1,4- Butanediol, polytrimethylene terephthalate by polycondensation of terephthalic acid with equimolar amounts of 1,3-propanediol can be obtained. Also mixtures of the two Polyester are conceivable. According to the invention, PTMT is preferred.
Die Polyester können sowohl Homo- als auch Copolymere sein. Als Copolymere kommen insbesondere solche in Frage, die neben wiederkehrenden PTMT- und/oder PBT-Einheiten noch bis zu 15 Mol-% bezogen auf alle Wiederholungseinheiten der Polyester Wiederholungseinheiten üblicher Comonomere, wie z. B. Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Polyethylenglykol, Isophthalsäure und/oder Adipinsäure, enthalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden jedoch Polyester- Homopolymere bevorzugt. The polyesters can be both homopolymers and copolymers. As copolymers come especially those in question, in addition to recurring PTMT and / or PBT units even up to 15 mol% based on all repeat units of the polyester Repeating units of conventional comonomers, such as. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, Triethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, polyethylene glycol, isophthalic acid and / or Adipic acid, included. In the context of the present invention, however, polyester Homopolymers are preferred.
Die erfindungsgemäßen Polyester können übliche Mengen weiterer Zusatzstoffe als Beimischungen, wie Katalysatoren, Stabilisatoren, Antistatika, Antioxidantien, Flammschutzmittel, Farbstoffe, Farbstoffaufnahme-Modifikatoren, Lichtstabilisatoren, organische Phosphite, optische Aufheller und Mattierungsmittel enthalten. Vorzugsweise enthalten die Polyester 0 bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Filaments an Zusatzstoffen. The polyesters of the invention may conventional amounts of other additives than Admixtures, such as catalysts, stabilizers, antistatic agents, antioxidants, Flame retardants, dyes, dye uptake modifiers, light stabilizers, organic phosphites, optical brighteners and matting agents. Preferably contain the polyester 0 to 5 wt .-% based on the total weight of the filament Additives.
Weiterhin können die Polyester auch einen geringen Anteil, vorzugsweise bis zu 0,5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Filamentes, an Verzweigerkomponenten, enthalten. Zu den erfindungsgemäß bevorzugten Verzweigerkomponenten gehören unter anderem polyfunktionelle Säuren, wie Trimellitsäure, Pyromellitsäure, oder tri- bis hexavalente Alkohole, wie Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Glycerin, oder entsprechende Hydroxysäuren. Furthermore, the polyesters may also have a small proportion, preferably up to 0.5% by weight. based on the total weight of the filament, to Verzweigerkomponenten included. To The inventively preferred branching components include, among others polyfunctional acids, such as trimellitic acid, pyromellitic acid, or tri- to hexavalent Alcohols, such as trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, glycerol, or corresponding hydroxy acids.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden dem PBT und/oder PTMT 0,05 Gew.-% bis
2,5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Filaments an Additiv-Polymeren als
Dehnungserhöhungsmittel beigemischt. Erfindungsgemäß besonders geeignete
Additivpolymere umfassen die nachfolgend genannten Polymere und/oder Copolymere:
- 1. Ein Polymer, das durch Polymerisation von Monomeren der allgemeinen Formel (I):
erhältlich ist, wobei R1 und R2 Substituenten bestehend aus den optionalen Atomen C, H, O, S, P und Halogenatomen sind und die Summe des Molekulargewichts von R1 und R2 mindestens 40 beträgt. Beispielhafte Monomereinheiten umfassen Acrylsäure, Methacrylsäure, und CH2=CR-COOR', wobei R ein H-Atom oder eine CH3-Gruppe und R' ein C1-15-Alkylrest oder ein C5-12-Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest ist, sowie Styrol und C1-3-alkylsubstituierte Styrole. - 2. Ein Copolymer, welches folgende Monomereinheiten enthält:
A = Acrylsäure, Methacrylsäure oder CH2=CR-COOR', wobei R ein H-Atom oder eine CH3-Gruppe und R' ein C1-15-Alkylrest oder ein C5-12-Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest ist,
B = Styrol oder C1-3-alkylsubstituierte Styrole,
wobei das Copolymer aus 60 bis 98 Gew.-% A und 2 bis 40 Gew.-% B, vorzugsweise aus 83 bis 98 Gew.-% A und 2 bis 17 Gew.-% B, und besonders bevorzugt aus 90 bis 98 Gew.-% A und 2 bis 10 Gew.-% B (Summe = 100 Gew.-%) besteht. - 3. Ein Copolymer, welches folgende Monomereinheiten enthält:
C = Styrol oder C1-3-alkylsubstituierte Styrole,
D = eines oder mehrere Monomere der Formel I, II oder III
wobei R1, R2 und R3 jeweils ein H-Atom oder ein C1-15-Alkylrest oder ein C6-14- Arylrest oder ein C5-12-Cycloalkylrest sind,
wobei das Copolymer aus 15 bis 95 Gew.-% C und 2 bis 80 Gew.-% D, vorzugsweise aus 50 bis 90 Gew.-% C und 10 bis 50 Gew.-% D und besonders bevorzugt aus 70 bis 85-% C und 15 bis 30 Gew.-% D besteht, wobei die Summe aus C und D zusammen 100 Gew.-% ergibt. - 4. Ein Copolymer, welches folgende Monomereinheiten enthält:
E = Acrylsäure, Methacrylsäure oder CH2=CR-COOR', wobei R ein H-Atom oder eine CH3-Gruppe und R' ein C1-15-Alkylrest oder ein C5-12Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest ist,
F = Styrol oder C1-3-alkylsubstitutierte Styrole,
G = eines oder mehrere Monomere der Formel I, II oder III
wobei R1, R2 und R3 jeweils ein H-Atom oder ein C1-15-Alkylrest oder ein C5-12- Cycloalkylrest oder ein C6-14-Arylrest sind,
H = eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter mit E und/oder mit F und/oder G copolymerisierbarer Monomerer aus der Gruppe, welche aus α-Methylstyrol, Vinylacetat, Acrylsäureestern, Methacrylsäureestern, die von E verschieden sind, Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, halogensubstituierten Styrolen, Vinylethern, Isopropenylethern und Dienen besteht,
wobei das Copolymer aus 30 bis 99 Gew.-% E, 0 bis 50 Gew.-% F, > 0 bis 50 Gew.-% G und 0 bis 50 Gew.-% H, vorzugsweise aus 45 bis 97 Gew.-% E, 0 bis 30 Gew.-% F, 3 bis 40 Gew.-% G und 0 bis 30 Gew.-% H und besonders bevorzugt aus 60 bis 94 Gew.-% E, 0 bis 20 Gew.-% F, 6 bis 30 Gew.-% G und 0 bis 20 Gew.-% H besteht, wobei die Summe aus E, F, G und H zusammen 100 Gew.-% ergibt.
- 1. A polymer obtained by polymerizing monomers of the general formula (I):
is available, wherein R 1 and R 2 are substituents consisting of the optional atoms C, H, O, S, P and halogen atoms and the sum of the molecular weight of R 1 and R 2 is at least 40. Exemplary monomer units include acrylic acid, methacrylic acid, and CH 2 = CR-COOR 'where R is H or CH 3 and R' is C 1-15 alkyl or C 5-12 cycloalkyl or C 6 -14 -aryl, as well as styrene and C 1-3 alkyl-substituted styrenes. - 2. A copolymer containing the following monomer units:
A = acrylic acid, methacrylic acid or CH 2 = CR-COOR ', where R is an H atom or a CH 3 group and R' is a C 1-15 -alkyl radical or a C 5-12 -cycloalkyl radical or a C 6-14 Aryl radical is,
B = styrene or C 1-3 alkyl-substituted styrenes,
wherein the copolymer of 60 to 98 wt .-% A and 2 to 40 wt .-% B, preferably from 83 to 98 wt .-% A and 2 to 17 wt .-% B, and particularly preferably from 90 to 98 wt % A and 2 to 10% by weight B (total = 100% by weight). - 3. A copolymer containing the following monomer units:
C = styrene or C 1-3 alkyl-substituted styrenes,
D = one or more monomers of the formula I, II or III
where R 1 , R 2 and R 3 are each an H atom or a C 1-15 -alkyl radical or a C 6-14 -aryl radical or a C 5-12 -cycloalkyl radical,
wherein the copolymer of 15 to 95 wt .-% C and 2 to 80 wt .-% D, preferably from 50 to 90 wt .-% C and 10 to 50 wt .-% D and particularly preferably from 70 to 85% C and 15 to 30 wt .-% D, wherein the sum of C and D together gives 100 wt .-%. - 4. A copolymer containing the following monomer units:
E = acrylic acid, methacrylic acid or CH 2 = CR-COOR ', where R is an H atom or a CH 3 group and R' is a C 1-15 -alkyl radical or a C 5-12 -cycloalkyl radical or a C 6-14 - Aryl radical is,
F = styrene or C 1-3 alkyl-substituted styrenes,
G = one or more monomers of the formula I, II or III
where R 1 , R 2 and R 3 are each an H atom or a C 1-15 -alkyl radical or a C 5-12 -cycloalkyl radical or a C 6-14 -aryl radical,
H = one or more ethylenically unsaturated monomers copolymerizable with E and / or with F and / or G from the group consisting of α-methylstyrene, vinyl acetate, acrylic esters, methacrylic esters other than E, acrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, vinyl chloride, Vinylidene chloride, halo-substituted styrenes, vinyl ethers, isopropenyl ethers and dienes,
wherein the copolymer of 30 to 99 wt .-% E, 0 to 50 wt .-% F,> 0 to 50 wt .-% G and 0 to 50 wt .-% H, preferably from 45 to 97 wt .-% E, 0 to 30 wt .-% F, 3 to 40 wt .-% G and 0 to 30 wt .-% H and particularly preferably from 60 to 94 wt .-% E, 0 to 20 wt .-% F, 6 to 30 wt .-% G and 0 to 20 wt .-% H, wherein the sum of E, F, G and H together gives 100 wt .-%.
Es handelt sich bei der Komponente H um eine optionale Komponente. Obwohl die erfindungsgemäß zu erzielenden Vorteile bereits durch Copolymere, welche Komponenten aus den Gruppen E bis G aufweisen, erreicht werden können, treten die erfindungsgemäß zu erzielenden Vorteile auch auf, wenn am Aufbau des erfindungsgemäß einzusetzenden Copolymere weitere Monomere aus der Gruppe H beteiligt sind. Component H is an optional component. Although the According to the invention advantages to be achieved already by copolymers which components the groups E to G, can be achieved according to the invention attaining advantages also when used in the construction of the invention Copolymers other monomers from the group H are involved.
Die Komponente H wird vorzugsweise so ausgewählt, dass sie keinen nachteiligen Effekt auf die Eigenschaften des erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymers hat. The component H is preferably selected so as not to adversely affect has the properties of the copolymer to be used according to the invention.
Die Komponente H kann u. a. deswegen eingesetzt werden, um die Eigenschaften des Copolymeren auf erwünschte Weise zu modifizieren, beispielsweise durch Steigerungen oder Verbesserungen der Fließeigenschaften, wenn das Copolymer auf die Schmelztemperatur erhitzt wird, oder zur Reduzierung einer Restfarbe im Copolymer oder durch Verwendung eines polyfunktionellen Monomeren, um auf diese Art und Weise ein gewisses Maß an Vernetzung in das Copolymer einzuführen. The component H can u. a. therefore be used to the properties of the To modify copolymers in a desired manner, for example by increases or Improvements in flow properties when the copolymer is at the melting temperature is heated, or to reduce a residual color in the copolymer or by use a polyfunctional monomer to some extent in this way Introduce crosslinking in the copolymer.
Daneben kann H auch so gewählt werden, dass eine Copolymerisation von Komponenten E bis G überhaupt erst möglich oder unterstützt wird, wie im Fall von MSA und MMA, die an sich nicht copolymerisieren, jedoch bei Zusatz einer dritten Komponente wie Styrol problemlos copolymerisieren. In addition, H can also be chosen so that a copolymerization of components E until G is first possible or supported, as in the case of MSA and MMA do not copolymerize but with the addition of a third component such as styrene copolymerize easily.
Zu den für diesen Zweck geeigneten Monomeren gehören u. a. Vinylester, Ester der Acrylsäure, beispielsweise Methyl- und Ethylacrylat, Ester der Methacrylsäure, die sich von Methylmethacrylat unterscheiden, beispielsweise Butylmethacrylat und Ethylhexylmethacrylat, Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol, α-Methylstyrol und die verschiedenen halogensubstituierten Styrole, Vinyl- und Isopropenylether, Diene, wie beispielsweise 1,3-Butadien und Divinylbenzol. Die Farbverminderung des Copolymeren kann beispielsweise besonders bevorzugt durch Einsatz eines elektronenreichen Monomeren, wie beispielsweise eines Vinylethers, Vinylacetat, Styrol oder α-Methylstryrol, erreicht werden. Among the monomers suitable for this purpose are u. a. Vinyl ester, ester of Acrylic acid, for example methyl and ethyl acrylate, esters of methacrylic acid, which differs from Methyl methacrylate differ, for example, butyl methacrylate and Ethylhexyl methacrylate, acrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, vinyl chloride, Vinylidene chloride, styrene, α-methylstyrene and the various halosubstituted styrenes, Vinyl and isopropenyl ethers, dienes such as 1,3-butadiene and divinylbenzene. The Color reduction of the copolymer, for example, particularly preferably by use an electron-rich monomer such as a vinyl ether, vinyl acetate, styrene or α-methylstyrene.
Besonders bevorzugt unter den Verbindungen der Komponente H sind aromatische Vinylmonomere, wie beispielsweise Styrol oder α-Methylstyrol. Particularly preferred among the compounds of component H are aromatic Vinyl monomers such as styrene or α-methylstyrene.
Die Herstellung der vorstehend genannten Polymere und/oder Copolymere ist dem Fachmann bestens bekannt. Einzelheiten können beispielsweise der Druckschrift WO 99/07 927 entnommen werden, auf deren Offenbarung hiermit explizit Bezug genommen wird. The preparation of the abovementioned polymers and / or copolymers is known to the person skilled in the art well known. Details can be found, for example, in document WO 99/07 927 are taken, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Im Rahmen der Erfindung werden Additiv-Polymere und/oder Copolymere in Form von Perlpolymerisaten besonders bevorzugt, deren Teilchengröße in einem besonders günstigen Bereich liegt. Zweckmäßigerweise liegen die erfindungsgemäß durch beispielsweise Einmischen in die Schmelze der Faserpolymeren zu verwendenden Additiv-Polymere und/oder Copolymere in Form von Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von 0,1 bis 1,0 mm vor. Es sind jedoch auch größere oder kleinere Perlen oder Granulate einsetzbar. Die Additiv-Polymere und/oder Copolymere können auch bereits in Chips des Matrixpolymers enthalten sein, so dass eine Zudosierung entfällt. In the context of the invention, additive polymers and / or copolymers in the form of Bead polymers particularly preferred whose particle size in a particularly favorable Area is located. Appropriately, the present invention, for example by Mixing in the melt of the fiber polymers to be used additive polymers and / or copolymers in the form of particles having an average diameter of 0.1 to 1.0 mm in front. However, larger or smaller beads or granules can also be used. The Additive polymers and / or copolymers can also already be incorporated in chips of the matrix polymer be included so that a dosage is eliminated.
Weiterhin werden Additiv-Polymere und/oder Copolymere bevorzugt, die amorph und in der Polyestermatrix unlöslich sind. Vorzugsweise besitzen sie eine Glasübergangstemperatur von 90 bis 200°C, wobei die Glasübergangstemperatur in bekannter Weise, vorzugsweise durch Differential-Scanning-Calorimetrie, bestimmt wird. Weitere Details können dem Stand der Technik, beispielsweise der Druckschrift WO 99/07927 entnommen werden, auf deren Offenbarung hiermit explizit verwiesen wird. Furthermore, preference is given to additive polymers and / or copolymers which are amorphous and in the Polyester matrix are insoluble. Preferably, they have a glass transition temperature of 90 to 200 ° C, wherein the glass transition temperature in a known manner, preferably by Differential scanning calorimetry is determined. Further details can be found in the state of the art Technique, for example, the document WO 99/07927 are taken on the Revelation is hereby explicitly referenced.
Bevorzugt wird das Additiv-Polymer und/oder Copolymer derart ausgewählt, dass das Verhältnis der Schmelzeviskositäten des Additiv-Polymers und/oder Copolymers und des Matrixpolymers 0,8 : 1 bis 10 : 1, vorzugsweise 1,5 : 1 bis 8 : 1 beträgt. Dabei wird die Schmelzeviskosität in bekannter Weise mittels Oszillations-Rheometer bei einer Oszillationsfrequenz von 2,4 Hz und einer Temperatur, die gleich der Schmelztemperatur des Matrixpolymeren plus 28°C ist, gemessen. Für PTMT liegt die Messtemperatur für die Schmelzeviskosität bei 255°C. Weitere Einzelheiten können wiederum der Druckschrift WO 99/07927 entnommen werden. Die Schmelzeviskosität des Additiv-Polymers und/oder Copolymers ist vorzugsweise höher als die des Matrixpolymers, und es hat sich gezeigt, dass die Wahl eines spezifischen Viskositätsbereichs für das Additiv-Polymer und/oder Copolymer und die Wahl des Viskositätsverhältnisses zur Optimierung der Eigenschaften des erzeugten Fadens beiträgt. Bei einem optimierten Viskositätsverhältnis ist eine Minimierung der Menge des Zusatzes an Additiv-Polymer und/oder Copolymer möglich, wodurch unter anderem auch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens verbessert wird. Die zu verspinnende Polymermischung enthält vorzugsweise 0,05 bis 2,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,25 bis 2,0 Gew.-% Additiv- Polymer und/oder Copolymer. Preferably, the additive polymer and / or copolymer is selected such that the Ratio of the melt viscosities of the additive polymer and / or copolymer and the Matrix polymer 0.8: 1 to 10: 1, preferably 1.5: 1 to 8: 1. Here is the Melt viscosity in a known manner by means of oscillation rheometer at a Oscillation frequency of 2.4 Hz and a temperature equal to the melting temperature of the Matrix polymer plus 28 ° C, measured. For PTMT, the measurement temperature for the Melt viscosity at 255 ° C. Further details can turn the publication WO 99/07927 are taken. The melt viscosity of the additive polymer and / or Copolymer is preferably higher than that of the matrix polymer, and it has been found that the choice of a specific viscosity range for the additive polymer and / or copolymer and the choice of viscosity ratio to optimize the properties of the produced Thread contributes. At an optimized viscosity ratio is a minimization of the amount the addition of additive polymer and / or copolymer possible, whereby, inter alia, also the economy of the process is improved. The polymer mixture to be spun preferably contains 0.05 to 2.5% by weight, more preferably 0.25 to 2.0% by weight of additive Polymer and / or copolymer.
Durch die Wahl des günstigen Viskositätsverhältnisses erreicht man eine enge Verteilung der Teilchengrößen des Additiv-Polymers und/oder Copolymers in der Polymer-Matrix mit der gewünschten Fibrillenstruktur des Additiv-Polymers und/oder Copolymers im Faden. Die im Vergleich zum Matrixpolymer hohe Glasübergangstemperatur des Additiv-Polymers und/oder Copolymers stellt eine schnelle Verfestigung dieser Fibrillenstruktur im Spinnfaden sicher. Die maximalen Teilchengrößen des Additiv-Polymers und/oder Copolymers liegen dabei unmittelbar nach Austritt aus der Spinndüse bei etwa 1000 nm, während die mittlere Teilchengröße 400 nm oder weniger beträgt. Nach dem Spinnverzug des Fadens erreicht man die günstige Fibrillenstruktur, bei der die Fäden mindestens 60 Gew.-% des Additiv-Polymers und/oder Copolymers in Form von Fibrillen mit Längen im Bereich von 0,5 bis 20 µm und Durchmessern im Bereich von 0,01 bis 0,5 µm enthalten. By choosing the favorable viscosity ratio to achieve a narrow distribution of Particle sizes of the additive polymer and / or copolymer in the polymer matrix with the desired fibril structure of the additive polymer and / or copolymer in the thread. The im Compared to the matrix polymer high glass transition temperature of the additive polymer and / or Copolymer ensures rapid solidification of this fibril structure in the spun yarn. The maximum particle sizes of the additive polymer and / or copolymer are thereby immediately after exiting the spinneret at about 1000 nm, while the middle one Particle size is 400 nm or less. After the spinning delay of the thread you reach the favorable fibril structure in which the filaments at least 60 wt .-% of the additive polymer and / or copolymer in the form of fibrils with lengths in the range of 0.5 to 20 microns and Diameters in the range of 0.01 to 0.5 microns included.
Die im Sinne der Erfindung einsetzbaren Polyester sind vorzugsweise thermoplastisch formbar und können zu Filamenten gesponnen und aufspult werden. Dabei sind solche Polyester besonders vorteilhaft, die eine Grenzviskositätszahl im Bereich von 0,70 dl/g bis 0,95 dl/g aufweisen. The polyesters which can be used for the purposes of the invention are preferably thermoplastic malleable and can be spun into filaments and reeled. There are such Polyester particularly advantageous having an intrinsic viscosity in the range of 0.70 dl / g to 0.95 dl / g.
Eine Polymerschmelze kann beispielsweise direkt aus dem Endreaktor einer Polykondensationsanlage entnommen werden oder aus festen Polymerchips in einem Aufschmelzextruder hergestellt werden. A polymer melt, for example, directly from the Endreaktor a Polycondensation be removed or solid polymer chips in one Melting extruder can be produced.
Das Spinnadditiv kann in bekannter Weise unter anderem in schmelzflüssiger oder fester Form dem Matrixpolymer zudosiert, in diesem homogen verteilt und zu feinen Teilchen dispergiert werden. Vorteilhafererweise kann eine Vorrichtung gemäß DE 100 22 889 verwendet wer den. The spin additive can in known manner inter alia in molten or solid Form dosed to the matrix polymer, homogeneously distributed in this and to fine particles be dispersed. Advantageously, a device according to DE 100 22 889 be used.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist nicht auf bestimmte Spinnverfahren beschränkt; im Gegenteil, es können alle aus dem Stand der Technik bekannten, konventionellen Spinnverfahren verwendet werden. Daher wird, obwohl im folgenden ein ganz besonders bevorzugter Spinnprozess beschrieben wird, auf das allgemeine Fachwissen, insbesondere auf die Offenbarung von Buch "Synthetische Fasern" von F. Fourné (1995), erschienen im Hanser-Verlag München, verwiesen. The process of the present invention is not limited to particular spinning processes; on the contrary, all known in the art, conventional spinning processes can be used. Therefore, although a very particularly preferred spinning process is described below, reference is made to the general knowledge, in particular to the disclosure of the book "Synthetic Fibers" by F. Fourné ( 1995 ), published by Hanser-Verlag, Munich.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Schmelze bzw. Schmelzemischung des Polyesters mittels Spinnpumpen bei konstanter Drehzahl, wobei die Drehzahl nach bekannter Rechenformel so eingestellt wird, dass der gewünschte Fadentiter erhalten wird, in Düsenpakete gepresst und durch die Düsenlöcher der Düsenplatte des Paketes zu schmelzflüssigen Filamenten extrudiert. Within the scope of a particularly preferred embodiment of the invention Method is the melt or melt mixture of the polyester by means of spinning pumps at constant speed, the speed being adjusted according to a known formula, that the desired yarn titer is obtained, pressed into nozzle packages and through the Nozzle holes of the die plate of the package are extruded into molten filaments.
Die Schmelze kann beispielsweise in einem Extruder aus Polymerchips hergestellt werden, wobei es besonders günstig ist, die Chips vorher auf einen Wassergehalt ≤ 30 ppm, insbesondere auf einen Wassergehalt ≤ 15 ppm zu trocknen. The melt can be produced, for example, in an extruder from polymer chips, where it is particularly favorable, the chips previously to a water content ≤ 30 ppm, especially to a water content ≤ 15 ppm.
Die Temperatur der Schmelze, die gemeinhin als Spinntemperatur bezeichnet und vor der
Spinnpumpe gemessen wird, hängt vom Schmelzpunkt des eingesetzten Polymers bzw. der
eingesetzten Polymermischung ab. Sie liegt vorzugsweise in dem durch Formel 1 gegebenen
Bereich:
Formel 1:
Tm + 15°C ≤ TSp ≤ Tm + 45°C
mit
Tm: Schmelzpunkt des Polyesters [°C]
TSp: Spinntemperatur [°C].
The temperature of the melt, which is commonly referred to as the spinning temperature and measured in front of the spinning pump, depends on the melting point of the polymer used or the polymer mixture used. It is preferably in the range given by formula 1:
Formula 1:
T m + 15 ° C ≤ T ≤ Sp T m + 45 ° C
With
T m : melting point of the polyester [° C]
T Sp : spinning temperature [° C].
Die spezifizierten Parameter dienen der Beschränkung des hydrolytischen und/oder thermischen Viskositätsabbaus, der zweckmäßigerweise möglichst gering sein sollte. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein Viskositätsabbau um weniger als 0,12 dl/g, insbesondere um weniger als 0,08 dl/g, erstrebenswert. The specified parameters serve to limit the hydrolytic and / or thermal viscosity degradation, which should be expediently as low as possible. in the The present invention provides a viscosity reduction of less than 0.12 dl / g, in particular by less than 0.08 dl / g, desirable.
Die Homogenität der Schmelze hat einen direkten Einfluss auf die Materialeigenschaften der gesponnenen Filamente. Vorzugsweise verwendet man daher außer statischen Mischern in der Produktleitung einen weiteren statischen Mischer mit mindestens einem Element, der nach der Spinnpumpe installiert ist, zur Homogenisierung der Schmelze. The homogeneity of the melt has a direct influence on the material properties of the melt spun filaments. Therefore, it is preferred to use except static mixers in the Product line another static mixer with at least one element, which after the Spinning pump is installed, for homogenization of the melt.
Die von der Spinntemperatur abhängige Temperatur der Düsenplatte wird durch deren sogenannte Begleitheizung geregelt. Als Begleitheizung kommen beispielsweise ein mit "Diphyl" beheizter Spinnbalken oder zusätzliche Konvektions- oder Strahlungsheizer in Frage. Üblicherweise liegt die Temperatur der Düsenplatten auf dem Niveau der Spinntemperatur. The temperature dependent on the spinning temperature of the nozzle plate is determined by the so-called heat tracing regulated. As heat tracing, for example, come with a "Diphyl" heated spin beam or additional convection or radiant heater in Question. Usually, the temperature of the nozzle plates is at the level of Spinning temperature.
Eine Temperaturerhöhung an der Düsenplatte kann durch das Druckgefälle im Düsenpaket erreicht werden. Bekannte Ableitungen, wie beispielsweise K. Riggert "Fortschritte in der Herstellung von Polyester-Reifenkordgarn" Chemiefasern 21, Seite 379 (1971), beschreiben eine Temperaturerhöhung von etwa 4°C pro 100 bar Druckabfall. A temperature increase at the nozzle plate can be achieved by the pressure gradient in the nozzle package. Known derivations, such as K. Riggert "Advances in the production of polyester tire cord" Chemiefasern 21 , page 379 ( 1971 ), describe a temperature increase of about 4 ° C per 100 bar pressure drop.
Weiterhin ist es möglich, den Düsendruck durch den Einsatz loser Filtermedien, insbesondere von Stahlsand mit einer mittleren Körnung zwischen 0,10 mm und 1,2 mm, vorzugsweise zwischen 0,12 mm und 0,75 mm und/oder Filterronden, die aus Metallgeweben oder -vliesen mit einer Feinheit ≤ 40 µm hergestellt werden können, zu steuern. Furthermore, it is possible, the nozzle pressure through the use of loose filter media, in particular of steel sand with a mean grain size between 0.10 mm and 1.2 mm, preferably between 0.12 mm and 0.75 mm and / or filter blanks made of metal fabrics or nonwovens with a fineness ≤ 40 microns can be made to control.
Darüber hinaus trägt der Druckabfall im Düsenloch zum Gesamtdruck bei. Der Düsendruck wird vorzugsweise zwischen 80 bar und 450 bar, insbesondere zwischen 100 bar und 250 bar eingestellt. In addition, the pressure drop in the nozzle hole contributes to the total pressure. The nozzle pressure is preferably between 80 bar and 450 bar, in particular between 100 bar and 250 bar set.
Der Spinnverzug iSp, d. h. der Quotient aus Abzugsgeschwindigkeit und
Spritzgeschwindigkeit, wird gemäß US 5,250,245 über Formel 2 mit der Dichte des Polymers
bzw. der Polymermischung, dem Düsenlochdurchmesser und dem Titer des Einzelfilaments
berechnet:
Formel 2:
iSp = 2,25.105.(δ.π).D2(cm)/dpf(den)
mit
δ: Dichte der Schmelze [g/cm3]; für PTMT = 1,12 g/cm3
D: Düsenlochdurchmesser [cm]
dpf: Titer des Einzelfilamentes [den]
The spinning distortion i Sp , ie the quotient of take-off speed and injection speed, is calculated according to US Pat. No. 5,250,245 via formula 2 with the density of the polymer or polymer mixture, the nozzle hole diameter and the titer of the individual filament:
Formula 2:
i Sp = 2.25.10 5. (δ.π) .D 2 (cm) / dpf (den)
With
δ: density of the melt [g / cm 3 ]; for PTMT = 1.12 g / cm 3
D: nozzle hole diameter [cm]
dpf: titer of the individual filament
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt der Spinnverzug vorteilhafterweise zwischen 70 und 500, insbesondere zwischen 100 und 250. In the context of the present invention, the spinning delay is advantageously between 70 and 500, in particular between 100 and 250.
Das Längen-/Durchmesserverhältnis des Düsenlochs wird vorzugsweise zwischen 1,5 und 6 gewählt, insbesondere zwischen 1,5 und 4. The length / diameter ratio of the nozzle hole is preferably between 1.5 and 6 chosen, in particular between 1.5 and 4.
Die extrudierten Filamente durchlaufen eine Abkühlungsverzögerungszone. Direkt unterhalb des Düsenpaketes ist diese als Rücksprungzone ausgebildet, in der die aus den Düsenlöchern austretenden Filamente vor der direkten Einwirkung des Kühlgases bewahrt werden und in Verzug bzw. Abkühlung verzögert werden. Ein aktiver Teil des Rücksprungs ist als Versatz des Düsenpaketes in den Spinnbalken hinein ausgeführt, so dass die Filamente von beheizten Wandungen umgeben sind. Ein passiver Teil wird durch Isolierungsschichten und unbeheizte Rahmen gebildet. Die Längen des aktiven Rücksprungs liegen zweckmäßigerweise zwischen 0 bis 100 mm, die des passiven Teils zweckmäßigerweise zwischen 20 bis 120 mm, wobei vorzugsweise eine Gesamtlänge von 30-200 mm, insbesondere von 30-120 mm, eingehalten wird. The extruded filaments pass through a cooling delay zone. Directly below of the nozzle package, this is formed as a return zone in which the from the nozzle holes emerging filaments are preserved from the direct action of the cooling gas and in Delay or cooling to be delayed. An active part of the return is considered an offset the nozzle package in the spinning beam in, so that the filaments of heated Walls are surrounded. A passive part is through insulation layers and unheated Frame formed. The lengths of the active return are suitably between 0 to 100 mm, that of the passive part expediently between 20 to 120 mm, wherein preferably a total length of 30-200 mm, in particular of 30-120 mm, is complied with.
Alternativ zu dem aktiven Rücksprung kann unterhalb des Spinnbalkens ein Nacherhitzer angebracht sein. Im Unterschied zum aktiven Rücksprung weist dann diese Zone mit zylindrischem oder rechteckigem Querschnitt mindestens eine vom Spinnbalken unabhängige Beheizung auf. As an alternative to the active return, a reheater can be installed underneath the spinner to be appropriate. In contrast to the active return, this zone then shows cylindrical or rectangular cross section at least one independent of the spinning beam Heating up.
Bei radialen, den Faden konzentrisch umgebenden porösen Abkühlsystemen, kann die Abkühlungsverzögerung mit Hilfe zylinderförmiger Abdeckungen erreicht werden. For radial, the thread concentrically surrounding porous cooling systems, the Cooling delay can be achieved with the help of cylindrical covers.
Anschließend werden die Filamente auf Temperaturen unterhalb ihrer Erstarrungstemperatur abgekühlt. Erfindungsgemäß bezeichnet die Erstarrungstemperatur die Temperatur, bei der die Schmelze in den festen Aggregatzustand übergeht. Subsequently, the filaments are at temperatures below their solidification temperature cooled. According to the invention, the solidification temperature denotes the temperature at which the Melt merges into the solid state.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Filamente bis zu einer Temperatur abzukühlen, bei der sie im wesentlichen nicht mehr klebrig sind. Besonders vorteilhaft ist eine Abkühlung der Filamente auf Temperaturen unterhalb ihrer Kristallisationstemperatur, insbesondere auf Temperaturen, die unterhalb ihrer Glastemperatur liegen. In the context of the present invention, it has proved to be particularly useful, the To cool filaments to a temperature at which they are essentially no longer sticky are. Cooling of the filaments to temperatures below is particularly advantageous their crystallization temperature, in particular to temperatures below their Glass temperature are.
Mittel zur Abkühlung der Filamente sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Erfindungsgemäß besonders bewährt hat sich die Verwendung von Kühlgasen, insbesondere von gekühlter Luft. Die Kühlluft weist vorzugsweise eine Temperatur von 12°C bis 35°C, insbesondere 16°C bis 26°C auf. Die Geschwindigkeit der Kühlluft liegt vorteilhafterweise im Bereich von 0,20 m/sec bis 0,55 m/sec. Means for cooling the filaments are known to those skilled in the art. The use of cooling gases, in particular, has proved particularly useful according to the invention of cooled air. The cooling air preferably has a temperature of 12 ° C to 35 ° C, in particular 16 ° C to 26 ° C. The speed of the cooling air is advantageously in the Range from 0.20 m / sec to 0.55 m / sec.
Zur Abkühlung der Filamente können beispielsweise Einzelfadensysteme verwendet werden, die aus einzelnen Kühlrohren mit perforierter Wandung bestehen. Durch aktive Kühlluftzufuhr oder auch durch Ausnutzung des Selbstansaugungseffekts von den Filamenten wird eine Abkühlung jedes einzelnen Filaments erzielt. Alternativ zu den Einzelrohren sind auch die bekannten Querstromanblasungssysteme einsetzbar. For example, monofilament systems can be used to cool the filaments. consisting of individual cooling tubes with perforated wall. Through active Cooling air supply or by utilizing the Selbstansaugungseffekts from the filaments a cooling of each individual filament is achieved. Alternative to the single tubes are also the known Querstromanblasungssysteme used.
Eine besondere Ausgestaltung des Abkühlungs- und Verzugsbereiches besteht darin, die aus der Verzögerungszone austretenden Filamente in einer Zone der Länge im Bereich von 10 bis 175 cm, vorzugsweise in einer Zone der Länge im Bereich von 10-80 cm Kühlluft zuzuführen. Dabei ist für Filamente mit einem Titer beim Aufspulen ≤ 1,5 dtex per Filament eine Zonenlänge im Bereich von 10-40 cm und für Filamente mit einem Titer zwischen 1,5 und 9,0 dtex per Filament eine Zonenlänge im Bereich von 20-80 cm besonders geeignet. Daran anschließend werden die Filamente und die sie begleitende Luft durch einen querschnittsreduzierten Kanal gemeinsam geleitet, wobei durch die Kontrolle der Querschnittsverjüngung und der Dimensionierung in Fadenlaufrichtung ein Verhältnis der Luft- zur Fadengeschwindigkeit beim Abziehen von 0,2 bis 20 : 1, vorzugsweise 0,4 bis 5 : 1, eingestellt wird. A special embodiment of the cooling and drafting area consists of the of the deceleration zone emerging filaments in a zone of length in the range of 10 to 175 cm, preferably in a zone of length in the range of 10-80 cm cooling air supply. For filaments with a titer during winding, it is ≤ 1.5 dtex per filament a zone length in the range of 10-40 cm and for filaments with a titer between 1.5 and 9.0 dtex per filament a zone length in the range of 20-80 cm is particularly suitable. After that, the filaments and their accompanying air through a cross-section reduced channel passed together, being controlled by the Cross section taper and the dimensioning in the thread running direction a ratio of Air to yarn speed when stripping from 0.2 to 20: 1, preferably 0.4 to 5: 1, is set.
Nach der Abkühlung der Filamente auf Temperaturen unterhalb der Erstarrungstemperatur werden sie zu einem Faden gebündelt. Der erfindungsgemäß geeignete Abstand der Bündelung von der Düsenunterseite kann durch dem Fachmann bekannte Methoden zur Online-Messung der Fadengeschwindigkeit und/oder Fadentemperatur, beispielsweise mit einem Laser-Doppler-Anemometer der Firma TSI/D oder einer Infrarot-Kamera des Herstellers Goratec/D Typ IRRIS 160, ermittelt werden. Er beträgt vorteilhafterweise 500 bis 2500 mm, insbesondere 500 bis 1800 mm. Dabei werden Filamente mit einem Titer ≤ 3,5 dtex vorzugsweise bei einem kleineren Abstand ≤ 1500 mm, dickere Filamente vorzugsweise bei einem größeren Abstand gebündelt. After cooling the filaments to temperatures below the solidification temperature, they are bundled into a thread. The inventively suitable distance of the bundling of the nozzle bottom can by methods known to those skilled in the online measurement of the thread speed and / or thread temperature, for example with a laser Doppler anemometer from TSI / D or an infrared camera manufacturer Goratec / D type IRRIS 160 , to be determined. It is advantageously 500 to 2500 mm, in particular 500 to 1800 mm. In this case, filaments with a titer ≦ 3.5 dtex are preferably bundled at a smaller distance ≦ 1500 mm, thicker filaments preferably at a greater distance.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es zweckmäßig, dass vorzugsweise alle Oberflächen, die mit dem gesponnenen Filament in Kontakt kommen, aus besonders reibungsarmen Materialien gefertigt sind. Auf diese Art und Weise kann eine Flusenbildung weitgehend vermieden werden, es werden hochwertigere Filamente erhalten. Als für diesen Zweck besonders geeignet haben sich reibungsarme Oberflächen der Spezifikation "TriboFil" von der Firma Ceramtec/D erwiesen. In the context of the present invention, it is expedient that preferably all Surfaces that come into contact with the spun filament are made special low-friction materials are made. In this way can linting are largely avoided, it will get higher quality filaments. As for this Purpose of low friction surfaces of the specification "TriboFil" proved by the company Ceramtec / D.
Die Bündelung der Filamente erfolgt in einem Ölerstein, der dem Multifilament-Faden die gewünschte Menge an Spinnpräparation gleichmäßig zuführt. Ein besonders geeigneter Ölerstein ist gekennzeichnet durch einen Einlaufteil, den Fadenkanal mit Öleintrittsöffnung und den Auslaufteil. Der Einlaufteil ist trichterförmig erweitert, so dass eine Berührung durch die noch trockenen Filamente vermieden wird. Der Auftreffpunkt der Filamente erfolgt innerhalb des Fadenkanals nach dem Zufluss der Präparation. Fadenkanal und Öleintrittsöffnung werden in der Breite dem Fadentiter und der Filamentanzahl angepasst. Besonders gut bewährt haben sich Öffnungen und Breiten im Bereich von 1,0 mm bis 4,0 mm. Der Auslaufteil des Ölers ist als Vergleichmäßigungsstrecke ausgebildet, die vorzugsweise Ölreservoire aufweist. Derartige Öler können beispielsweise von der Firma Cermatec/D oder Goulston/USA bezogen werden. The bundling of the filaments takes place in an oiler stone, the multifilament thread the the desired amount of spin finish uniformly. A particularly suitable Ölerstein is characterized by an inlet part, the thread channel with oil inlet opening and the outlet part. The inlet part is funnel-shaped, so that a touch through the still dry filaments are avoided. The point of impact of the filaments takes place within the thread channel after inflow of the preparation. Thread channel and Oil inlet opening are adjusted in width to the yarn titer and the number of filaments. Openings and widths in the range of 1.0 mm to 4.0 mm have proven particularly effective. The outlet part of the oiler is designed as a homogenization distance, preferably Has oil reservoir. Such oilers can be used, for example, by the company Cermatec / D or Goulston / USA.
Die Gleichmäßigkeit des Ölauftrags kann erfindungsgemäß von großer Bedeutung sein. Sie kann beispielsweise mit einem Rossa-Messgerät gemäß der in Chemiefasern/Textilindustrie, 42./94, Nov. 1992 auf Seite 896 beschriebenen Methode bestimmt werden. Vorzugsweise werden bei einer derartigen Vorgehensweise Werte für die Standardabweichung des Ölauftrags von weniger als 90 Digits, insbesondere von weniger als 60 Digits erhalten. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt werden Werte für die Standardabweichung des Ölauftrags von weniger als 45 Digits, insbesondere von weniger als 30 Digits. Dabei entspricht ein Wert für die Standardabweichung von 90 Digits bzw. 45 Digits ungefähr 6,2% bzw. 3,1% des Variationskoeffizienten. The uniformity of the oil application can be of great importance according to the invention. she can be measured, for example, with a Rossa measuring device according to the method described in Chemiefasern / Textilindustrie, 42./94, Nov. 1992 on page 896. Preferably In such a procedure, values for the standard deviation of the Oil application of less than 90 digits, in particular received less than 60 digits. Values for the standard deviation of the invention are particularly preferred Oil application of less than 45 digits, in particular less than 30 digits. there corresponds to a value for the standard deviation of 90 digits or 45 digits approximately 6.2% or 3.1% of the coefficient of variation.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, Leitungen und Pumpen zur Vermeidung von Gasblasen selbstentgasend auszulegen, da diese zu einer erheblichen Ölauftragsschwankung führen können. In the context of the present invention, it has proved to be particularly advantageous Pipes and pumps designed to avoid self-degassing of gas bubbles, as these can lead to a significant change in oil application.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist ein Entangling vor dem Aufspulen des Fadens. Dabei haben sich Düsen mit geschlossenen Garnkanälen als besonders geeignet erwiesen, da in solchen Systemen Verhakungen des Fadens im Einlegeschlitz auch bei niedriger Fadenspannung und hohem Luftdruck vermieden werden. Die Entanglingdüsen werden vorzugsweise zwischen Galetten angeordnet, wobei die Austrittsfadenspannung mittels unterschiedlicher Geschwindigkeit der Einlauf und Auslauf-Galette geregelt wird. Sie sollte 0,20 cN/dtex nicht überschreiten und vorrangig Werte zwischen 0,05 cN/dtex und 0,15 cN/dtex aufweisen. Der Luftdruck der Entanglingluft liegt dabei zwischen 0,5 und 5,5 bar, bei Aufspulgeschwindigkeiten bis 3500 m/min bei maximal 3,0 bar. According to the invention, an entangling is particularly preferred before the yarn is wound up. In this case, nozzles with closed yarn channels have proved to be particularly suitable since In such systems entanglements of the thread in the insertion slot even at lower Thread tension and high air pressure are avoided. The Entangling nozzles are preferably arranged between godets, wherein the exit thread tension means different speed of the inlet and outlet galette is regulated. she should Do not exceed 0.20 cN / dtex and primarily values between 0.05 cN / dtex and 0.15 cN / dtex respectively. The air pressure of Entanglingluft is between 0.5 and 5.5 bar, at Winding speeds up to 3500 m / min at a maximum of 3.0 bar.
Vorzugsweise werden Knotenzahlen von mindestens 10 n/m eingestellt. Dabei sind maximale Öffnungslängen kleiner 100 cm und Werte für den Variationskoeffizienten der Knotenzahl unterhalb von 100% von besonderem Interesse. Vorteilhafterweise werden bei Anwendung von Luftdrücken über 1,0 bar Knotenzahlen ≥ 15 n/m erreicht, die durch eine hohe Gleichmäßigkeit gekennzeichnet sind, wobei der Variationskoeffizient kleiner gleich 70% ist und die maximale Öffnungslänge 50 cm beträgt. In der Praxis haben sich Systeme vom Typ LD der Firma Temco/D, das Doppelsystem der Firma Slack & Parr/USA, oder Düsen des Typs Polyjet der Firma Heberlein als besonders geeignet erwiesen. Preferably, node numbers of at least 10 n / m are set. There are maximum Opening lengths less than 100 cm and values for the coefficient of variation of the number of knots below 100% of particular interest. Advantageously, when used of air pressures above 1.0 bar node numbers ≥ 15 n / m achieved by a high Uniformity, wherein the coefficient of variation is less than or equal to 70% and the maximum opening length is 50 cm. In practice, systems of the type LD of the company Temco / D, the double system of the company Slack & Parr / USA, or nozzles of the company Type Polyjet the company Heberlein proved to be particularly suitable.
Die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Galetteneinheit wird als Abzugsgeschwindigkeit bezeichnet. Weitere Galettensysteme können angewendet werden, bevor der Faden im Wickleraggregat zu Wickelkörpern (Spulen) auf Hülsen aufgewickelt wird, um die Multifilament-Fäden zu verstrecken, thermozufixieren und/oder zu relaxieren. The peripheral speed of the first godet unit is called the take-off speed designated. Other godet systems can be applied before the thread is in place Wickleraggregat to winding bodies (coils) is wound on sleeves to the To stretch, thermo-fix and / or relax multifilament threads.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Multifilament-Garne vor ihrem Aufspulen vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 150°C wärmebehandelt, wobei die Wärmebehandlung durch jedes bekannte Verfahren bewirkt werden kann. Dabei hat es sich als ganz besonders günstig erwiesen, die Polyester-Multifilament-Garne unter Verwendung von beheizten Galetten wärmezubehandeln. Für diesen Zweck geeignete Galetten umfassen solche, die in dem Buch "Synthetische Fasern" von F. Fourné (1995), erschienen im Hanser-Verlag München, allgemein beschrieben werden. In a particularly preferred embodiment of the present invention, the multifilament yarns are preferably heat treated at a temperature in the range of 50 to 150 ° C prior to being wound, the heat treatment being able to be effected by any known method. It has proven to be particularly advantageous to heat treat the polyester multifilament yarns using heated godets. Suitable godets for this purpose include those generally described in the book "Synthetic Fibers" by F. Fourné ( 1995 ), published by Hanser-Verlag, Munich.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Polyester-Multifilament-Garne unter Verwendung von erwärmten Gasen, insbesondere unter Verwendung von erwärmter Luft wärmebehandelt. According to another preferred embodiment of the present invention, the Polyester multifilament yarns using heated gases, in particular under Use of heated air heat treated.
Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Multifilament-Garne unter Verwendung von Strahlungswärme wärmebehandelt. According to a third preferred embodiment of the present invention, the Multifilament yarns heat treated using radiant heat.
Die Wärmebehandlung der Multifilament-Garne kann auch dadurch erreicht werden, dass man den Faden in enger Nachbarschaft jedoch im wesentlichen ohne Berührung entlang einer langgestreckten Heizoberfläche führt, wobei eine geeignete Ausführungsform dieses Verfahrens beispielsweise in der Druckschrift EP 731,196 beschrieben wird. The heat treatment of the multifilament yarns can also be achieved by the thread in close proximity but substantially without contact along a elongated heating surface leads, with a suitable embodiment of this Method is described for example in the document EP 731,196.
Stabile, fehlerfreie Fadenwickelkörper sind eine Grundvoraussetzung für fehlerfreies Abziehen des Fadens und für eine möglichst fehlerfreie Weiterverarbeitung. Zu diesem Zweck hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als ganz besonders vorteilhaft erwiesen, eine Aufspulspannung im Bereich von 0,025 cN/dtex-0,15 cN/dtex, vorzugsweise im Bereich von 0,03 cN/dtex-0,08 cN/dtex zu verwenden. Stable, error-free filament winding bodies are a prerequisite for error-free Peel off the thread and for a flawless further processing. To this end it has proved to be particularly advantageous in the context of the present invention a winding tension in the range of 0.025 cN / dtex-0.15 cN / dtex, preferably in Range of 0.03 cN / dtex-0.08 cN / dtex.
Ein weiterer wichtiger Parameter des erfindunsgemäßen Verfahrens ist die Einstellung der Fadenspannung vor und zwischen den Abzugsgaletten. Bekannterweise setzt sich diese Spannung im wesentlichen aus der eigentlichen Orientierungsspannung nach Hamana, der Reibungsspannung an den Fadenführern und dem Öler und der Faden-Luft-Reibungsspannung zusammen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt die Fadenspannung vor und zwischen den Abzugsgaletten zweckmäßigerweise im Bereich von 0,05 cN/dtex bis 0,20 cN/dtex, insbesondere zwischen 0,08 cN/dtex und 0,15 cN/dtex. Another important parameter of the inventive method is the setting of Thread tension before and between the withdrawal godets. As is well known, this is Essentially stress from the actual orientation voltage according to Hamana, the Frictional stress on the yarn guides and the oiler and the thread-air friction stress together. In the context of the present invention, the thread tension is before and between the withdrawal godets expediently in the range from 0.05 cN / dtex to 0.20 cN / dtex, in particular between 0.08 cN / dtex and 0.15 cN / dtex.
Eine zu niedrige Spannung unterhalb von 0,05 cN/dtex ergibt meist nicht mehr den gewünschten Vororientierungsgrad. Überschreitet die Spannung 0,20 cN/dtex, so löst diese Spannung beim Aufspulen und Lagern der Spulen häufig einen Memoryeffekt aus, der zur Verschlechterung der Fadenkenndaten führt. Too low a tension below 0.05 cN / dtex usually does not give the desired level of preorientation. If the stress exceeds 0.20 cN / dtex, it will dissolve Voltage when winding and storing the coils often a memory effect, the Deterioration of the thread characteristics leads.
Erfindungsgemäß wird die Spannung durch den Ölerabstand von der Düse, die Reibungsoberflächen und die Länge der Strecke zwischen Öler und Abzugsgalette geregelt. Diese Streckenlänge beträgt vorteilhafterweise nicht mehr als 6,0 m, vorzugsweise weniger als 2,0 m, wobei die Spinnerei und die Abzugsmaschine durch Parallelbauweise derart angeordnet sind, dass ein gerader Fadenlauf gewährleistet ist. According to the invention, the tension is determined by the oiler distance from the nozzle, the Friction surfaces and the length of the distance between oiler and withdrawal godet regulated. This route length is advantageously not more than 6.0 m, preferably less than 2.0 m, wherein the spinning and the extraction machine arranged by Parallelbauweise such are that a straight line run is guaranteed.
Durch die geometrischen Parameter wird auch die Konditionierzeit des Fadens zwischen Bündelungspunkt und Aufspulung beschrieben. Die schnell ablaufende Relaxation während dieser Zeit beeinflußt die Güte des Spulenaufbaus. Vorzugsweise wird die derart definierte Konditionierzeit zwischen 50 und 200 ms gewählt. The geometric parameters also change the conditioning time of the thread Bundling point and winding described. The fast-paced relaxation during This time affects the quality of the coil construction. Preferably, the thus defined Conditioning time selected between 50 and 200 ms.
Die Aufspulgeschwindigkeit des POYs liegt erfindungsgemäß vorzugsweise zwischen 2200 m/min und 6000 m/min. Günstigerweise wird eine Geschwindigkeit zwischen 2500 m/min und 6000 m/min gewählt. Besonders bevorzugt werden die Polymermischungen bei Geschwindigkeiten im Bereich von 3500 m/min bis 6000 m/min aufgespult. The winding speed of the POY is according to the invention preferably between 2200 m / min and 6000 m / min. Conveniently, a speed between 2500 m / min and 6000 m / min. The polymer mixtures are particularly preferred Speeds in the range of 3500 m / min to 6000 m / min wound.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das Fadenwickelpaket des Polyester- Multifilament-Garns bei einer Temperatur im Bereich von > 45°C bis 65°C wärmebehandelt. Dabei kann die Dauer der Wärmebehandlung beliebig gewählt werden; sie ist jedoch naturgemäß deutlich länger als die bei den bekannten Filamentbehandlungsmethoden z. B. mittels Galetten oder Heizschienen. Erfindungsgemäß hat es sich als ganz besonders günstig erwiesen, die Fadenwickelpakete mindestens 5 Minuten, vorzugsweise mindestens 10 Minuten, zweckmäßigerweise mindestens 20 Minuten, insbesondere mindestens 30 Minuten, im vorstehend genannten Temperaturbereich wärmezubehandeln, wobei die entsprechenden Zeiten derart zu verstehen sind, dass sie vom Beginn des Aufspulvorganges an gemessen werden. In the context of the present invention, the thread winding package of the polyester Multifilament yarn at a temperature in the range of> 45 ° C to 65 ° C heat treated. The duration of the heat treatment can be chosen arbitrarily; she is, however naturally much longer than that in the known filament treatment methods z. B. using godets or heating rails. According to the invention, it has proven to be particularly advantageous proven, the Fadenwickelpakete at least 5 minutes, preferably at least 10th Minutes, expediently at least 20 minutes, in particular at least 30 minutes, heat treatment in the above-mentioned temperature range, wherein the corresponding Times are to be understood in such a way that they are measured from the beginning of Aufspulvorganges become.
Die Wärmebehandlung kann auf jede bekannte Art und Weise durchgeführt werden. Geeignete Verfahren umfassen u. a. solche, bei welchen das Prinzip der Wärmebehandlung auf Wärmeleitung, Wärmeströmung (Wärmekonvektion) und/oder Wärmestrahlung beruht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Fadenwickelpaket unter Verwendung von beheizten Walzen oder Rollen wärmebehandelt, vorzugsweise unter Verwendung von mindestens einer Kontaktrolle, die gleichzeitig die Aufspulgeschwindigkeit misst und steuert. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Fadenwickelpaket unter Verwendung von Strahlungswärme wärmebehandelt. The heat treatment may be carried out in any known manner. Suitable methods include u. a. those in which the principle of heat treatment based on heat conduction, heat flow (heat convection) and / or thermal radiation. According to a preferred embodiment of the present invention, the Filament winding package heat treated using heated rolls or rolls, preferably using at least one contact roller, which at the same time the Winding speed measures and controls. According to another preferred Embodiment of the present invention, the thread winding package using heat-treated by radiant heat.
Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Fadenwickelpaket unter Verwendung von erwärmten Gasen wärmebehandelt. Geeignete Gase umfassen u. a. Luft und Inertgase, wie beispielsweise Stickstoff, Helium und/oder Argon. Die Verwendung von erwärmter Luft hat sich in diesem Zusammenhang als ganz besonders günstig erwiesen. Die Temperatur der erwärmten Gase wird vorzugsweise derart angepasst, dass gewährleistet ist, dass die Temperatur innerhalb des Gehäuses im Bereich von > 45°C bis 65°C liegt. Daher ist die Temperatur der erwärmten Gase vorzugsweise im Bereich von > 45°C bis 65°C. Die relative Feuchtigkeit der Gase liegt vorzugsweise im Bereich von 40 bis 90%. Die Strömungsrate der Gase am Gaseinlass ist vorzugsweise im Bereich von 5 bis 100 m3/h. According to a third preferred embodiment of the present invention, the filament winding package is heat treated using heated gases. Suitable gases include, inter alia, air and inert gases, such as nitrogen, helium and / or argon. The use of heated air has proven to be particularly favorable in this context. The temperature of the heated gases is preferably adjusted to ensure that the temperature within the housing is in the range of> 45 ° C to 65 ° C. Therefore, the temperature of the heated gases is preferably in the range of> 45 ° C to 65 ° C. The relative humidity of the gases is preferably in the range of 40 to 90%. The flow rate of the gases at the gas inlet is preferably in the range of 5 to 100 m 3 / h.
Die Wärmebehandlung der Fadenwickelpakete wird vorzugsweise unter Verwendung einer Vorrichtung zum Aufspulen von einem oder mehreren Multifilament-Garnen umfassend ein Gehäuse und eine rotierbare Spindel durchgeführt, auf welcher Hülsen derart befestigt werden können, dass die Hülsen innerhalb des Gehäuses eingehaust sind. Dabei erfolgt die Wärmebehandlung zweckmäßigerweise innerhalb des Gehäuses, vorzugsweise durch Erwärmen des Fadenwickelpaketes durch Wärmeleitung, Wärmeströmung und/oder Wärmestrahlung. The heat treatment of the Fadenwickelpakete is preferably using a Apparatus for winding one or more multifilament yarns comprising Housing and a rotatable spindle performed on which sleeves are fixed in such a way can be that the sleeves are housed within the housing. In doing so, the Heat treatment expediently within the housing, preferably by Heating the filament winding package by heat conduction, heat flow and / or Thermal radiation.
In diesem Zusammenhang ist die rotierbare Spindel Teil eines Wicklers. Die mindestens eine Hülse wird auf dem Spannfutter der rotierbaren Spindel aufgespannt und das mindestens eine Multifilament-Garn wird auf der mindestens einen Hülse aufgespult, um mindestens ein Fadenwickelpaket zu bilden. Nach dem Aufspulen kann die mindestens eine Hülse, die das Fadenwickelpaket trägt, von dem Spannfutter abgenommen werden. In this context, the rotatable spindle is part of a winder. The at least one Sleeve is clamped on the chuck of the rotatable spindle and the at least one Multifilament yarn is wound on the at least one sleeve to at least one To form filament winding package. After winding, the at least one sleeve, the Thread wrapping carries, are removed from the chuck.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann jeder aus dem Stand der Technik bekannte Wicklertyp eingesetzt werden, solange die erfindungsgemäßen Ziele erreicht werden. Für weitere Details wird daher auf die Fachliteratur, insbesondere auf das Buch "Synthetische Fasern" von F. Fourné (1995), veröffentlicht vom Hanser-Verlag, München verwiesen. Wie bei den konventionellen, im Stand der Technik bekannten Wicklern ist es auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, ein oder mehrere, insbesondere 1 bis 12, Multifilament- Garne gleichzeitig auf einer Spindel aufzuspulen. Dabei wird das gleichzeitige Aufspulen möglichst vieler Multifilament-Garne erfindungsgemäß besonders bevorzugt, um die Effizienz des Spinnprozesses zu verbessern. Any type of winder known in the art may be used in the present invention as long as the objects of the invention are achieved. For further details, reference is therefore made to the specialist literature, in particular to the book "Synthetic Fibers" by F. Fourné ( 1995 ), published by Hanser-Verlag, Munich. As with the conventional winder known in the prior art, it is also possible within the scope of the present invention to wind one or more, in particular 1 to 12, multifilament yarns simultaneously on a spindle. The simultaneous winding of as many multifilament yarns as possible according to the invention is particularly preferred in order to improve the efficiency of the spinning process.
Das Gehäuse der Vorrichtung zum Aufspulen von einem oder mehreren Multifilament-Garnen kann aus jedem bekannten Material hergestellt sein. Jedoch hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass das Gehäuse aus einem wärmeisolierenden Material, welches vorzugsweise auch schallisolierend ist, hergestellt ist. Geeignete Materialien umfassen u. a. Kunststoffe, insbesondere Kunststoffe mit einer Glasübergangstemperatur > 65°C, Metalle, wie beispielsweise Edelstahl und Metalllegierungen. Das wärmeisolierende Material kann eine einschichtige oder eine mehrschichtige Struktur aufweisend zwei, drei oder mehrere Schichten, besitzen. Vorzugsweise weist das wärmeisolierende Material einen thermischen Leitkoeffizienten < 10 W/(m.K), zweckmäßigerweise < als 1 W/(m.K), insbesondere < 0,5 W/(m.K), und am meisten bevorzugt < 0,1 W/(m.K) auf. Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden erzielt, wenn das wärme- und vorzugsweise schallisolierende Material dreischichtig ist, wobei die mittlere Schicht aus einem isolierenden Material mit einem thermischen Leitkoeffizienten < 0,1 W/(m.K) besteht und die äußeren Schichten vorzugsweise ein Metall oder eine Metalllegierung umfassen, zweckmäßigerweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung bestehen. The housing of the apparatus for winding one or more multifilament yarns can be made of any known material. However, it has turned out to be special proved advantageous that the housing made of a heat-insulating material, which is preferably also sound-insulating, is produced. Suitable materials include u. a. Plastics, in particular plastics with a glass transition temperature> 65 ° C, metals, such as stainless steel and metal alloys. The heat insulating material may be a single-layered or multi-layered structure comprising two, three or more Layers, own. Preferably, the heat-insulating material has a thermal Guide coefficients <10 W / (m.K), expediently <1 W / (m.K), in particular <0.5 W / (m.K), and most preferably <0.1 W / (m.K). Particularly advantageous results are achieved when the heat and preferably sound-insulating material has three layers is, wherein the middle layer of an insulating material with a thermal Guide coefficient <0.1 W / (m.K) and the outer layers is preferably a metal or a metal alloy, suitably of a metal or a Consist of metal alloy.
Die Größe des Gehäuses ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass der Wickler entweder komplett oder zumindest das Spannfutter mit dem maximalen Durchmesser der Hülse inkl. dem Fadenwickelpaket eingehaust wird. Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, dass ggf zusätzliche Aufspulausrüstung, umfassend vorzugsweise eine Kontaktrolle zum Steuern der Aufspulgeschwindigkeit und vorzugsweise eine Changiervorrichtung, ebenfalls eingehaust wird. Dabei erlaubt diese Mindestgröße des Gehäuses einen fehlerfreien Aufspulprozess eines hochqualitativen Garns. The size of the housing is preferably dimensioned such that the winder either complete or at least the chuck with the maximum diameter of the sleeve incl. the thread winding package is housed. It has also proven to be advantageous that if necessary additional winding equipment, comprising preferably a contact roller for controlling the Winding speed and preferably a traversing device, also housed becomes. This minimum size of the housing allows a faultless winding process of a high quality yarn.
Andererseits ist es ebenfalls vorteilhaft, die Größe des Gehäuses zu minimieren, um Standardarbeitsbedingungen außerhalb des Gehäuses in dem Aufspulraum zu ermöglichen und die Kosten, die bei der Erwärmung des Inneren des Gehäuses entstehen, zu minimieren. Dabei sollte das Gehäuse vorzugsweise die Einführung von Multifilament-Garnen auf einfache Art und Weise, das leichte Abnehmen der Fadenwickelpakete sowie die Herstellung von Fadenwickelpaketen mit hohem Gewicht, vorzugsweise größer 2 kg, insbesondere größer 4 kg, ermöglichen. On the other hand, it is also advantageous to minimize the size of the housing in order to Standard working conditions outside the housing in the Aufspulraum to allow and to minimize the costs associated with heating the interior of the enclosure. there Preferably, the housing should facilitate the introduction of multifilament yarns in a simple manner and way, the easy removal of the filament winding packages and the production of Thread winding packages with high weight, preferably greater than 2 kg, in particular greater than 4 kg, enable.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Wärmebehandlung des Fadenwickelpaketes mittels mindestens einem erwärmten Gas innerhalb des Gehäuses, wobei das Gas (oder die Gase) vorzugsweise durch einen Einlass in das Gehäuse geleitet und vorzugsweise durch einen Auslass aus dem Gehäuse entfernt wird. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass der Einlass und der Auslass derart miteinander verbunden sind, dass das Gas in einem Kreislauf, welcher den Einlass und den Auslass umfasst, zirkuliert werden kann. Das Gas wird aus Sicht der Bewegungsrichtung des Garnes zweckmäßigerweise hinter der Hülse zugeführt und vor der Hülse entfernt. Obwohl das Gas auch innerhalb des Gehäuses erwärmt werden kann, wird es vorzugsweise außerhalb des Gehäuses erwärmt, um eine konstante und gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb des Gehäuses zu gewährleisten. Within the scope of a particularly preferred embodiment of the present invention the heat treatment of the filament winding package by means of at least one heated Gas within the housing, wherein the gas (or gases) preferably through an inlet directed into the housing and preferably removed through an outlet from the housing. It has proved to be particularly advantageous that the inlet and the outlet so connected to each other, that the gas in a circuit, which the inlet and the Outlet includes, can be circulated. The gas is viewed from the direction of movement of the Garnes expediently fed behind the sleeve and removed in front of the sleeve. Even though The gas can also be heated inside the housing, it is preferably outside The housing heats up to ensure a constant and even temperature distribution within to ensure the housing.
Im Rahmen dieser Ausführungsform ist es besonders günstig, die Temperatur innerhalb des Gehäuses mittels mindestens einem Temperaturfühler zu messen und die Temperatur des Gases durch geeignetes Heizen, vorzugsweise außerhalb des Gehäuses, derart anzupassen, dass die Temperatur innerhalb des Gehäuses in den Bereich von > 45°C bis 65°C fällt. Dabei sind der Temperaturfühler und ein Heizelement zum Erwärmen des Gases vorzugsweise derart miteinander verbunden, dass die Temperatur des Gases innerhalb eines vorbestimmten Bereiches, vorzugsweise in einem Bereich von > 45°C bis 65°C gesteuert werden kann. In the context of this embodiment it is particularly favorable to control the temperature within the Housing by means of at least one temperature sensor to measure and the temperature of Gas by suitable heating, preferably outside the housing, that the temperature within the housing falls within the range of> 45 ° C to 65 ° C. there For example, the temperature sensor and a heating element for heating the gas are preferable connected in such a way that the temperature of the gas within a predetermined Range, preferably in a range of> 45 ° C to 65 ° C can be controlled.
Zweckmäßigerweise wird die Temperatur innerhalb des Gehäuses gemessen, mit dem vorbestimmten Wert verglichen und in Abhängigkeit von der Temperaturabweichung die Temperatur des erwärmten Gases in geeigneter Weise angepasst (erhöht, erniedrigt oder beibehalten), so dass die Temperatur innerhalb des Gehäuses in den gewünschten Bereich fällt. Conveniently, the temperature is measured within the housing, with the predetermined value compared and depending on the temperature deviation the Temperature of the heated gas appropriately adjusted (increased, decreased or maintain), so that the temperature within the housing in the desired range falls.
Weiterhin ist es günstig, die Temperatur innerhalb des Gehäuses an mindestens zwei Stellen, aus Sicht der Bewegungsrichtung des Garnes vorzugsweise vor und hinter der Hülse, zu messen, um zu überprüfen und zu gewährleisten, dass die Temperatur innerhalb des Gehäuses konstant ist. Das Auftreten eines Temperaturgradienten sollte durch geeignete Anpassung der Gastemperatur und/oder seiner Strömungsgeschwindigkeit vermieden werden. Furthermore, it is favorable, the temperature within the housing in at least two places, from the viewpoint of the direction of movement of the yarn preferably in front of and behind the sleeve, too Measure to check and ensure that the temperature is within the housing is constant. The occurrence of a temperature gradient should be achieved by appropriate adaptation of the Gas temperature and / or its flow rate can be avoided.
Zum Einführen der Multifilament-Garne vor dem Beginn des Aufspulens weist das Gehäuse vorzugsweise eine Öffnung auf, wobei eine Öffnung in Form eines Schlitzes besonders bevorzugt wird. Der Schlitz ist vorzugsweise derart angeordnet, dass die Multifilament-Garne aus Sicht der Bewegungsrichtung der Garne transversal eingeführt werden können. Vorteilhafterweise wird der Schlitz während dem Aufspulen durch geeignete Mittel teilweise abgedeckt, um das Innere des Gehäuses von seiner Umgebung zu isolieren, so dass ein möglicher Temperaturgradiant innerhalb des Gehäuses bestmöglichst vermieden wird. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt die Abdeckung die Form einer an der Außenseite des Gehäuses befestigten Klappe, die den Schlitz während des Spinn- und Aufspulprozesses teilweise abdecken kann und die zum Einführen der Multifilament-Garne geöffnet werden kann. Dabei weist die Klappe vorzugsweise eine oder mehrer Aussparungen auf, durch welche die Multifilament-Garne in das Gehäuse gelangen können, wenn die Klappe geschlossen ist. Dabei wird die Position und die Größe der einen oder mehreren Aussparungen in geeigneter Weise abhängig von der Changierlänge des Fadenwickelpakets gewählt. To insert the multifilament yarns before the start of the winding, the housing has Preferably, an opening, wherein an opening in the form of a slot particularly is preferred. The slot is preferably arranged such that the multifilament yarns from the perspective of the direction of movement of the yarns can be introduced transversely. Advantageously, the slot partially becomes during winding by suitable means covered to insulate the interior of the housing from its surroundings, leaving a possible Temperaturgradiant is avoided as best as possible within the housing. According to a particularly preferred embodiment of the present invention has the Cover the shape of a flap attached to the outside of the housing, the Slit during the spinning and Aufspulprozesses can partially cover and the Introducing the multifilament yarns can be opened. This is the flap preferably one or more recesses through which the multifilament yarns in the housing can enter when the flap is closed. Thereby the position and the size of one or more recesses suitably dependent on the Traversing length of the filament winding package selected.
Die gemäß dieser Ausführungsform einsetzbare Vorrichtung zum Aufspulen umfasst vorzugsweise eine Changiervorrichtung, um die spezifische Gestalt des Fadenwickelpaketes zu steuern. Dabei ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung von speziellen Changiervorrichtungen beschränkt, im Gegenteil jede bekannte Changiervorrichtung kann eingesetzt werden, solange die Ziele der vorliegenden Erfindung erreicht werden. The rewinding apparatus which can be used according to this embodiment comprises preferably a traversing device to the specific shape of the filament winding package to control. The present invention is not limited to the use of special ones Changiervorrichtungen limited, on the contrary, any known traversing device can be used as long as the objects of the present invention are achieved.
Im Rahmen dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterliegt die Position der Changiervorrichtung keinen Beschränkungen, beispielsweise kann sie außerhalb des Gehäuses, vorzugsweise direkt oberhalb der Öffnung zum Einführen der Multifilament-Garne in das Gehäuse, angeordnet sein, wobei die Öffnung vorzugsweise die Form eines Schlitzes hat, der durch eine Klappe, umfassend eine oder mehrere Aussparungen, abgedeckt werden kann. Dabei verläuft der Schlitz vorzugsweise parallel zu der Hülse. Die Länge der Aussparungsschlitze wird in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der Changierlänge gewählt. In the context of this embodiment of the present invention, the position of the Traversing device no restrictions, for example, it can outside the Housing, preferably directly above the opening for introducing the multifilament yarns in the housing, wherein the opening is preferably in the form of a slot which is covered by a flap comprising one or more recesses can. In this case, the slot preferably runs parallel to the sleeve. The length of the Recess slots is suitably dependent on the traversing length selected.
Dennoch ist die Changiervorrichtung vorzugsweise innerhalb des Gehäuses, aus Sicht der Bewegungsrichtung des Garnes zweckmäßerweise vor der Hülse, auf welcher das Multifilament aufgespult wird, angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, die Größe der Öffnung zu minimieren, so dass das Auftreten eines Temperaturgradienten innerhalb des Gehäuses bestmöglich unterdrückt wird. Auch in diesem Fall besitzt die Öffnung vorzugsweise die Form eines Schlitzes, der durch eine Klappe, umfassend eine oder mehrere Aussparungen, abgedeckt werden kann, wobei der Schlitz vorzugsweise parallel zur Hülse verläuft. Nevertheless, the traversing device is preferably within the housing, from the perspective of Direction of movement of the yarn expediently before the sleeve on which the Multifilament is wound up, arranged. In this way it is possible to change the size of the Minimize opening so that the occurrence of a temperature gradient within the Housing is suppressed as possible. Also in this case owns the opening preferably the shape of a slot defined by a flap comprising one or more Recesses, can be covered, wherein the slot is preferably parallel to the sleeve runs.
Um das Fadenwickelpaket von der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung abzunehmen, kann diese in geeigneter Weise geöffnet werden, wobei es besonders vorteilhaft ist, dass diese Öffnung in Form einer verschließbaren Öffnung bereitgestellt wird, die während des Spinnens und Aufspulens verschlossen werden kann, um eine konstante Temperatur innerhalb des Gehäuses zu gewährleisten. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der verschließbaren Öffnung ist eine Tür, die geöffnet werden kann, um die Multifilament-Garne einzuführen oder das resultierende Fadenwickelpaket abzunehmen und die während des Spinnens und Aufspulens verschlossen werden kann. Dabei ist die verschließbare Öffnung vorzugsweise an der Stirnseite des Gehäuses angeordnet. Eine kurzseitige Öffnung der Tür zur Abnahme der Wickelpakete bei automatischem Wechsel des in Aufspulposition befindlichen Dorns hat sich als unkritisch erwiesen. To the thread winding package of the device according to the present invention it can be opened in a suitable manner, and it is particularly advantageous is that this opening is provided in the form of a closable opening, the can be closed during spinning and reeling to a constant To ensure temperature inside the housing. A particularly preferred Embodiment of the closable opening is a door that can be opened to the Introduce multifilament yarns or remove the resulting Fadenwickelpaket and which can be closed during spinning and winding. It is the closable opening preferably arranged on the front side of the housing. A short-side opening of the door for acceptance of the winding packages with automatic change of the in Aufspulposition located mandrel has proved to be uncritical.
In Fig. 1 wird eine besonders geeignete Ausführungsform der Vorrichtung schematisch dargestellt. Die Vorrichtung 2 zum Aufspulen umfasst ein Gehäuse 4. In der dargestellten Ausführungsform hat das Gehäuse 4 die Form eines Gehäuses mit einer unteren Wand 6, einer oberen Wand 8, zwei Seitenwänden 10, 12, eine vordere Wand 14 und eine Rückwand 16, wobei die obere Wand 8 in Richtung der ankommenden Multifilament-Garne zeigt. Die vordere Wand 14 hat die Funktion einer Tür, d. h. das Gehäuse 4 kann durch die vordere Wand 14 geöffnet oder geschlossen werden. An der Rückwand 16 wird außerhalb des Gehäuses 4 eine Antriebseinheit 18 bereitgestellt. In Fig. 1, a particularly suitable embodiment of the device is shown schematically. The winding-up device 2 comprises a housing 4 . In the illustrated embodiment, the housing 4 is in the form of a housing having a bottom wall 6 , a top wall 8 , two side walls 10 , 12 , a front wall 14, and a rear wall 16 , the top wall 8 facing the incoming multifilament yarns shows. The front wall 14 has the function of a door, ie the housing 4 can be opened or closed by the front wall 14 . On the rear wall 16 , a drive unit 18 is provided outside the housing 4 .
Die obere Wand 8 weist eine Öffnung 20 mit der Form eines Schlitzes auf, welcher sich von der vorderen Wand 14 in Richtung der Rückwand 16 ausdehnt und welcher parallel zu den Seitenwänden 10, 12 verläuft. Dabei wird die Öffnung 20 durch eine Klappe 22 teilweise verdeckt, die Aussparung 24 umfasst, die den Multifilament-Garnen 26 die Möglichkeit bieten, in das Gehäuse 4 durch die Öffnung 20 zu gelangen. Da sich die Öffnung 20 bis zur vorderen Wand 14 erstreckt, können Multifilament-Garne 26 von der Seite des Gehäuses 4 eingeführt werden, wenn die vordere Wand 14 und die Klappe 22 geöffnet sind. The upper wall 8 has an opening 20 in the form of a slot which extends from the front wall 14 towards the rear wall 16 and which is parallel to the side walls 10 , 12 . In this case, the opening 20 is partially covered by a flap 22 , the recess 24 includes that provide the multifilament yarns 26 the opportunity to get into the housing 4 through the opening 20 . Since the opening 20 extends to the front wall 14 , multifilament yarns 26 can be inserted from the side of the housing 4 when the front wall 14 and the flap 22 are opened.
In der Bewegungsrichtung des Multifilament-Garnes 26, die durch den Pfeil A in Fig. 1 dar gestellt wird, ist hinter der Öffnung 20 eine Changiereinheit 28 innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet. Die Changiereinheit 28 ist verbunden mit und wird angetrieben durch die Antriebseinheit 18 auf der Rückwand 16. Aus Sicht der Bewegungsrichtung A der Multifilament-Garne 26 sind beispielhaft vier Hülsen 30 auf dem Spannfutter einer rotierbaren Spindel aufgespannt, die hinter der Changiereinheit 28 innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet ist. Die Spindel ist mit der Antriebseinheit 18 derart verbunden, dass die Spindel und die Hülsen 30, die auf der Spindel aufgespannt sind, entlang ihrer Achse während des Betriebs der Antriebseinheit 18 rotiert werden können. In the direction of movement of the multifilament yarn 26 , which is provided by the arrow A in Fig. 1 represents, behind the opening 20 a traversing unit 28 is disposed within the housing 4 . The traversing unit 28 is connected to and driven by the drive unit 18 on the rear wall 16 . From the perspective of the direction of movement A of the multifilament yarns 26 , four sleeves 30 are clamped on the chuck of a rotatable spindle by way of example, which is arranged behind the traversing unit 28 within the housing 4 . The spindle is connected to the drive unit 18 such that the spindle and the sleeves 30 which are clamped on the spindle can be rotated along its axis during operation of the drive unit 18 .
Innerhalb des Gehäuses 4 sind zwei Temperaturfühler 32 angeordnet, um die Temperatur innerhalb des Gehäuses zu messen und den Wärmefluss zu steuern, wobei aus Sicht der Bewegungsrichtung A der Multifilament-Garne 26 der eine Sensor 32 hinter der Hülse 30 und der andere Sensor vor der Hülse 30 angeordnet ist. Within the housing 4 , two temperature sensors 32 are arranged to measure the temperature within the housing and control the heat flow, wherein from the viewpoint of the direction of movement A of the multifilament yarns 26 of a sensor 32 behind the sleeve 30 and the other sensor in front of the sleeve 30 is arranged.
Das Gehäuse 4 umfasst weiterhin einen Auslass 34, welcher in der oberen Wand 8 angeordnet ist, und einen Einlass 36, welcher in der Rückwand 16 angeordnet ist. D. h. aus Sicht der Bewegungsrichtung A der Multifilament-Garne 26 ist der Auslass 34 vor der Hülse 30 und der Einlass 36 hinter der Hülse 30 angeordnet. Der Auslass 34 kann ggf. mit einer Heiz- und Gebläseeinheit 38 über einen Kreislauf 40, der durch eine gestrichelte Linie in Fig. 1 dargestellt wird, verbunden sein, um das erwärmte Gas zu zirkulieren und die Verfahrenskosten zu minimieren. Der Einlass 36 ist mit der Heiz- und Gebläseeinheit 38 über den Kreislauf 42 verbunden. Die Heiz- und Gebläseeinheit 38 erwärmt das Gas, beispielsweise Luft, und bläst das Gas in die Richtung, die durch den Pfeil B in Fig. 1 angedeutet wird, so dass das Gas durch das Gehäuse 4 zirkuliert wird. Die Temperatur in dem Bereich, in welchem die Hülse angeordnet ist, kann durch Steuerung der Einstellparameter der Heiz- und Gebläseeinheit 38 anhand der Werte, die durch die Sensoren 32 gemessen werden, gesteuert werden. The housing 4 further includes an outlet 34 disposed in the top wall 8 and an inlet 36 disposed in the rear wall 16 . Ie. from the viewpoint of the direction of movement A of the multifilament yarns 26 , the outlet 34 is arranged in front of the sleeve 30 and the inlet 36 behind the sleeve 30 . The outlet 34 may optionally be connected to a heating and blowing unit 38 via a circuit 40 , shown by a dashed line in Fig. 1, to circulate the heated gas and minimize the process cost. The inlet 36 is connected to the heating and blowing unit 38 via the circuit 42 . The heating and blowing unit 38 heats the gas, such as air, and blows the gas in the direction indicated by the arrow B in FIG. 1, so that the gas is circulated through the housing 4 . The temperature in the region in which the sleeve is located may be controlled by controlling the setting parameters of the heating and blowing unit 38 based on the values measured by the sensors 32 .
Im Folgenden wird der Betrieb der zuvor beschriebenen Vorrichtung 2 beschrieben. Zunächst müssen die Multifilament-Garne 26, vorzugsweise mittels einer pneumatischen Fadenansaugpistole, auf den Hülsen fixiert werden, die auf dem Spannfutter 30 aufgespannt sind. Aus diesem Grund müssen die vordere Wand 14 und die Klappe 22 geöffnet werden, so dass die Multifilament-Garne 26 in die schlitzartige Öffnung 20 eingeführt werden können. Nach dem Einführen der Multifilament-Garne 26 in die Öffnung 20 und dem Starten des von der Wicklersteuerung auszuführenden Fadenanlegevorganges können die vordere Wand 14 und die Klappe 22 wieder geschlossen werden, so dass jedes Multifilament-Garn durch seine separate Aussparung 24 der Klappe läuft. Die auf die Hülsen 30 auflaufenden Garne bilden unter der Wirkung der Fadenchangierung die Fadenwickelpakete 44. Während des Aufspulens der Multifilament-Garne 26 wird ein erwärmtes Gas in das Gehäuse 4 durch den Einlass 36 geleitet, um das Gehäuse und die Fadenwickelpakete 44 auf den Hülsen 30 zu erwärmen. Das erwärmte Gas wird über den Auslass 34 der Heiz- und Gebläseeinheit 38 zugeführt, um auf diese Weise eine vorgewählte Temperatur für die Fadenwickelpakete 44 und die Multifilamente 26 zu erreichen. The operation of the above-described device 2 will be described below. First, the multifilament yarns 26 , preferably by means of a pneumatic Fadenansaugpistole to be fixed on the sleeves, which are clamped on the chuck 30 . For this reason, the front wall 14 and the flap 22 must be opened so that the multifilament yarns 26 can be inserted into the slit-like opening 20 . After inserting the multifilament yarns 26 into the opening 20 and starting the yarn feeding operation to be performed by the winder control, the front wall 14 and the flap 22 can be closed again so that each multifilament yarn passes through its separate recess 24 of the flap. The running on the sleeves 30 yarns form the Fadenwickelpakete 44 under the effect of Fadenchangierung. During the winding of the multifilament yarns 26 , a heated gas is directed into the housing 4 through the inlet 36 to heat the housing and filament packages 44 on the sleeves 30 . The heated gas is supplied via the outlet 34 of the heating and blowing unit 38 so as to reach a preselected temperature for the filament winding packages 44 and the multifilaments 26 .
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erlaubt die Herstellung von Fadenwickelpaketen 44 auf den Hülsen 30 mit einer käseartigen Gestalt, wie sie schematisch in Fig. 2 dargestellt wird. Ein Schrumpfen und eine Deformation der Fadenwickelpakete 44 während der Lagerung oder ein Festschrumpfen dergestalt, dass das Fadenwickelpaket nicht mehr von dem Spannfutter abgenommen werden kann, sowie die Ausbildung von einem Sattel 50 mit harten Kanten 52, wie dies schematisch in Fig. 3 dargestellt wird, wird nicht mehr beobachtet. Es treten daher keine Abspulprobleme während der Weiterverarbeitung der Fadenwickelpakete auf. Dabei weisen die Polyesterfadenwickelpakete, die gemäß dem vorliegenden Verfahren erhältlich sind, eine verbesserte Langzeitlagerstabilität auf, und sie sind gegenüber erhöhten Temperaturen während der Lagerung und des Transportes insensitiv. Insbesondere behalten sie ihre vorteilhaften Eigenschaften und ihre käseartige Gestalt selbst bei einer Lagerung für eine längere Zeitperiode, wie beispielsweise 4 Wochen. The method of the present invention allows the production of filament winding packages 44 on the sleeves 30 having a cheese-like shape, as schematically illustrated in FIG . Shrinking and deformation of the filament winding packages 44 during storage or shrinkage such that the filament winding package can no longer be removed from the collet and the formation of a saddle 50 with hard edges 52 , as shown schematically in FIG. is no longer observed. There are therefore no Abspulprobleme during further processing of the filament winding packages. The polyester yarn package packages obtainable by the present process have improved long-term storage stability and are insensitive to elevated temperatures during storage and transportation. In particular, they retain their advantageous properties and their cheese-like shape even when stored for a longer period of time, such as 4 weeks.
Das erfindungsgemäß erhältliche Polyester-Multifilament-Garn weist nach 4 Wochen
Lagerung bei Normalbedingungen
- a) eine Reißdehnung zwischen > 60% und 165%, vorzugsweise zwischen 75 und 145%
- b) einen Kochschrumpf von 0 bis 10%,
- c) einen Normal-Uster unterhalb von 1,1%, vorzugsweise ≤ 0,9%,
- d) einen Variationskoeffizienten der Reißlast ≤ 4,5%, und
- e) einen Variationskoeffizienten der Reißdehnung ≤ 4,5%, auf.
- a) an elongation at break between> 60% and 165%, preferably between 75 and 145%
- b) a boiling shrinkage of 0 to 10%,
- c) a normal Uster below 1.1%, preferably ≤ 0.9%,
- d) a coefficient of variation of the breaking load ≤ 4.5%, and
- e) a coefficient of variation of the elongation at break ≤ 4.5%, on.
Dabei ist der Begriff "Normalbedingungen" dem Fachmann bekannt und über die Norm DIN 53802 definiert. Unter "Normalbedingungen" gemäß DIN 53802 beträgt die Temperatur 20 ± 2°C und die relative Feuchte 65 ± 2%. The term "normal conditions" is known to the person skilled in the art and is based on the DIN standard 53802 defined. Under "normal conditions" according to DIN 53802 the temperature is 20 ± 2 ° C and the relative humidity 65 ± 2%.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es darüber hinaus besonders vorteilhaft, dass der Kochschrumpf direkt nach dem Aufspulen gemessen zwischen 0 bis 10% liegt und sich nach 4 Wochen Lagerung bei Normalbedingungen um weniger als 2% abs. erniedrigt. Bei Transportbedingungen bis 65°C kann sich der Kochschrumpf naturgemäß nur noch um maximal 10% abs. erniedrigen. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass derart hergestellte POY-Spulen sich hervorragend weiterverarbeiten lassen, wobei höhere Verstreckverhältnisse im Vergleich zum Spinnen ohne Dehnungserhöhungsmittel angewendet werden können und das verstreckte oder strecktexturierte Garn eine hohe Festigkeit und eine gleichmäßige Anfärbung aufweist. Dabei kann das positive Verhältnis von hoher Dehnung und niedrigem Kochschrumpf im POY nur durch das erfindungsgemäße Verfahren der Wärmebehandlung bei vergleichsweise hohen Verweilzeiten, die weit oberhalb derer von Filamentbehandlungsmethoden z. B. mittels Galetten oder Heizschienen allein liegen und relativ niedrigen Temperaturen erhalten werden. In the context of the present invention, it is also particularly advantageous that the Cooking shrinkage measured immediately after coiling is between 0 to 10% and after 4 weeks storage under normal conditions by less than 2% abs. decreased. at Transport conditions up to 65 ° C, the cooking shrink can of course only to maximum 10% abs. humiliate. Surprisingly, it has been found that such produced POY bobbins can be superbly processed, with higher draw ratios can be used in comparison to spiders without an expansion agent and the drawn or stretch-textured yarn has high strength and uniformity Staining has. The positive ratio of high elongation and low Cooking shrinkage in the POY only by the inventive method of heat treatment at comparatively high residence times that are far above those of Filament treatment methods z. B. by means of godets or heating rails alone and relatively low temperatures are obtained.
Verfahren zur Bestimmung der angegebenen Materialkenngrößen sind dem Fachmann bestens
bekannt. Sie können der Fachliteratur entnommen werden. Obwohl die meisten Parameter auf
unterschiedliche Art und Weise ermittelt werden können haben sich im Rahmen der
vorliegenden Erfindung die nachfolgenden Methoden zur Bestimmung der Filament-
Kenngrößen als besonders zweckmäßig erwiesen:
Die intrinsische Viskosität wird im Kapillarviskosimeter der Firma Ubbelohde bei 25°C
gemessen und nach bekannter Formel berechnet. Als Lösungsmittel wird ein Gemisch aus
Phenol/1,2-Dichlorbenzol im Gewichtsverhältnis 3 : 2 verwendet. Die Konzentration der
Lösung beträgt 0,5 g Polyester auf 100 ml Lösung.
Methods for determining the specified material parameters are well known to the skilled person. They can be taken from the specialist literature. Although most parameters can be determined in different ways, the following methods for determining the filament characteristics have proved to be particularly useful in the context of the present invention:
The intrinsic viscosity is measured in a capillary viscometer from Ubbelohde at 25 ° C. and calculated according to a known formula. The solvent used is a mixture of phenol / 1,2-dichlorobenzene in a weight ratio of 3: 2. The concentration of the solution is 0.5 g of polyester per 100 ml of solution.
Zur Ermittlung des Schmelzpunktes, der Kristallisations- und der Glastemperatur wird ein Kalorimeter-DSC-Gerät der Firma Mettler verwendet. Dabei wird die Probe zunächst bis 280°C erwärmt und aufgeschmolzen und danach abgeschreckt. Die DSC-Messung erfolgt im Bereich von 20°C bis 280°C mit einer Heizrate von 10 K/min. Die Temperaturgrößen werden durch den Prozessor ermittelt. To determine the melting point, the crystallization and the glass transition temperature is a Calorimeter DSC device from Mettler used. The sample is first until Heated to 280 ° C and melted and then quenched. The DSC measurement takes place in Range from 20 ° C to 280 ° C with a heating rate of 10 K / min. The temperature variables become determined by the processor.
Die Bestimmung der Dichte von Multifilamenten erfolgt in einer Dichte-Gradienten-Säule bei einer Temperatur von 23 ± 0,1°C. Als Reagenz werden n-Heptan (C7H16) und Tetrachlormethan (CCl4) verwendet. Das Ergebnis der Dichtemessung kann zur Berechnung des Kristallinitätsgrades verwendet werden, indem man die Dichte des amorphen Polyesters Da und die Dichte des kristallinen Polyesters Dk zugrunde legt. Die entsprechende Berechnung ist literaturbekannt, beispielsweise gilt für PTMT Da = 1,295 g/cm3 und Dk = 1,429 g/cm3. The density of multifilaments is determined in a density-gradient column at a temperature of 23 ± 0.1 ° C. The reagent used is n-heptane (C 7 H 16 ) and tetrachloromethane (CCl 4 ). The result of the density measurement can be used to calculate the degree of crystallinity by taking the density of the amorphous polyester D a and the density of the crystalline polyester D k as a basis. The corresponding calculation is known from the literature, for example for PTMT D a = 1.295 g / cm 3 and D k = 1.429 g / cm 3 .
Der Titer wird mit einer Präzisionsweife und einer Wägeeinrichtung in bekannter Weise ermittelt. Dabei beträgt die Vorspannung zweckmäßigerweise für vororientierte Filamente (POYs) 0,05 cN/dtex und für texturiertes Garn (DTY) 0,2 cN/dtex. The titer is determined with precision and a weighing device in a known manner determined. The bias is expediently for preoriented filaments (POYs) 0.05 cN / dtex and for textured yarn (DTY) 0.2 cN / dtex.
Die Reißfestigkeit und die Reißdehnung werden in einem Statimat-Meßgerät bei folgenden Bedingungen ermittelt; die Einspannlänge beträgt 200 mm für POY bzw. 500 mm für DTY, die Messgeschwindigkeit beträgt 2000 mm/min für POY bzw. 1500 mm/min für DTY, die Vorspannung beträgt 0,05 cN/dtex für POY bzw. 0,2 cN/dtex für DTY. Durch Division der Werte für die maximale Reißlast durch den Titer wird die Reißfestigkeit bestimmt, und die Reißdehnung wird bei maximaler Last ausgewertet. Tear strength and elongation at break are measured in a Statimat meter at the following Conditions determined; the clamping length is 200 mm for POY or 500 mm for DTY, the measuring speed is 2000 mm / min for POY or 1500 mm / min for DTY, the Bias is 0.05 cN / dtex for POY or 0.2 cN / dtex for DTY. By dividing the Maximum tearing load values are determined by the titer, and the Tear Resistance Elongation at break is evaluated at maximum load.
Zur Bestimmung des Kochschrumpfes werden Stränge von Multifilamenten spannungslos in Wasser bei 95 ± 1°C für 10 ± 1 min behandelt. Die Stränge werden mittels einer Weife mit einer Vorspannung von 0,05 cN/dtex für POY bzw. 0,2 cN/dtex für DTY hergestellt; die Längenmessung der Stränge vor und nach der Temperaturbehandlung erfolgt bei 0,2 cN/dtex. Aus dem Längenunterschied wird in bekannter Weise der Kochschrumpf berechnet. To determine the boiling shrinkage strands of multifilaments are tensionless in Water treated at 95 ± 1 ° C for 10 ± 1 min. The strands are by means of a Weife with a bias of 0.05 cN / dtex for POY or 0.2 cN / dtex for DTY produced; the Length measurement of the strands before and after the temperature treatment takes place at 0.2 cN / dtex. From the difference in length, the boiling shrinkage is calculated in a known manner.
Die Kräuselkennwerte der texturierten Multifilamente werden nach DIN 53840, Teil 1 mit dem Texturmaten der Firma Stein/D bei 120°C Entwicklungstemperatur gemessen. The crimp characteristics of the textured multifilaments are measured according to DIN 53840, Part 1 with the texturates of the company Stein / D at 120 ° C. development temperature.
Die Normal-Usterwerte werden mit dem Uster-Tester 4-CX ermittelt und als Uster-%-Werte angegeben. Dabei beträgt bei einer Prüfgeschwindigkeit von 100 m/min die Prüfzeit 2,5 min. The normal Uster values are determined with the Uster tester 4-CX and as Uster% values specified. At a test speed of 100 m / min, the test time is 2.5 min.
Das theoretisch berechnete maximal anzuwendende Verstreckverhältnis (Beispiel 1-3) wird auf Grund der Zugabe des Dehnungserhöhungsadditives bei höheren Spinngeschwindigkeiten als ohne Additiv erhalten, was ökonomisch einen Kapazitätsvorteil bedeutet. Es liegt zwischen 1,6 und 2,65, vorzugsweise zwischen 1,75 und 2,45. The theoretically calculated maximum draw ratio to be used (Example 1-3) becomes due to the addition of the elongation enhancement additive at higher spinning speeds as without additive, which economically means a capacity advantage. It is between 1.6 and 2.65, preferably between 1.75 and 2.45.
Das erfindungsgemäße Polyestermultifilament-Garn kann auf einfache Art und Weise weiterverarbeitet, insbesondere strecktexturiert werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfolgt die Strecktexturierung vorzugsweise bei einer Texturiergeschwindigkeit von mindestens 500 m/min, besonders bevorzugt bei einer Texturiergeschwindigkeit von mindestens 700 m/min. Das Verstreckverhältnis ist vorzugsweise mindestens 1 : 1,35, insbesondere mindestens 1 : 1,40. Dabei hat sich die Strecktexturierung auf einer Maschine vom Hochtemperatur-Heizer-Typ, wie beispielsweise die AFK der Firma Barmag, als besonders zweckmäßig erwiesen. The polyester multifilament yarn of the present invention can be easily prepared further processed, in particular stretch texturized. In the context of the present In the present invention, draw texturing is preferably performed at a texturing speed of at least 500 m / min, more preferably at a texturing speed of at least 700 m / min. The draw ratio is preferably at least 1: 1.35, in particular at least 1: 1.40. Here, the stretch texturing on a machine from the high-temperature heater type, such as the AFK from Barmag, as particularly useful.
Die derart hergestellten bauschigen Filamente weisen eine geringe Anzahl an Flusen und nach dem Anfärben unter Kochbedingungen mit einem Dispersionfarbstoff ohne Carrier eine exzellente Farbtiefe und Farbgleichmäßigkeit auf. The bulky filaments thus produced have a low number of lint and after the dyeing under cooking conditions with a dispersion dye without a carrier excellent color depth and color uniformity.
Erfindungsgemäß hergestellte bauschige SET-Filamente besitzen vorzugsweise eine Reißfestigkeit von mehr als 20 cN/tex und eine Reißdehnung von mehr als 32%. Bei bauschigen HE-Filamenten, die ohne Temperaturanwendung in einem zweiten Heizer erhältlich sind, beträgt die Reißfestigkeit vorzugsweise mehr als 20 cN/tex und die Reißdehnung mehr als 30%. Bulky SET filaments produced according to the invention preferably have a Tear strength of more than 20 cN / tex and an elongation at break of more than 32%. at bulky HE filaments, which without temperature application in a second heater are available, the tear strength is preferably more than 20 cN / tex and the Elongation at break more than 30%.
Das Bausch- und Elastizitätsverhalten der erfindungsgemäßen Multifilamente ist hervorragend. The bulking and elasticity behavior of the multifilaments according to the invention is outstanding.
Nachfolgend wird die Erfindung durch Beispiele eingehender erläutert, ohne dass die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt werden soll. The invention will be explained in more detail by examples, without the Invention should be limited to these examples.
PTMT-Chips mit einer intrinsischen Viskosität von 0,93 dl/g, einer Schmelzeviskosität von 325 Pas (gemessen bei 2,4 Hz und 255°C), einem Schmelzpunkt von 227°C, einer Kristallisationstemperatur von 72°C und einer Glasübergangstemperatur von 45°C wurden bei einer Temperatur von 130°C in einem Taumeltrockner auf einen Wassergehalt von 11 ppm getrocknet. PTMT chips with an intrinsic viscosity of 0.93 dl / g, a melt viscosity of 325 Pas (measured at 2.4 Hz and 255 ° C), a melting point of 227 ° C, a Crystallization temperature of 72 ° C and a glass transition temperature of 45 ° C were at a temperature of 130 ° C in a tumble dryer to a water content of 11 ppm dried.
Die Chips wurden in einem 3E4-Extruder der Firma Barmag aufgeschmolzen, so dass die Temperatur der Schmelze 255°C betrug. Dieser Schmelze wurden verschiedene Mengen an Polymethylmethacrylat des Handelstyps Plexiglas 7 N der Firma Röhm GmbH/D als Dehnungserhöhungsadditiv hinzugefügt, welches zuvor auf eine Restfeuchte von weniger als 0,1% getrocknet wurde. The chips were melted in a Barmag 3E4 extruder so that the temperature of the melt was 255 ° C. To this melt, Rohm GmbH / D added various amounts of commercial type polymethyl methacrylate Plexiglas 7N as a strain increasing additive which was dried to a residual moisture content of less than 0.1% before.
Das Additiv-Polymer wurde hierzu mittels eines Aufschmelzextruders aufgeschmolzen und mit einer Zahnraddosierpumpe der Einspeiseeinrichtung zugeführt und dort durch eine Injektionsdüse in Flußrichtung der Polyesterkomponente zugeführt. In einem statischen Mischer der Fa. Sulzer, Typ SMX mit 15 Elementen und einem Innendurchmesser von 15 mm wurden beide Schmelzen homogen miteinander vermischt und fein dispergiert. For this purpose, the additive polymer was melted by means of a melting extruder and fed with a Zahnraddosierpumpe the feeder and there by a Injection nozzle fed in the flow direction of the polyester component. In a static Mixer from Sulzer, type SMX with 15 elements and an internal diameter of 15 mm Both melts were homogeneously mixed together and finely dispersed.
Die Schmelzeviskosität vom Typ Plexiglas 7 N betrug 810 Pas (2,4 Hz, 255°C), womit das Verhältnis aus Additiv- und Polyesterschmelzeviskosität 2,5 : 1 betrug. The melt viscosity of the type Plexiglas 7 N was 810 Pas (2.4 Hz, 255 ° C), whereby the ratio of additive and polyester melt viscosity was 2.5: 1.
Die transportierte Schmelzemenge betrug 63 g/min bei einer Verweilzeit von 6 min. die von der Spinnpumpe dem Düsenpaket zudosierte Menge wurde derart eingestellt, dass der POY- Titer etwa 102 dtex betrug. Es wurden verschiedene Aufspulgeschwindigkeiten eingestellt. Nach der Spinnpumpe vor Eintritt in das Düsenpaket war ein Element statischer Mischer, Typ HD-CSE mit 10 mm Innendurchmesser der Firma Fluitec installiert. Die Begleitheizungen von Produktleitung und Spinnblock, der die Pumpe und das Düsenpaket enthielt, waren auf 255°C eingestellt. Das Düsenpaket enthielt als Filtermedien Stahlsand der Körnung 350-500 µm mit einer Höhe von 30 mm sowie einen 20 µm Vlies- und einen 40 µm Gewebefilter. Die Schmelze wurde durch eine Düsenplatte von 80 mm Durchmesser und 34 Löchern mit einem Durchmesser von 0,25 mm und einer Länge von 1,0 mm extrudiert. Der Düsendruck betrug etwa 120-140 bar. The transported amount of melt was 63 g / min with a residence time of 6 min. the of the amount added to the spin pack pump was set in such a way that the POY Titer about 102 dtex was. Different take-up speeds were set. After the spin pump before entering the nozzle pack, one element was a static mixer, type HD-CSE with 10 mm inner diameter of Fluitec installed. The heat tracing Product line and spinner block containing the pump and nozzle package were on 255 ° C set. The nozzle package contained steel sand with a grain size of 350-500 μm as filter media with a height of 30 mm as well as a 20 μm fleece and a 40 μm mesh filter. The Melt was through a nozzle plate of 80 mm diameter and 34 holes with a Diameter of 0.25 mm and a length of 1.0 mm extruded. The nozzle pressure was about 120-140 bar.
Die Abkühlungsverzögerungszone hatte eine Länge von 100 mm, wobei 30 mm beheizte Wandung und 70 mm Isolation und unbeheizter Rahmen waren. Die Schmelzefäden wurden daran anschließend in einem Blasschacht mit Querstromanblasung einer Blaslänge von 1500 mm abgekühlt. Die Kühlluft hatte eine Geschwindigkeit von 0,35 m/sec, eine Temperatur von 18°C und eine relative Feuchte von 80%. Der Erstarrungspunkt der Filamente lag in einem Abstand von etwa 800 mm unterhalb der Spinndüse. The cooling delay zone had a length of 100 mm, with 30 mm heated Wall and 70 mm insulation and unheated frame were. The melt threads were then in a blower with cross-flow blowing a blow length of 1500 mm cooled. The cooling air had a speed of 0.35 m / sec, a temperature of 18 ° C and a relative humidity of 80%. The solidification point of the filaments was in one Distance of about 800 mm below the spinneret.
Mit Hilfe eines Fadenölers in einem Abstand von 1050 mm von der Düse wurden die Fäden mit Spinnpräparation versehen und gebündelt. Der Öler war mit einer TriboFil-Oberfläche ausgeführt und hatte eine Zulauföffnung von 1 mm Durchmesser. Die aufgetragene Präparationsmenge betrug 0,40% bezogen auf das Fadengewicht. With the help of a thread oiler at a distance of 1050 mm from the nozzle were the threads provided with spin finish and bundled. The oiler was with a TriboFil surface and had an inlet opening of 1 mm in diameter. The applied Preparation amount was 0.40% based on the thread weight.
Der gebündelte Multifilament-Faden wurde dann der Aufspulmaschine zugeführt. Der Abstand zwischen Öler und erster Abzugsgalette betrug 3,2 m. Die Konditionierzeit lag zwischen 95 und 140 ms. Ein Galettenpaar wurde vom Faden S-förmig umschlungen. Zwischen den Galetten war eine Temco-Entanglingdüse installiert, die mit einem Luftdruck von 1,5 bar betrieben wurde. Entsprechend der Geschwindigkeitseinstellung wurde die Aufspulgeschwindigkeit des Wicklers vom Typ SW6 der Firma Barmag derart eingestellt, dass die Aufspulfadenspannung etwa 6 cN betrug. Der Wickler war in einer Box installiert, in die Luft aus einem Lufterhitzer und mittels eines Gebläses eingeleitet wurde und die derart geregelt wurde, dass sich im Innern der Box ca 20 cm vom laufenden Spulpaket entfernt eine Temperatur von 63°C mit einer Schwankung von +/-1,5°C einstellte. The bundled multifilament yarn was then fed to the winding machine. Of the Distance between oiler and first withdrawal godet was 3.2 m. The conditioning time was between 95 and 140 ms. A pair of godets was looped in a S-shape by the thread. Between the godets, a Temco Entanglingdüse was installed, with an air pressure of 1.5 bar was operated. According to the speed setting, the Winding speed of the type SW6 winder of the company Barmag adjusted in such a way, the take-up load tension was about 6 cN. The winder was installed in a box, in the air was introduced from an air heater and by means of a blower and the like was regulated that in the inside of the box about 20 cm from the current Spulpaket removed a Temperature of 63 ° C with a variation of +/- 1.5 ° C.
Für alle Additiv-Zugabemengen wurde eine signifikante Erhöhung der Produktivität erzielt. Es wurden 10 kg-Spulen hergestellt, die sich problemlos vom Spuldorn abnehmen ließen. Die POY-Garne zeichnen sich durch eine gute zeitliche Konstanz der Garneigenschaften über die Lagerzeit von 4 Wochen bei Normalklima gemäß DIN 53802 aus. Die Kochschrumpfwerte wurde direkt nach dem Spinnen und Aufspulen im Bereich von 5 bis 8% ermittelt und lagen weniger als 2% abs. höher als diejenigen der gelagerten Spulen. Die Texturierbarkeit und die erzielte Anfärbegleichmäßigkeit waren hervorragend. Das maximal anzuwendende Verstreckungsverhältnis war überraschend hoch für die angewendeten POY- Geschwindigkeiten. Als maximal anzuwendenes Verstreckverhältnis (VV) haben wir uns an die Definition in EPS 0 080 274, Seite 6, Zeile 51, gehalten: W = (1 + POYDehnung(% )/100). Zur Simulierung eines Transportes wurden Spulen dieser Einstellungen in einer Wärmekammer 20 Stunden einer Temperatur von 60°C ausgesetzt. Die Spulengestalt sowie die textilen Kenndaten änderten sich nur unwesentlich. For all additive addition levels, a significant increase in productivity was achieved. There were 10 kg coils produced, which could be easily removed from the spool. The POY yarns are characterized by a good consistency over time of the yarn properties over the storage period of 4 weeks under normal conditions according to DIN 53802. The boiling shrinkage values were found to be in the range of 5 to 8% immediately after spinning and coiling, and were less than 2% abs. higher than those of the stored coils. The texturability and the staining uniformity achieved were excellent. The maximum draw ratio used was surprisingly high for the POY rates used. As the maximum draw ratio (VV) we have followed the definition in EPS 0 080 274, page 6, line 51 : W = (1 + POY stretch (%) / 100). To simulate a transport, coils of these settings were exposed in a heat chamber to a temperature of 60 ° C for 20 hours. The coil shape and the textile characteristics changed only insignificantly.
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren mit folgenden Unterschieden. Das Additivdosiersystem wurde von der Produktleitung abgetrennt, so dass kein Dehnungserhöhungsmittel eingespeist wurde. Weiterhin wurde die Wicklerbox entfernt und in der Umgebung des Wickelpaketes stellte sich bei einer Raumtemperatur von 24°C eine Temperatur von 34°C an derselben Meßstelle ein. The procedure was as in Example 1 with the following differences. The additive dosing system was separated from the product line so that no strain enhancer was fed has been. Furthermore, the Wicklerbox was removed and in the vicinity of the winding package was at a room temperature of 24 ° C, a temperature of 34 ° C at the same Measuring point.
Auf Grund des fehlenden Dehnungserhöhungsmittels wird eine niedrigere Dehnung im Vergleich zu Beispiel 1 und damit ein niedrigeres maximales W erhalten. Die Kapazität und damit die Wirtschaftlichkeit der Spinnstelle reduziert sich entsprechend. Die ungenügende Wärmebehandlung des Fadenwickels führt zu einem Kochschrumpf von ca 53%, der sich nach der Lagerung um 9% abs. auf 44% erniedrigt. Eine dann folgende 60°C-Behandlung wie oben reduziert den Kochschrumpf um etwa 40% abs. Due to the lack of strain-increasing agent, a lower elongation in the Compared to Example 1 and thus obtain a lower maximum W. The capacity and so that the economy of the spinning station is reduced accordingly. The insufficient Heat treatment of the filament winding leads to a boiling shrinkage of about 53%, which is after storage by 9% abs. lowered to 44%. A subsequent 60 ° C treatment as above reduces boiling shrinkage by about 40% abs.
Die weiteren Parameter und Kenndaten sind in den Tabellen 1 bis 4 zusammengestellt.
Tabelle 1
Versuchsparameter
Tabelle 1
Versuchsparameter (Fortsetzung!)
Tabelle 2
Materialeigenschaften der vororientierten PTMT-Filamente1
Tabelle 2
Materialeigenschaften der vororientierten PTMT-Filamente1
The other parameters and characteristics are summarized in Tables 1 to 4. Table 1 Experimental parameters
Table 1 Experimental parameters (continued!)
Table 2 Material properties of preoriented PTMT filaments 1
Table 2 Material properties of preoriented PTMT filaments 1
Die PTMT-Filament-Spulen der Beispiele 1 und 2 wurden vier Wochen in Normal-Klima gemäß DIN 53802 gelagert und dann einer Strecktexturiermaschine der Firma Barmag, Typ FK6-S-900, vorgelegt. Die Versuchsparameter der Strecktexturierung zur Herstellung sogenannter SET-Filamente sind in Tabelle 3, die Materialeigenschaften der resultierenden bauschigen SET-Filamente sind in Tabelle 4 zusammengefaßt. The PTMT filament coils of Examples 1 and 2 were four weeks in normal climate stored according to DIN 53802 and then a draw texturing machine of the company Barmag, type FK6-S-900, submitted. The experimental parameters of stretch texturing for the production so-called SET filaments are in Table 3, the material properties of the resulting bulky SET filaments are summarized in Table 4.
Die Texturierfehler wurden mittels UNITENS der Fima Barmag erfaßt bei folgenden
Grenzwerteinstellungen: UP/LP = 3,0 cN, UM/LM = 6,0 cN.
Tabelle 3
Versuchsparameter der Strecktexturierung
Tabelle 4
Materialeigenschaften der strecktexturierten Filamente
The texturing errors were detected by UNITENS of the Fima Barmag at the following limit settings: UP / LP = 3.0 cN, UM / LM = 6.0 cN. Table 3 Experimental parameters of stretch texturing
Table 4 Material properties of the stretch-textured filaments
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