DE2352570A1

DE2352570A1 - Verfahren zur herstellung eines polyaethylen-2,6-naphthalat-garns mit grosser zaehigkeit

Info

Publication number: DE2352570A1
Application number: DE19732352570
Authority: DE
Inventors: Yoshio Fujiwara; Isao Hamana; Shiro Kumakawa
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1973-10-19
Filing date: 1973-10-19
Publication date: 1975-04-30
Also published as: DE2352570B2; GB1445464A; FR2271315B1; FR2271315A1

Description

Teijin Limited, Osaka, Japan-Verfahren zur Herstellung eines Polyäthylen-g/e-naphthalat-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Naphthalat-Polyestergarns und insbesondere ein Verfahren zur wirtschaftlichen Herstellung eines Naphthalat-Polyestergarns mit ausgezeichneten mechanischen und thermischen Eigenschaften bei einer guten Verfahrensdurchführbarkeit, wobei die Wärmebehandlung und das mehrstufige Verstrecken auf ein Gesamtreckverhältnis von mindestens dem 5,5fachen (5,5X) eines nicht verstreckten Garns von Polyäthylen-2,6-naphthalat mit einer Eigenviskosität (= Intrinsic Viskosität) von mindestens 0,45 gemeinsam durchgeführtwerden.

In der Vergangenheit wurde versucht, ein Naphthalat-Polyestergarn mit ausgezeichneten mechanischen und thermischen Eigenschaften durch ein mehrstufiges Verstrecken nach der Nadelbrettmethode (pin-plate method) eines nicht verstreckten Garns aus Polyäthylen-2,6-naphthalat mit mindestens 95 MoI^ Äthylen-2,6-naphthalateinheiten und einer Eigenviskosität von minde-

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stens 0,5 herzustellen. Beispielsweise wird in der US-Patentschrift 3 616 832 ein Polyäthylen-2,6-naphthalatgarn mit einer hohen Festigkeit, einem hohen Young-Modul und einer guten thermischen Widerstandsfähigkeit beschrieben, das durch Verstrecken des vorstehenden,nicht verstreckten Garnes in zwei oder drei Stufen nach der Nadelbrettmethode hergestellt wird.

Jedoch war es bei dieser Methode schwierig, den Reckpunkt zu fixieren, auch war die Gleichmässigkeit der Verstreckung gering, mit der Folge, dass während des Verstreckungsarbeitsgangs Verwickelungen des Garns und Ungleichmässigkeiten des Garns auftraten. Als weitere Unzulänglichkeit war es aufgrund des Reibungskontaktes des Garns mit der Nadel und der Platte schwierig, die Verstreckungsgeschwindigkeit zu erhöhen, wodurch die Produktivität gering blieb. Diese Nachteile kamen besonders zum Ausdruck, wenn Garne, die als industrielle Materialien benutzt werden, mit einer grossen Denierzahl und einer grossen Anzahl von Einzelfäden verstreckt wurden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Garns mit ausgezeichneten mechanischen und thermischen Eigenschaften, bei dem ein nicht verstrecktes Garn aus Polyäthylen-2,6-naphthalat mit einer grossen Gesamtdenierzahl mit einer hohen Geschwindigkeit

beständig verstreckt und einer Wärmebehandlung unterzogen wird.

Das vorstehende Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch' ein Verfahren zur Herstellung eines Polyäthylen-2,6-naphthalatgarns mit grosser Zähigkeit erreicht, welches darin besteht, ein nicht verstrecktes Garn aus Polyäthylen-2,6-naphthalat mit einer Eigenviskosität von mindestens 0,45 über eine Gruppe von heissen Lieferwalzen auf eine Temperatur von 110-150° C zu erwärmen, anschliessend die erste Verstreckungsstufe des Garns mit diesen heissen Lieferwalzen und einer Gruppe von Walzen der ersten Stufe mit einer Temperatur von 170-220⁰C auf ein Reck-

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verhältnis von mindestens dem 5_}Ofachen,(mindestens 5,OX) und 85-95% des gesamten Reckverhältnisses zu verstrecken, worauf

der ersten, Sufe die zweite Verstreckstufe mit diesenVersfredaalzenVund einer Gruppe vonlfersbreckwaLaen der zweiten Stufe mit einer Temperatur von 190-250⁰C und mindestens 10°C höher als der der "fecsfcredsvralzen der ersten Stufe folgt und das Garn, falls gewünscht, weiter verstreckt wird, um das vorstehend erwähnte, nicht verstreckte Polyäthylen-2,6-naphthalatgarn auf ein Gesamtreckverhältnis von mindestens dem 5,5fachen (mindestens 5,5X) zu recken, und damit die Zug- und Hitzebehandlung des Garnes zu vervollständigen, wobei das erfindungsgemässe Polyäthylen-2,6-naphthaiatgarn mit einer grossen Zähigkeit erhalten wird.

Unter dem hier verwendeten Ausdruck Polyäthylen-2,6-naphthalat ist ein Polyester zu verstehen,.in dem mindestens 95 MoI^ der wiederkehrenden Polymereinheiten Äthylen-2,6-naphthalateinheiten der Formel

COOCH₂CH₂O-.

-OC

sind.

Polyäthylen-2,6-naphthalat ist typisch für diese Polyesterart, es kann Jedoch ein Copolymeres sein, das nicht mehr als 5 Mol?o einer geeigneten dritten Komponente enthält. Die geeignete dritte Komponente umfasst Verbindungen mit zwei funktionellen esterbildenden Gruppen wie beispielsweise die aliphatischen Dicarbonsäuren wie Oxalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure und Sebacinsäure; dieallcyclischen Dicarbonsäuren wie Cyclopropandicarbonsäure, Cyclobutandicarbonsaure und Hexahydro-t ereph- _t thalsäure; die aromatischen Dicarbonsäuren wie Orthophthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Naphthalin-2,7-dicarbonsäure und Diphenyldi carbonsäur en; die Carbonsäuren wie

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Diphenjrl^i&er-dio

bons.äuren und Nat^ivp^Jr^öi-Ci^boxy-benzolsi^^.aa^ j die Hydroxycarbonsäuren wie G^^ci|sS^(ea^rHydrgxytoen;-zö.ei^\_uii(i ρ -Hydroxy äthOxybenzoesäurenj. die .Hydroxyy.;erbindungen und ihre funktionellen Derivate wie Propylglykol, Trimethyl-englykol, Diäthylenglykol, Tetramethylenglykol, Hexame-thy^

p-Xylol^glykol, 1i,4-Gyclqhexandifflethanpl,:^:Bisphenol-A, p, p'~ Diphenoxysulf on^. 1 ,A-Bi s (ß-hydroxyäthoxy jbenzol ,,2,2' -Bi s (p-ßhydroxyäthoxyphenQl)p,ropan, Polyalkylengiykpl und p-.Phenylenbis(dimethylsiloxan) und die Verbindungen mit einem hohen PoIymerisationsgrad^- die sich von den vorstehenden Carbonsäuren, Hydroxycarbonsäuren _r Hydroxyverbindungen und den funktionell en Derivaten, davon ableitea. DarüberMnaus können die Verbindungen mit eine^^-e^terbildenden-funktionellen Gruppe genannt werden, wie Benzoesäure und Methoxypolyalkylenglykol. Weiter können Verbindungen mit drei oder mehreren esterbildenden funktionellen Gruppen wie Glycerin, Pentaerythrit und Trimethylolpropan auch verwendet werden, wenn das Polymere im wesentlichen linear ist. Darüberhinaus kann der Polyester ein Mattierungsmittel wie Titandioxid und einen Stabilisator wie Phosphorsäure und Phosphorige-Säure und deren-Ester enthalten.

Zur Erzielung von Produkten mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften.wird-als nicht verstrecktes'Garn ein Garn mit einer Eigenviskosität, gemessen in einer 6:4-Lösungsmittelmischung von Phenol und brtho-Dichlorbenzol bei 35 C, von mindestens 0,45, vorzugsweise 0,55 bis 1,0 verwendet, dessen Doppelbrechung im Bereich Von 0,001-0,01 liegt. Weiter wird ein Garn bevorzugt, dessen Gesamtdenierzähl im Bereich von 30Ö0-14 000 liegt.

Das erfindungsgemäss verwendete, nicht vefstreckte Garn kann unter "Verwendung einer Schmelzspinnvorrichtung mit einer Spinnzelle unter der Spinndüse hergestellt werden, einer Vorrichtung, die gewöhnlich zum Verspinnen von linearen Polyestern mit einem

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hohen Polymerisationsgrad verwendet wird, wobei das Schmelzspinnen des vorstehenden Polyäthylen-2,6-naphthalats nach einer Methode mit einem allmählichen Temperaturabfall, der die gesponnenen Fäden umgebenden Atmosphäre unter der Spinndüse bei einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit in Übereinstimmung mit der von der Spinndüse zurückgelegten Entfernung durchgeführt wird. Jedoch wird das Spinnen vorzugsweise durch Steuerung der Temperatur der die gesponnenen Fäden umgebenden Atmosphäre (T⁰C) über die gesamte Zone, die sich von dem Punkt unmittelbar unterhalb der Spinndüse bis zu dem Punkt, wo die Temperatur dieser Atmosphäre gleich dem zweiten Übergangspunkt des Polymeren· ist, durchgeführt, so dass man in einem Bereich liegt, der den folgenden Beziehungen hinsichtlich der Spinntemperatur (Ts° C) und der Entfernung von der Spinndüse (X cm) genügt.

(1) O^X < X₁ Zone

2X - 10 <g T - Ts έ 6X +10

(2) X₁^ X f X₂ Zone

.2X - 10 < T - Ts < 6X_-1 + 10

(3) X>X₂ Zone

2X, - 6.4(X - X₀) - 10 < T - Ts < 6X„ -

I C- = =1

3.8(X - X₂) + 10

worin X die Entfernung von der Spinndüse ist, X₁ - 7Q und X₂ = 22Q (cm), wobei Q die Flussgeschwindigkeit durch eine Spinnöffnung (g/min) darstellt.

Für den Fall, dass das nicht verstreckte Polyäthylen-2,6-naphthalatgarn, das nach einer Methode versponnen wurde, welche lediglich in der Schaffung einer Spinnzelle unter der Spinndüse und allmählichem Abfall der Temperatur der die gesponnenen Einzelfäden umgebenden Atmosphäre in Übereinstimmung mit der

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von der Spinndüse zurückgelegten Entfernung besteht, liegt ein leichter Abfall des Ausmasses der molekularen Orientierung vor, im Vergleich mit dem Fall, wo die Temperatur dieser Atmosphäre nicht kontrolliert wird, jedoch ist zur Durchführung des Verstreckens auf ein ausreichend hohes Reckverhältnis die Verminderung des Ausmasses der molekularen Orientierung noch zu gering. Andererseits hat das durch Steuerung der Temperatur der Atmosphäre gesponnene Garn, wobei die Bedingungen der vorstehenden Beziehungen erfüllt wurden, folgende Vorteile: a) Die Verminderung des Polymerisationsgrads während des Spinnens ist gering; b) das Ausmass der molekularen Orientierung ist ausreichend niedrig, so dass die Verstreckung zu einem hohen Ausmass erfolgen kann; c) die Unregelmässigkeit der Denierzahl und der Orientierung ist gering und d) die Verstreckfähigkeit ist gut. Daraus folgt, dass es möglich wird, dieses Garn auf ein höheres Reckverhältnis zu verstrecken als das Garn, das nach üblichen Methoden versponnen wurde.

Ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Atmosphärentemperatur und der Entfernung von der Spinndüse für den Fall, dass die Temperatur der Atmosphäre so gesteuert wird, dass die durch die vorstehenden Beziehungen (1), (2) und (3) definierten Bedingungen erfüllt werden und dass die Tenperatur der Atmosphäre allmählich hinsichtlich der von der Spinndüse zurückgelegten Entfernung abfällt, ist in der beigefügten Figur 1 dargestellt. In Figur 1 zeigt der schraffierte Teil A, wo die Bedingungen der Beziehungen (1), (2) und (3) erfüllt werden, wohingegen der schraffierte Teil B den Fall darstellt, wo die Temperatur nach üblichen Methoden gesteuert wurde. In dem in Figur 1 gezeigten Beispiel betrug die Spinntemperatur (Ts) 315° C und die Flus sgesehwindigkeit durch die Spinnöffnung (Q) betrug 1,57 g/min.

Aus Figur 1 ist ersichtlich, dass bei Steuerung der Temperatur der die gesponnenen Einzelfäden umgebenden Atmosphäre unter Er-

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g der vorstehenden_:Be^ieh\xngen'(i), (2) und (3),die Temperatur_::d^ Spinndüse völlig uriterspliiedlioll· ist .von der_: Temperatur^ die mit der von der Spinndüse zurilckgelegten Entfernung! allmählich abfällt; die Steuerimg erfolgt,fplgendermassen. . Die Temperatur der Atmosphäre, in .Nachb.arsphaf/t zur Spinndüsewird bei einer Temperatur ,nahe, der, Spinntemperatur. gehalten und für einen gegebenen Abstand unmittelbar unte^r._tder Spinndüse wird, die Atmosphäreijtemperatup .allmählich,angehoben und anscüliessehd wird die Temperatur, in _eiiie,r.. bestimmt en.. Entf ernung im we_s entlichen auf einem. konstanten erhöhten Wert gehalten, worauf die Atmos phärentemperatür .allmählich,entlang dem Weg der gesponnenen Einzelfäden ,.sanft abfällt,. . _ti. .,_.._;f....... ,^_;... ·_.„-, .... ,

Gemäße dfr,vorliegenden Erfindung, wird das.,vorstehend .erwähnte, nicht verstreckte BQlyäthylen-i^^-naphthaiatgarn einer Wärmebehandlung unterzogen und auf ein Verhältnis von mindestens 5, 5X,₁iind„vQrzugsweise„min{iestens . 6, OX .,unter. Verwendung einer Gruppe^von heissen Iiieferwalzen, einer Gruppe yonVersfeisckwäizen der ersten Stufe und,.„einer^(jruppe von.Yeräreckjwalzen der zweiten Stuf_%y_serstreckt^_{} &fIt}, (2)^)^^.^.^ .isü^isi-vicv- e:i""_;",-;-.-T^

eir. aase

.;?. ifc^ ii.i3;;3Cuie? eir. aase bzus a>bi~^ τ£J-ιτϊ π\^</ν ^:- ^^^ Eine. Ausführungsfprm,₇ der ,,Hitzer und,. Ver streckbehandlun|" gejnäs s ~

der vpr^egenden_r>|^f.indung^wird jynter₊ Bezugnahme^a^die~ bei-; ^'" gefügten Zeichnungen bpsphrieben., , , ~ .,„. „ . ;

Die, bei gefügten,. .Figuren. ,2 und 3 sind sphematische Seitenanaich-' ^:

ten,^ di.% _;Bei,sple^e.„.f■ür„ Jorriphtun^en. veranschaulichen, die

zur Durchführung .des^e.rfindurigsgejiässen Ve

In Figur 2 wird ein nicht verstrecktes Polyäthyien-2,6-naphthalat garn. X ,übej?. ein, . Walzenpaar ._;(nip rollers) 1a und 1b zu einer Gruppe, von heissen. Lief erwalzen 2a,. Zp, 2c,' *2dV 2e, 3a und' 3b geführt, die bei einer Temperatur von 110-150⁰C und vorzugswei-

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se 120-140⁰C gehalten werden, um zwischen dem Walzenpaar und einer Gruppe von heissen Lieferwalzen vorgestreckt sowohl wie durch die Gruppe der heissen Lieferwalzen vorerwärmt zu werden. Es müssen nicht alle Walzen der Gruppe der heissen Lieferwalzen heiss sein. Einige dieser Walzen können kalt sein, so lange ein entsprechend vorerwärmtes Garn von der Gruppe der heissen Lieferwalzen geliefert wird. In der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform der Gruppe von heissen Lieferwalzen besitzen die Walzen 3a und 3b einen geringeren Durchmesser als die übrigen Walzen 2a, 2b, 2c, 2d und 2e mit einem Durchmesser unter 70 mm. Diese Verwendung von Walzen mit geringerem Durchmesser ist eine bevorzugte Ausführungsform, die jedoch nicht notwendigerweise angewendet werden muss. Auf jeden Fall sollte die Gesamtkontaktzeit des Garns mit den verschiedenen Walzen zur Sicherstellung einer sorgfältigen Vorerwärmung des Garns mindestens 1,1 Sekunden betragen. Darüberhinaus ist es zur erleichterten Fixierung des Reckpunktes am besten, das Garn in Kontakt mit dem Endroller 3b der Gruppe von heissen Lieferwalzen mit einem Umschlmgur^swinkel von mindestens 180° zu halten.

Ein Garn Y, das durch die Gruppe der heissen Lieferwalzen vorerwärmt wurde, wird anschliessend einer Gruppe von Fecsfciedcwalzen der ersten Stufe zugeführt, die aus den Walzen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e besteht, welche auf 170-220⁰C, vorzugsweise 180-210⁰C erwärmt sind, um auf mindestens das 5,0fache (5,0X) und vorzugsweise mindestens das 5,5fache (5,5X) mit Hilfe dieser Gruppe von'Verstreckwalze der ersten Stufe und der vorstehend erwähnten Gruppe von heißen Lieferwalzen verstreckt zu werden. Das Reckverhältnis muss in diesem Fall 85-95% des gesamten Reckverhältnisses betragen. Um sicherzustellen, dass dem Garn ausreichend Wärme zugeführt wird, beträgt die Gesamtzeit des Kontakts des Garnes mit den verschiedenen heissen Walzen in der Gruppe der Veisfcreokwalzen der ersten Stufe vorzugsweise, mindestens 0,3 Sekunden.

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·■' Zur erleichterten Erzielung eines hohen Reckverhältnisses besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, einen übererhitzten Dampfstrahl auf das Garn an einem willkürlichen Punkt zwischen der Gruppe der heissen Lieferwalzen und der Gruppe der)ferstreäcwaizen der ersten Stufe einwirken zu lassen.

Das Garn, das die Gruppe derVerstreckwalzen der ersten Stufe verlässt, wird anschliessend einer Gruppe von Versfcr eckwalz en der zweiten Stufe zugeführt, die aus den Walzen 6a, 6b, 6c, 6d und 6e besteht, die bei einer Temperatur von 190-250 C-, vorzugsweise 200-250⁰C und mindestens 10°G über der Temperatur der Gruppe derYerstrecfcwaLzen der ersten Stufe liegt, wobei nicht lediglich eine Hitzebehandlung des Garns, sondern eine weitere Verstreckung zwischen der Gruppe der Yerstredcwalzen der zweiten Stufe durchgeführt wird, wobei das Garn sowohl einer Wärmebehandlung unterzogen wird, als auch auf das vorgeschriebene Gesamtreckverhältnis von mindestens 5»5X und vorzugsweise 6,0X verstreckt wird. Das Garn wird vorzugsweise mit den verschiedenen heissen Walzen der Gruppe der Abzugswalzen der zweiten Stufe für eine Gesamtzeit von mindestens 0,24 Sekunden in Kontakt gehalten. Es ist auch möglich, die Anzahl der Verstreckstufen zur Erzielung des vorgeschriebenen Gesamtreckverhältnisses zu erhöhen.

Zusatz 1 iche Wärme kann dem Garn durch die Bereitstellung einer Heizplatte 5 zwischen der Gruppe derTfecstredoiäLzen der ersten Stufe und der Gruppe derYersfcreckvalzöcader zweiten Stufe übermittelt werden. Die Temperatur der Heizplatte wird vorzugsweise bei 190-25O⁰C gehalten. Andere übliche Massnahmen zur Erwärmung können durch diese Heizvorrichtung in Form der Heizplatte 5 ersetzt werden.

Das Garn, das einer Wärmebehandlung unterzogen wurde, und auf sein vorgeschriebenes Gesamtreckverhältnis verstreckt wurde, wird mit einer Finishwälze 7 mit einem Ausrüstungsmittel

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(finishing agent) versehen und anschliessend mit Hilfe einer Gruppe von Kühlwalzen, die aus den Walzen 8a, 8b, 8c und 8d besteht, gekühlt und anschliessend aufgespult.

Anstelle der Gruppe der heissen Lieferwalzen, der Gruppe der Verstreckwalzen der ersten Stufe und der Gruppe der Tfecstreckwälzen der zweiten Stufe, die jeweils aus mehreren Walzen bestehen, wie sie in der durch die Figur 2 veranschaulichten Ausführungsform verwendet werden, ist es auch möglich, das erfindungsgemässe Verfahren in gleicher Weise nach der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform durchzuführen, d.h. durch Verwendung von heissen Lieferwalzen, die aus einem Walzenpaar 12a und 12b bestehenVerstreckwal2Bn der ersten Stufe, die aus einem Walzenpaar 13a und 13b bestehen, und^ferstreckwalzen der zweiten Stufe, die aus einem Walzenpaar 15a und 15b bestehen, zu verwenden. In Figur 3 entspricht das Walzenpaar 11a und 11b dem Paar 1a und 1b der Figur 2, wohingegen die schlitzförmige Erwärmungsvorrichtung 14 die Heizplatte 5 der Figur 2 ersetzt.

Die in Figur 3 veranschaulichte Methode ist zur Anwendung auf ein schmelzgesponnenes Garn geeignet, das nach dem Verspinnen im Einklang mit dem erfindungsgemässen Verfahren unmittelbar verstreckt und einer Hitzebehandlung unterzogen werden muss.

Die vorstehenden Bedingungen für die Temperatur der Walzen und der Reckverhältnisse, die für die vorliegende Erfindung angegeben wurden, müssen alle erfüllt werden, da es sonst unmöglich wird, die Verstreckungs- und Hitzebehandlung des nicht verstreckten Garns gleichmässig und mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen. Darüberhinaus kann, falls die vorstehenden Bedingungen nicht eingehalten werden, ein Polyäthylen-2,6-naphthalatgarn mit einer grossen Denierzahl, mit ausgezeichneten mechanischen und thermischen Eigenschaften nicht erhalten werden. Ist beispielsweise das Reckverhältnis in der ersten Abziehstufe geringer als 85% des gesamten Reckverhältnisses

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und das Reckverhältnis beträgt weniger als 5X, so erfolgt die ■ zweite Verstreckstufe während die Garnstruktur noch unstabil ist, wodurch' das Reckverhältnis in der zweiten oder darauffolgenden Stufe nicht ansteigt.

überschreitet andererseits das Reckverhältnis der ersten Stufe 95%, so wird die Verstreckbarkeit der zweiten oder darauffolgenden Verstreckstufe gering. Ist ferner die Temperatur der heissen Lieferwalzen geringer als 11O°C, so ist es unmöglich, in der ersten Verstreckstufe mehr als 85^ des gesamten Reckverhältnisses und ein Reckverhältnis von mindestens 5X an diesen Walzen zu verleihen. Darüberhinaus wird das Gesamtreckverhältnis auf einen geringen Wert eingeschränkt. Wird andererseits die Temperatur an diesen Walzen auf eine Temperatur über 150⁰C erhöht, so wird nicht nur die gesamte Verstreckung der ersten Stufe an diesen Walzen erfolgen, sondern die Moleküle neigen dazu, während des Verstreckens zu gleiten, wodurch es schwierig wird, eine effektive Orientierung der Moleküle zu erzielen. Darüberhinaus erfolgt gleichzeitig mit dem Verstrecken die Kristallisation des Garns, wodurch es schwierig wird, die nachfolgenden VerStreckungen durchzuführen. Auch wird, wenn die Oberflächentemperatur der Lieferwalzen zu hoch ist, die Fixierung des Reckp.unkts an diesen Walzen unstabil, wodurch die Asoziierung zwischen den einzelnen Filamenten unbefriedigend wird und die Gleichmässigkeit der Verstreckung in Mitleidenschaft gezogen wird. Wird daher das Garn anschliessend erwärmt, so bricht das Garn entweder oder wickelt sich um die Walzen, wodurch die Verstreckungsbedingungen verschlechtert werden. Ist andererseits die Temperatur der Walzen der ersten Verstreckungsstufe geringer als 170⁰C, so steigt das Gesamtreckverhältnis nicht an und zusätzlich wird es schwierig, in der ersten Verstreckstufe ein Reckverhältnis von mindestens 5X zu erzielen, was 85-955^ des Gesamtreckverhältnisses darstellt. Liegt ferner die Temperatur der vorstehenden Walzen über 220°C, so wird es durch, die Kristalli-

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sation des Garns an diesen Walzen schwierig, die zweite oder weitere Verstreckstufen durchzuführen. Darüberhinaus wickelt sich das Garn um diese Walzen, wodurch die Verstreckungsbedingungen verschlechtert werden.

Wenn dem einer Wärmebehandlung unterzogenen Garn durch die erste Verstreckungsstufe eine wirksame molekulare Orientierung verliehen wurde, so wird das Garn in der zweiten Verstreckungsstufe einer weiteren Wärmebehandlung unterzogen, wobei nicht lediglich der Kristallisationsvorgang in den Molekülketten, die auf ein hohes Ausmass orientiert wurden, beschleunigt wird, sondern auch die innere Struktur ohne eine Relaxierung der Orientierung stabilisiert wird und die Festigkeit, Young-Modul und Schmelzpunkt des verstreckten Garns erhöht und seine Dimensionsstabilität verbessert werden. Aus diesem Grunde muss die Gruppe derVersfcreckwalzen der zweiten Stufe eine Temperatur aufweisen, die mindestens 1O°C über der Gruppe der Tferstreckwalzen der ersten Stufe und im Bereich von 190-250⁰C liegt.

Darüberhinaus ist die Zugspannung der zweiten Verstreckungsstufe vorzugsweise etwa gleich der der ersten Verstreckungsstufe. Die Reckbedingungen werden besonders zufriedenstellend, wenn eine derartige Spannung angewendet wird.

So kann das Naphthalat-polyestergarn auf ein hohes Reckverhältnis unter zufriedenstellenden Reckbedingungen in Übereinstimmung mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemässen Methode verstreckt werden. Darüberhinaus besitzt das erhaltene Garn zusätzlich zu den ihm ursprünglich durch das Naphthalatpolyestergarn eigenen Eigenschaften die folgenden Vorteile:

a) Die Reissfestigkeit ist gross und liegt mindestens bei 8,5 g/d. Die Zähigkeit ist gross und beträgt mindestens 22,0 g/52/de.

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b) Das Young-Modul ist gross und beträgt mindestens 2500 kg/mm ,

c) Die Dimensions Stabilität bei Wärmeeinfluss ist gross und die Schrumpfuni
nicht über 7%.

die Schrumpfung unter trockener Hitze bei 180⁰C liegt

d) Der Schmelzpunkt ist hoch, der Schmelzpunkt in freier Länge beträgt in Übereinstimmung mit DSC mindestens etwa 279⁰C und der Schmelzpunkt bei konstanter Länge mindestens 284°C.

e) Die Gleichmässigkeit der Qualität ist ausgezeichnet und die Fusselbildung und Uhgleichmässigkeiten der Denierzahl sind sehr gering.

Daher wird das nach dem* erfindungsgemässen Verfahren erhaltene Garn in geeigneter Weise für verschiedene Zwecke verwendet, wo eine Zugfestigkeit, Zähigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Zugverformung und thermische Widerstandsfähigkeit erforderlich sind und ist besonders wertvoll als Verstärkungsmaterial für Produkte wie Reifen, Bänder und Schläuche, wo eine Dimensionsstabilität erforderlich ist.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. Die in den Beispielen erwähnten mechanischen und thermischen Eigenschaften wurden auf folgende Weise gemessen.

Messmethoden:
Festigkeit und Dehnung

Eine Probe wird einen Tag bei 25°C und einer relativen Feuchtigkeit von 65% stehen gelassen. Eine 20 cm lange Probe wird an einem Instron Tensile Tester mit einer Zuggeschwindigkeit

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von 100% pro Minute gemessen. Die Festigkeit wird durch Dividieren der Bruchfestigkeit durch die Denierzahl der Probe vor der Messung berechnet. Andererseits ist die Dehnung die Bruchdehnung.

Young-Modul

Eine Probe wird einen Tag bei 25 C und einer relativen Feuchtigkeit von 65% stehen gelassen. Eine 20 cm-Probe wird an einem Instrom Tensile Tester mit einer Ziehgeschwindigkeit von 20%/min gemessen Es wird ein Verhältnis von mechanischer Beanspruchung und Verformung innerhalb des geradlinigen Teils der Belastungs-Dehnungskurve bis zu einer 1%igen Dehnung abgelesen und der Young-Modul wird aus diesem Verhältnis berechnet.

Ungleichmässigkeiten des Garns (U%)

Die Bestimmung wird nach dem "halb-innerf'-Test durchgeführt, wobei der Uster-Garn-Ungleichmässigkeits-Tester vom Typ C der Zellweger Company, Schweiz, verwendet wird und Ό% mit einem Integrator erhalten wird.

Schrumpfung

Die Schrumpfung des Garns bei Einwirkung von siedendem Wasser wird auf folgende Weise gemessen. Es wird ein fünffach gewundener Teil einer Probe unter Verwendung einer Garnhaspel (sizing reel) mit einem Umfang von 1,125 m eingesetzt. Nach Abnahme der Probe von der Haspel wird die Wickellänge (1) nach Anwendung einer Ausgangsbelastung von 1/30 pro Denier gemessen. Diese

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Probe wird anschliessend 30 Minuten in siedendes Wasser getaucht, worauf sie entnommen und an der Luft getrocknet wird. Die Probe wird erneut der ursprünglichen Belastung unterzogen und ihre Wickellänge (1-,) wird gemessen. Die Schrumpfung wird anschliessend wie folgt berechnet:

Schrumpfung in siedendem Wasser = — χ 100 (%)

Ein fünffach gewundener Teil der Probe wird unter Verwendung einer Garnhaspel mit einem Umfang von 1_S125 m verwendet. Nach Entfernung der Probe von der Haspel wird die Wickellänge (1) nach Anwendung einer ursprünglichen Belastung von 1/30 pro Denier gemessen. Die Probe wird anschliessend in einer Trockenvorrichtung von 180⁰C aufgehängt, 15 Minuten darin belassen und daraus anschliessend entnommen,, Nach der Lufttrocknung der Probe wird die Wickellänge (1-, ) erneut nach Anwendung der ursprünglichen Belastung gemessen» Die Schrumpfung wird anschliessend wie folgt berechnet:

1 - I₁ Schrumpfung bei 180 C trockener Wärme = χ 100 (%)

Schmelzpunkt

Schmelz£unkt__in_freier_Länge

Unter Verwendung eines Perkin-Elmer-Messinstruments vom DSC-I-Typ wird in einer DSC-Kurve aus Messungen, die an 8,5 mg der Probe bei einer Reaktionsgeschwindigkeit von 10 C/min aufgestellt wurde , die Temperatur abgelesen, bei der der endotherme Peak auftritt.

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-r 16 -

SchmelE£unkt_bei_konstanter_Länge

Der Schmelzpunkt (Tm) bei konstanter Länge wird als die Temperatur eines Schmelzpeaks definiert, der unter folgenden Bedingungen gemessen wurde: 7 mg der Probe werden an 60 mg eines rostfreien Stahlrahmens fixiert, um die Länge der Probe konstant zu halten. Der Rahmen wird anschliessend in ein Aluminiumgefäss zusammen mit 40 mg Silberpulver gebracht. Die Messung wird mit einem Perkin-Elmer-Messgerät vom DSC-I-Typ bei einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 10°C/min durchgeführt.

Beispiel 1

Polyäthylen-2,6-naphthalat mit einem Wert für /op/ = 0,64 (zweite Ubergangstemperatur Tg = 113°C) wurde schmelzgesponnen und man erhielt ein gesponnenes Garn von 6800 Denier/192 Fäden. Die Spinntemperatur (Temperatur der Spinndüse) betrug 315°C, die Spinndüse hatte 192 Öffnungen, die Flussgeschwindigkeit betrug 302 g/min und die Spinngeschwindigkeit betrug 400 m/min.

Drei zylindrische Heizrohre mit Längen von 10, 20 und 30 cm wurden unter der Spinndüse angebracht und die Temperatur der das gesponnene Garn umgebenden Atmosphäre wurde so gesteuert, dass sie in dem durch den schraffierten Teil A der Figur 1 aufgezeigten Bereich lag. Das auf diese Weise erhaltene Garn hatte die in Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften:

	Bruchfe stigkeit	Tabelle 1	Denierun- gleichmässig- keit (U 56)	η (χ 10~⁵)
	0,90 g/de	Bruchdehnung	1,20 %	306
0,58	535%

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Anschliessend wurde unter Verwendung der in Figur 2 gezeigten Verstreckungsvorrichtung die ZweistufenverStreckung und Wärmebehandlung dieses nicht verstreckten Garns durchgeführt. Bei Durchführung dieser Verstreckungs- und Wärmebehandlung wurden die Bedingungen wie nachstehend aufgezeigt konstant gehalten, mit der Ausnahme, dass die Temperatur der heissen Lieferwalzen, wie in Tabelle 2 aufgezeigt variiert wurde, und das verstreckte Garn wurde mit einer Geschwindigkeit von 150 m/min aufgespult.

Vorstreckung 1,007

Walzendurchmesser (heisse Lieferwalzen,

Abzugswalzen der ersten Stufe, Yerstredc-

walzen der zweiten Stufe) 200 mm

Walzendurchmesser von mindestens zwei

heissen Lieferwalzen 45 mm

Vorerwärmungszeit 3,34 see.

umsehlingungswinkel . 210°

Reckverhältnis der ersten Stufe 6,02

Reckverhältnis der zweiten Stufe 1,113

Reckverhältnis der ersten Stufe 89,8%

Gesamtreckverhältnis 6,70

Temperatur derVerstreckwaizen der η

ersten Stufe 190 C

Gesamtkontaktzeit mit denVersfcreckwalzen

der ersten Stufe " 0,91 see.

Temperatur der Platte " 21O⁰C

Temperatur der Yerstreckwalze der zweiten

Stufe 210⁰C

Gesamtkontaktzeit mit der Yerstreckwalze

der zweiten Stufe 0,73 see.

Die Verstreckbedingungen und die Eigenschaften des verstreckten und wärmebehandelten Garns, die bei Veränderung der Temperatur der heissen Lieferwalzen erzielt werden, sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

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- 18 Tabelle 2

Ansatz-Nr.	• ⁰C	1	2	3	if	5	6	7
Temperatur der heissen Lieferwalzen	schlecht	100	110	120	130	140	• 150	160
Verstreck bedingungen	g/de	gut	gut	gut	gut	gut	gut	sdüßcnt
Festigkeit	%	8Λ1	8.76	9.05	9.12	8.93	8 e>h	8.36
Dehnung		5.6	6.6	7.0	7.6	8.0	8.2	6.2
Zähigkeit	kg/mm	19.9	22.5	2*t.O	25.2	25.3	25;3	20.8
Young-Modul	%	2^10	2880	2950	3010	2970	2950	23^0
Garnun glei chmä s- sigkeit (U %',	%	1*30	0.61	0.5?	0Λ8	0.5^	0.58 I	1.95
Schrumpfung in siedendem Wasser	V	2.1	1.5	1.3	1.1	1.0	0.9	0.8
Schmelz punkt (freie Länge)	268.2	278.6	279.1	280.6	280.3	280.1	267.5

Die Ansätze 1 und 7 sind Kontrollversuche.

Beispiel 2

Das nicht verstreckte Garn von Beispiel 1 wurde verwendet und es wurde genau wie in Beispiel 1 in zwei Stufen verstreckt und einer Wärmebehandlung unterzogen, wobei jedoch die Temperatur der heissen Lieferwalzen konstant bei 130°C gehalten wurde und die Temperatur der Verstredtwälzen der ersten Stufe variiert wurde. Bei Durchführung dieses Reckarbeitsgangs wurden die Reckverhältnisse der ersten Stufe und die Reckverhältnisse der zweiten Stufe, die im Einklang mit der Veränderung der Temperatur derlferstreckwalaen der ersten Stufe angewendet wurden, so

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eingestellt, dass in beiden Fällen zufriedenstellende Verstreckbedingungen erhalten wurden. Das Verhältnis der Ver-Streckung der ersten Stufe und die Eigenschaften des verstreckten und einer Hitzebehandlung unterzogenen Garns sind zusammen in Tabelle 3 aufgeführt.

509818/09 9JO

Tabelle

O CD OO

O CD CD O

Ansatz Nr.	°c	8	9	.10	.11	.12	13	14	15 . :
Temperatur der "VeisfcredcwaLzen der ersten Stufe		160	170	ΊδΟ	190	200	210 ;	220	230
Reckverhältnis der ersten Stufe		4.81	5.52	5.86	6.02	6.10	6-14	6.16	6.18 (teilweises Schmelzen)
Reckverhältnis der zweiten Stufe		1.290	1.175,	1.136	.1.115!	1.092	1.071	1.057	Verstrek- kung nicht möglich
Gesamtreckverhältnis	%	6.20	6.49	6.65	6.70	6.66	6.56 ·	6.51
Reckverhältnis der ersten Stufe	g/de % kg/mm % % °C	77.6	85.2 _#	88.1 ;	89.8 ■	91.5	93 Λ	94.6	-
Festigkeit Dehnung Zähigkeit Young-Modul Garnungleichmässigkeit (U %) Schrumpfung in siedendem Wasser Schmelzpunkt (freie Länge)	8.34 6.5 21.3 2310 O.i*6 3.8· 269.2	8.76 8.0 24.8 2850 0.44 1.8 275.6	8.96 7.8 25.1' 2920 0.45 1.3 279.3	9.12 7.6 25-2 3010 0.48 l.i ■ 280.6	9.03 7.7 24.9 : 3050 0.51 Q.9 280.4	8.83 7.8 24.6 3070 0.55 0.8 280*0	8.69 8.1 24.7 2930 0.61 0,6 278.5	Mk ' I i' ί ι

(Die Ansätze 8 und 15 sind Kontrollversuche)

Beispiel 3

Das nicht verstreckte Garn von Beispiel 1 wurde verwendet und die zweistufige Verstreckung und Hitzebehandlung wurde unter gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei jedoch die Temperatur der heisseri Lieferwalzen konstant bei 130 C gehalten wurde und die Temperatur der Verstreckwalzen der zweiten Stufe variiert wurde. Die Änderungen der Eigenschaften des verstreckten und wärmebehandelten Garns, die aus der Änderung der Temperatur derVerstreckwalaan der zweiten Stufe resultieren, sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Tabelle 4

Ansatz Nr.	°C ,	16 ■	17	18	19	20	21	22
Temperatur der "Versferedc- walzen der zweiten Stufe	g/de kg/mm V	185	200	210	220	230	240	26O
Festigkeit Dehnung Zähigkeit Young-Modul Schrumpfung in siedendem Wasser Schrumpfung bei 180°C trockene Wärme Schmelzpunkt (freie Län ge)	8.47 5.8 20.4 2450 2,0 7.5 272.1	8.82 7.1 23.5 2930 1.5 6.2 278.7	9.12 7.6 25.2 3010 1.1 5.5 280.6	8.93 7.7 24.8 3100 * 0.9 4.8 281.2	8.74 7.9 _t 3150 0.7 4.5 280.5	8,61 8,2 24.7 3100 0,5 3.8 . 280.3	Häufi ger Bruch des Garns durch Schmel zen der Fäden ai denVer- zen der zweiten Stufe

(Die Ansätze 16 und 22 sind Kontroll versuche)

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Beispiel 4

Das nicht verstreckte Garn des Beispiels 1 wurde verwendet und die zweistufige Verstreckung und Wärmebehandlung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei jedoch die Temperatur der
heissen Lieferwalzen bei 130 C gehalten wurde und die zwischen die Walzen der ersten und zweiten Stufe geschaltete Platte
entfernt wurde. Die Eigenschaften des so erhaltenen verstreckten und einer Wärmebehandlung unterzogenen Garns sind in Tabelle 5 aufgezeigt.

Tabelle 5

An satz Nr.	Fe stig keit (g/de)	Deh nung (tf)	Zähigkeit (g/£/de)	Young- Modul ρ (kg/mm )	Schrump fung in sieden dem Was ser (%)	Schrump fung bei 180⁰C trockene Wärme {%)	Schmelz punkt (freie Länge) (°c)
23 18	8,72 9,12	6,4 7,6	22,1 25,2	2 890 3 010	1,6 1,1	6,4 5,5	278,4 280,6

(Beim Ansatz 18 war die Heizplatte nicht entfernt.)

Beispiel 5

Das nicht verstreckte Garn von Beispiel 1 wurde verwendet und
die zweistufige Verstreckungs- und Wärmebehandlung wurde unter identischen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei
jedoch die Temperatur der heissen Lieferwalzen bei 130°C gehal ten wurde und überhitzter Dampf von 300⁰C bei einem Spritzüber druck von 0,-15 kg/cm gegen das Garn zwischen den heissen Lieferwalzen und den VerstredtwäLasn der ersten Stufe gespritzt wurde. In Tabelle 6 sind das Reckverhältnis der ersten Stufe, das Gesamtreckverhältnis und das Verhältnis der Verstreckung der

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ersten Stufe dieses Beispiels zusammen mit den Eigenschaften des erhaltenen verstreckten und einer Wärmebehandlung unterzogenen Garns aufgeführt.

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Tabelle 6

cn CD CO OO

OO O

co co

	Reckver	Gesamt-	Grad der	Festig	Deh	Zähig	Young-	Ungleich-	Schrump	Schrump	Schmelz
	hältnis	reck	Verstrek-	keit	nung	keit	Modul ο	mässig-	fung in	fung bei	punkt
An	der er	ver	kung in	(g/de)	(50	(g/55/de)	(kg/mm )	keit des	sieden	180⁰C	(freie
satz	sten	hält-	der er					Garns	dem Was	trocke	Länge) C c)
Nr.	Stufe	nis	sten	9,65	6,8	25,2	3 200	(U°/o) (#)	ser (%)	ner Wär
			Stufe (%)	9,12	7,6	25,2	3 010			me (%)	23-:, 3
24	6,33	6,88	92,0				0,51	1,3	5,8	280,6
18	6,02	7,70	89,8				0,48	1,1	5,5

(Im Ansatz 18 wurde kein Überhitzer Dampf auf das Garn gespritzt)

rn
9

9
m
α

cn

Beispiel 6 ^D

Das nicht verstreckte Garn von Beispiel 1 wurde verwendet und die zweistufige Verstreck- und Wärmebehandlung wurde wie in
Beispiel 1 durchgeführt, wobei die Temperatur der heissen
Lieferwalzen bei 33O°C gehalten wurde, worauf das verstreckte Garn einer Wärmebehandlung sowie einer dritten VerStreckungsbehandlung auf ein Verhältnis von 1,046 durch Leiten des Garns über eine auf 215°C erwärmte Platte und eine dritte Stufe von auf 22O°C erwärmten Vasfcredcwal£Bn unterzogen wurde. Die Eigenschaften des in drei Stufen verstreckten und einer Wärmebehandlung unterzogenen Garns, das auf ein Gesamtverhältnis von
7,0 verstreckt wurde, sind in Tabelle 7 aufgezeigt.

. Tabelle 7

An satz Nr.	Fe stig keit (aöe)	Deh nung (*)	Zähig keit (g/5ä/de)	Young- Modulp (kg&m )	Un- gleich- mässig- kelt des Garns Otf) *(%)*	Schrump fung in sieden dem Was ser {%)	Schrump fung bei 180⁰C trocke ner Wär me {%)	Schemlz- punkt (freie Länge) (⁰C)
25 18	9,44 9,12	7,1 7,6	25,2 25,2	3 130 3 010	0,46 0,48	1,5 1,1	6,3 5,5	281,5 280,6

(Der Ansatz 18 ist ein Beispiel für ein in zwei Stufen auf ein Gesamtverhältnis von 6,7 verstrecktes Garn)

Beispiel 7

Das Schmelzverspinnen wurde unter gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei jedoch Polyäthylen-2,6-naphthalat mit einem Wert für />i / = 0,80 verwendet wurde, um ein
gesponnenes Garn mit den folgenden Eigenschaften zu erhalten:

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/■η/ρ = 0,70, Bruchfestigkeit = 1,11 g/denier, Bruchdehnung = 587$6, Denierungleichmässigkeit (U%) = 1,12% und

/s. η = 358 χ 10 . Dieses nicht verstreckte Garn wurde einer Zwei stuf enverstreckung und Wärmebehandlung unter gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei nach dem Vorerwärmen des Garns auf 130 C mittels der hei ssen Lieferwalzen die Verstreckbehandlung unter Bedingungen für ein Reckverhältnis von 5,19X in der ersten Stufe, einem Gesamtreckverhältnis von 6,5X und einem Anteil der VerStreckung der ersten Stufe von 91% durchgeführt wurde. Die Eigenschaften des erhaltenen verstreckten und einer Wärmebehandlung unterzogenen Garns sind in Tabelle 8 aufgeführt:

Tabelle 8

An satz Nr.	Fe stig keit (g/de)	Deh nung (*)	Zähig keit (gy^/de)	Young- Modul ρ (kg/mm )	Un- gleich mässig keit des Garns *(W°)* l%)	Schrump fung in sieden dem Was ser (Yo)	Schmelz punkt (freie Länge) (⁰C)	Schmelz punkt (kon stante
26	10,92	7,2	29,4	3 340	0,57	2,0	280,5	285,7

Beispiel 8

Polyäthylen-2,6-naphthalat mit einem Wert für />j / = 0,62 wurde aus einer Spinndüse mit 192 Öffnungen mit einer Flussgeschwindigkeit von 225 g/min und bei einer Spinntemperatur (Temperatur der Spinndüse) von 315°C schemlzextrudiert. Die Temperatur der das gesponnene Garn umgebenden Atmosphäre wurde anschliessend so gesteuert, dass sie in den Bereich des schraffierten Teils B der Figur 1 fiel, was durch ein 30 cm langes

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zylindrisches Heizrohr unter der Spinndüse erzielt wurde. Man erhielt so ein nicht verstrecktes Garn mit einer Spinngeschwindigkeit von 300 m/min. Das so erhaltene, nicht verstreckte Garn von 676O denier/192 Fäden hatte folgende Eigenschaften: Denierungleichmässigkeit (\5%) = 1,5%, />> /p = 0,56, η = 350 χ 10" . Dieses nicht verstreckte Garn wurde unmittelbar einer zweistufigen Verstreckungs- und Wärmebehandlung ohne Aufspulen unterzogen, wobei die in Figur 3 gezeigte Apparatur verwendet wurde, worauf das verstreckte Garn mit einer Geschwindigkeit von 2000 m/min aufgespult wurde.

Die Verstreckungs- und Wärmebehandlung wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:

Vorstreckung 1,01

Durchmesser der Walzen (heisse Liefer-. walzen, Verstreckwalzen der ersten und zweiten Stufe) 180 mm

Temperatur der heissen Lieferwalzen 125°C Vorerwärmungszeit 1,65 see.

Umwieklungswinkel 230

Temperatur der Verstreckwalzen der

ersten Stufe - 195 C

Kontaktzeit an den Verstreckwalzen der

ersten Stufe 0,33 see.

Temperatur der schlitzförmigen Erwärmungsvorrichtung . 250 C

Temperatur der Verstreekwalzen der

zweiten Stufe 215 C

Kontaktzeit an den Verstreckwalzen

der zweiten Stufe 0,26 see.

Reckverhältnis an den Verstreckwalzen

der ersten Stufe 6,21

Gesamtreckverhältnis 6,66

Anteil der Verstreckung der ersten Stufe 93,3%

Die Eigenschaften des erhaltenen verstreckten und der Wärmebehandlung unterzogenen Garns sind in der folgenden Tabelle

aufgeführt: ,

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Tabelle

cn ο co οο

co co ο

An satz Nr.	Fe stig keit (g/de)	Dehnung	Zähig keit (g/%/de)	Young- Modul ρ (kg/mm )	Ungleich- mässig- keit des Garns (Wo)	Schrump fung in sieden dem Was ser	Schrump fung bei 180 C trockener Wärme ι 0' 1 1 yQ j	Schmalz punkt (freie Länge) (⁰C)	Schmelz punkt (konstante Länge)
27	8,82	6,8	23,0	2 950	0,71	1,1	4,9	279,5	285,1

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines Polyäthylen-Z^-naphthalatgarns mit grosser Zähigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass man in kombinierter Weise ein nicht verstrecktes Garn aus Polyäthylen-2,6-naphthalat mit einer Eigenviskosität von mindestens 0,45 über eine Gruppe von heissen Lieferwalzen mit einer Temperatur von 110-150 C vorerwärmt, eine erste Verstreckungsstufe dieses Garns mittels dieser heissen Lieferwalzen und einer Gruppe von Verstreckwalzen der ersten Stufe mit einer Temperatur von 170-220⁰C auf ein Reckverhältnis von mindestens 5,OX und 85-95% des Gesamtreckverhältnisses durchführt, eine zweite Verstreckungsstufe des Garns mittels der genannten Verstreckwalzen der ersten Stufe und einer Gruppe von Verstreckwalzen der zweiten Stufe mit einer Temperatur, die mindestens 10⁰C über der der Verstreckwalzen der ersten Stufe und im Bereich von 190-250⁰C liegt, durchführt und anschliessend gegebenenfalls weitere Verstreekungen durchführt, um so das nicht verstreckte Polyäthylen-2,6-naphthalatgarn durch Wärmebehandlung und Verstrecken auf ein Gesamtreckverhältnis von mindestens 5,5X zu verstrecken.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtkontaktzeit des Garns mit den heissen Lieferwalzen mindestens 1,1 see. beträgt.
3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtkontaktzeit des Garns mit den Verstreckwalzen der ersten Stufe mindestens 0,3 see. beträgt.

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4. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtkontaktzeit des Garns mit den Verstreckwalzen
der zweiten Stufe mindestens 0,24 see. beträgt.
5. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht verstreckte Garn eine Doppelbrechung im Bereich von 0,001 - 0,010 aufweist.
6. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht verstreckte Garn eine Gesamtdenierzähl zwischen 3000 und 14000 Denier aufweist.
7. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das nicht verstreckte Garn mit heissen Lieferwalzen
in Kontakt bringt, die mehrere Walzen umfassen, von denen mindestens die Endwalze einen geringeren Durchmesser als
die übrigen Walzen aufweist, wobei der Durchmesser dieser Endwalze nicht über 70 mm liegt und der Umschl±@tf^ winkel von dieser Endwalze mindestens 180° beträgt.
8. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das nicht verstreckte Garn vor dem Aufbringen auf die heissen Lieferwalzen vorstreckt.
9. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man überhitzten Dampf an einem willkürlichen Punkt zwischen den heissen Lieferwalzen und den Verstreckwalzen der ersten Stufe auf das Garn spritzt.
10. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Garn zwischen den Abzugswalzen der ersten Stufe und denen der zweiten Stufe durch eine auf eine Temperatur von 190-250°C erwärmte Zone führt.

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11. Verfahren gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Polyäthylen-2,6-naphthalat unter Bildung eines nicht verstreckten Garns schmelzgesponnen wird, "wobei beim Spinnen die Temperatur (T⁰C) der die gesponnenen Fasern umgebenden Atmosphäre durch die gesamte Zone, die sich von dem Punkt unmittelbar unterhalb der Spinndüse bis zu dem Punkt erstreckt, wo die Atmosphärentemperatur gleich dem zweiten
Übergangspunkt des Polymeren ist, so steuert, dass sie in einem Bereich liegt, der folgende Beziehungen erfüllt:

(1) O^X ^ X₁ Zone

2X - 10 <£ T - Ts<^ 6X + 10

(2) X-. <iX < X₀ Zone

2X₁ - 104 T - Ts^ 6X₁ +10 /

(3) X>X₂ Zone

2X₁ - 6.4(X - X₂) _r 10 ^ T - Ts ^ 6X₁ - 3.8 (X - X₂) +

worin T die Temperatur der das Garn umgebenden Atmosphäre ist (⁰C), Ts die Spinntemperatur (⁰C) ist,'x die Entfernung von der Spinndüse (cm) ist, X₁ = 7Q ist und X₂ = 22Q ist, wobei Q die Flussgeschwindigkeit durch eine Spinnöffnung
(g/min) ist.

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