DE3036683A1

DE3036683A1 - Verfahren und vorrichtung zum schmelzspinnen von synthetischen polymeren

Info

Publication number: DE3036683A1
Application number: DE19803036683
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Koschinek; Bernd Kretschmann; Dietmar Dipl Phys Wandel; Rolf Zinsser
Original assignee: Davy International AG
Current assignee: Davy International AG
Priority date: 1980-09-29
Filing date: 1980-09-29
Publication date: 1982-04-22
Also published as: US4436688A; DE3036683C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzspinnen von synthetischen Polymeren, vorzugsweise aus der Gruppe Polyamid-6, Polyamid-66 und Polyester und deren Copolymeren, zu Fäden, wobei die Polymeren durch Spinndüsen mit einer unteren, im wesentlichen ebenen Spinndüsenoberfläche versponnen und die gebildeten Fäden in einer Kühlzone unterhalb eines obersten Anblaspunktes durch Blasluft gekühlt, anschließend befeuchtet und präpariert und schließlich mit einer Geschwindigkeit zwischen 600 und 6000 m/min abgezogen werden.

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Derartige Schmelzspinnverfahren werden in der Praxis weitgehend angewandt. Dabei liegen die Verarbeitungsgeschwindigkeiten in einem weiten Bereich. Während bei Geschwindigkeiten unter 1800 m/min hergestellte Fäden in einer separaten Stufe verstreckt und gegebenenfalls auch texturiert werden, werden sogenannte schnellgesponnene Garne, d.h. solche, mit einer Abzugsgeschwindigkeit oberhalb 1800 m/min aufgrund der sich im Faden einstellenden höheren Spinnorientierung im allgemeinen simultan-strecktexturiert oder auch als fertigorientiertes Garn direkt der Weiterverarbeitung zugeleitet.

Beim Schmelzspinnen hat der Verlauf der Abkühlung des unmittelbar aus der Schmelze gesponnenen Fadenbündels zwischen Spinndüse und Aufspulung einen entscheidenden Einfluß auf die Fadenqualität, wie die Titergleichmäßigkeit, die Gleichmäßigkeit der Anfärbung, sowie die Festigkeit und die Dehnung.

Die mit einer über dem Schmelzpunkt liegenden Temperatur aus den Düsenbohrungen austretenden Fäden müssen auf eine Tempera-. tür unterhalb der Klebegrenze bzw. unterhalb des Glasumwandlungspunktes des Polymeren abgekühlt werden₉ bevor sie mit mech-anisehen Führungselementen in Berührung gebracht werden können. Bei der Abkühlung erfahren die F\den eine erhebliche Verkleinerung ihres Durchmessers bis zu einem dem Spinntiter entsprechenden Endwert. Hamana führt in dem Aufsatz "Der Verlauf der Fadenbildung beim Schmelzspinnen", Melliand 4 (1969), Seiten 382 bis 388, aus,, in welcher Weise sich die Fadeneigenschaften während des Verzuges der Fäden in der Abkühlzone verändern.

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-fT-

Fourne stellt in dem Aufsatz "Fadenkühlungc beim Schmelzspinnen" in Chemiefasern/Textilindustrie, April 19 78, Seite 315, Berechnungen dar, die den Einfluß der Spinnparameter auf die Gleichmäßigkeit der Fadeneigenschaften, insbesondere auf die Gleichmäßigkeit des Titers darlegen.

Titerschwankungen werden theoretisch kleiner, wenn die Abzugsgeschwindigkeit erhöht wird. Die Abzugsgeschwindigkeit ist jedoch von weiteren technologischen Kenndaten, wie beispielsweise von der Anlagenkapazität und der Abkühlkapazität abhängig, so daß sie nicht als frei verfügbarer Parameter einstellbar ist. Vielmehr zeigt die Praxis der bekannten Spinnverfahren, daß sowohl beim Langsamspinnen als auch beim Schnellspinnen untolerierbar hohe Titerschwankungen auftreten.

Aus theoretischen Überlegungen geht ferner hervor, daß Titerschwankungen von der Summe aus der zweifachen Dicke der Spinnkopfisolierung und von der.Weglänge in der Kühlzone abhängig sind, in der die Fäden durch Blasluft angeblasen werden. Die Dicke der Spinnkopfisolierung ist im vorliegenden ^ Fall dasjenige Maß, um welches die Spinnkopfisolierung nach unten hin über die untere Düsenoberfläehe vorsteht. JEs handelt sich hier um einen Bereich, der von der Blasluft nicht erreichbar ist. Da aber die Dicke der Isolierung um mehrere Größenordnungen kleiner ist als die Weglänge in der Kühlzone, in der die Fäden angeblasen werden, wird ihr von der Theorie her nur ein untergeordneter Einfluß zugeschrieben. Wesentlich kritischer werden hingegen die Einflüsse der Anblasung und der Konstanz der Blasluftbedingungen gewertet.

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In der Praxis wurden bestimmte Standardabmessungen für die Dicke der Spinnkopfisolierung eingeführt Durch eine ausreichend große Dicke der Isolierung soll vor allem verhindert werden, daß eine Abkühlung des Spinnblocks eintritt und die Spinndüsentemperatur unter die Produkttemperatur absinkt. Ein starker Abfall der Festigkeits- und Dehnungswerte der Fäden und im Extremfall ein Schmelzbruch der Kapillaren wären die Folgen.

Durch die GB-PS 903 427 ist es bekannt, Spinnfäden aus thermoplastischem Material unterhalb der ^inndüse durch einen Schacht von mindestens 1 m Länge und einer Temperatur von 10 bis 80 ⁰C unterhalb des Schmelzpunktes zu führen, um gute textile Garnkenndaten zu erzielen.

Durch die US-PS 4 134 882 ist ein Schnellspinnverfahren für Polyester bei Geschwindigkeiten gleich oder größer 5000 m/min bekannt. Es wird auf die Ausbildung einer Kern-Mantel-Struktur in den Kapillaren als Folge einer intensiven Fadenabkühlung verwiesen. Diese Erscheinung trete besonders bei einer Erhöhung der Spinngeschwindigkeit stärker hervor. Die dadurch bedingten Strukturinhomogenitäten führten vor allem zu einem schlechten Verarbeitungsverhalten durch Fadenbrüche. Zur Vermeidung dieses Effekts wird beim Stand der Technik die Anwendung eines Schutzschachtes von 70 bis 100 mm Länge zur Verzögerung der Fadenabkühlung vorgeschlagen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit einer derartigen Maßnahme keine befriedigenden Fadenkenndaten zu erreichen sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, welches für jede

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Abzugsgeschwindigkeit innerhalb eines weiten Bereiches hochwertige Fadeneigenschaften j insbesondere eine gute Titerund Anfärbegleichmäßiglceit sowie gute Kraftdehnungseigenschaften ermöglicht und ein Minimum an Störungen beim Spinnablauf und bei der Weiterverarbeitung hervorruft.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß der Abstand "D" des obersten Anblaspunktes der Kühlzone von der Spinndüsenoberfläche so gewählt wird, er in einem Bereich liegt, der nach oben durch die Beziehung B, nach unten hin durch die Beziehungen A^ oder oder A₃ begrenzt wird, xfobei

B = 48,2 · Ig ν - 109 (mm) A₁ = 34₅4 · Ig ν - 71 (mm) 15 A₉ = - 32 · Ugv- 3_S356)² + 34 (mm)

A₃ = - 44 · (Ig v- 3,221-)² + 32 (mm)

und "v" der Spannabzug in (m/min) ist und die Beziehungen

A* für eine Düsenbelastung «se 0,5 g/min/cm

2 A- für eine Düsenbelastung von 0,5 - 1,8 g/min/cm

2 20 A₃ für eine Düsenbelastung >*1,8 g/min/cm

gelten.

Die Grenzen der durch die vorstehenden Angaben definierten Bereiche lassen sich durch Kurven darstellen, die in Figur 1 wiedergegeben sind. Die obere Kurve bzw. Begrenzungslinie ist für alle Bereiche identisch» Es hat sich gezeigt, daß sowohl

# φ ft '4

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eine Abhängigkeit von der Abzugsgeschwindigkeit ν gegeben ist, als auch von der Düsenbelastung, die nachfolgend noch näher definiert werden soll.

Die Düsenbelastung ist eine einwandfrei reproduzierbare Bedingung. Es handelt sich dabei um einen Wert, der sich aus dem Polymerdurchsatz durch die Spinndüse pro Minute, dividiert durch die Größe der Fläche, über die die Düsenbohrungen verteilt sind, ergibt. Die Düsenbelastung beeinflußtdie Düsentemperatur. In der Literatur wird vielfach als prozeßbeschreibender Spinnparameter die Düsentemperatur angegeben. Sie ist jedoch der Messung schwerer zugänglich und in ihrer Wirkung auf den Spinnprozeß kaum berechenbar, da sie außer von der Düsenbelastung von weiteren Einflußgrößen wie den Wärmebedingungen des Spinnkopfes, den Polymerparametern und

15 den Abkühlbedingungen abhängig ist.

Für jede Geschwindigkeit ν wird eine obere Grenze gemäß der Kurve B eindeutig festgelegt. Die zugehörige untere Grenze richtet sich alsdann nach der Düsenbelastung: Für eine Düsenbelastung kleiner als 0,5 g/min/cm darf der Abstand "D" nicht kleiner sein als der entsprechende Wert der A₁

2 für eine Düsenbelastung von 0,5 bis 1,8 ,,/min/cm darf der-Abstand "D" nicht kleiner sein als der entsprechende Wert der

2 A₂~Kurve, und für eine Düsenbelastung größer als 1,8 g/min/cm

darf der Abstand "D" nicht kleiner sein als der entsprechende Wert der A₃-Kurve.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung sind folgende Vorteile verbunden: Innerhalb des durch die genannten Beziehungen abge-

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grenzten Bereichs für den Abstand "D" werden Festigkeitsund Dehnungswerte der Fäden erhalten, die für die Weiterverarbeitung ohne weiteres akzeptiert werden können. Eine übliche Bezugsgröße für das Kraftdehnungsverhalten ist das Produkt aus der Bruchlast und der Wurzel der Bruchdehnung C σ = Bruchlast χ ν Bruchdehnung), wobei diese Eigenschaften mit einem üblichen Reißautomaten an den Spinnfäden ermittelt werden. Vergleicht man den Wert σ _K von Fäden, die nach einem herkömmlichen Spinnverfahren hergestellt wurden, mit dem Wert σ^ von Fäden, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, so liegt σ_ρ im Bereich σ~ -20 Irel. bis σ_κ + 20 % rel. Wird bei sonst gleichen Bedingungen der Abstand "D" jedoch unterhalb der unteren Grenze A- bzw. A2 bzw. A3 eingestellt, so liegen die σ-Werte der derart herge-

15 stellten Fäden mehr als 20 % niedriger als σ ^.

Es wurde jedenfalls überraschend gefunden, daß sich bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre Kraftdehnungseigenschaften im Faden einstellen, die für die Weiterverarbeitung akzeptabel sind, wobei gleichzeitig die Titerschwankungen und Anfärbegleichmäßigkeiten der Garne hervorragend und mit herkömmlichen Verfahren nicht zu erhalten sind. Der Spinnablauf und die FadenTeinheit sind dabei problemfrei.

Das gefundene Ergebnis ist um so überraschender, als die theoretischen Modellberechnungen höchstens einen untergeordneten Einfluß der Dicke der Spinnkopfisolierung relativ zu der Weglänge offenbaren, auf der die Fäden mit Blasluft angeblasen werden. Die Lehre aus den herkömmlichen Verfahren führt daher

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eher zu größeren Dicken der Spinnkopfisolierung zur Vermeidung der Düsenabkühlung durch die Blasluft und durch Abstrahlung.

Die Minimalisierung der Titerschwankungen und die hervorragende Farbgleichmäßigkeit sind Eigenschaften, die vollständig auch im Fertigprodukt, dem Gewebe oder Gewirke, zur Geltung kommen. Derartige Qualitätskriterien des Textilproduktes werden vom Weiterverarbeiter und vom Konsumenten sehr hoch bewertet.

Eine obere Grenze der Spinnabzugsgeschwindigkeit ist nicht technologisch bedingt; die prinzipiellen Abhängigkeiten sind auch auf den Bereich oberhalb 6000 m/min übertragbar. Der angegebene Geschwindigkeitsbereich ist jedoch heute mit serienmäßig hergestellten Aufspulaggregaten bereits verwirklicht worden. Als Spinnabzugsgeschwindigkeit oder Abzugsgeschwindigkeit wird die Fadengeschwindigkeit an der ersten Galette bezeichnet, oder, wenn .galettenlos aufgespult wird, die Fadengeschwindigkeit am Wickelaggregat.

Als synthetische Polymere können für das erfindungsgemäße Verfahren eine Vielzahl von Substanzen in Form reiner Polymere oder auch als Copolymere oder mit Additiven zur Modifizierung der Mattierung, der Anfärbung, des eIeVcrostatischen Verhaltens etc. eingesetzt werden. Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren auf Polyester, Polyamid-6 und Polyamid-66 anwendbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich darüberhinaus für

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-1;δ'.: ;Sep tember 1980 1/7802

Fäden und Fasern innerhalb eines weiten Titerbereichs. Einzelfadenstärken liegen dabei etwa zwischen 0,5 und 150 dtex, Gesamtfadenstärken zwischen 10 und 20000 dtex. Vorteilhaft wird das erfindungsgeraäße Verfahren vor allem für sehr feine Einzel- und Gesamtfadentiter des textlien Anwendungsbereichs und für sehr starke Gesamtfadentiter zur Stapelfaserherstellung angewendet.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen der genannten synthetischen Polymeren zu Fäden, bestehend aus einem Heizbehälter (Spinnkopf) mit mindestens einer Spinndüse mit einer unteren, im wesentlichen ebenen Spinndüsenoberfläche und aus einem Blasschacht mit einem obersten Anblaspunkt, aus einer nachfolgenden Befeuchtungs- und Präparationseinrichtung und aus einer Abzugseinrichtung, die für Abzugsgeschwindigkeiten zwischen 600 und 6000 m/min ausgelegt ist. Eine derartige Vorrichtung ist gemäß der weiteren Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand "D" des obersten Anblaspunktes ija. Blasschacht von der Spinndüsen-Oberfläche so fest gelegt ist, daß er in einem Bereich liegt, der nach oben durch die Beziehung B, nach unten hin durch die Beziehungen A^ oder A- oder A, begrenzt wird, wobei

B	48	,2	• ig	ν -	109 (mm)
A₁ =	34	,4	• ig	V -	71 (mm)
^A2 -	-	32	• Cig	ν -	3,3.56} ² +

25 A₂ = - 32 · (Ig ν - 3,3.56}² + 34 (mm)

A₃ s - 44 · (Ig ν - 3,221)² + 32 (mm) und "v" der Spinnabzug in (m/min) ist und die Beziehungen

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!NSPBCTED

m *■ r. *

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2 A₁ für eine Düsenbelastung <0,5 g/min/cm

2 A₂ für eine Düsenbelastung von 0,5 - 1,8 g/min/cm

2 A₃ für eine Düsenbelastung >*1,8 g/min/cm

gelten.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 3 sowie der Verfahrensbeispiele näher erläutert. Die wesentlichen Verfahrensparameter und Beurteilungskriterien aller Verfahrensbeispiele sind in einer Obersichtstabelle am Schluß der Beschreibung enthalten. Diese Tabelle enthält auch die zahlenmäßig belegten textlien Daten der Spinnfäden. *

Es zeigen:

Figur 1 eine grafische Darstellung der Kurven Ah, A,, A₃

und B, und zwar sind auf der Absizze die Spinnab-Zugsgeschwindigkeiten in m/min aufgetragen, während

auf der Ordinate der Abstand "D" in Millimetern als Kenngröße aufgetragen ist,

Figur 2 eine Draufsicht auf eine Spinndüse mit Spinndüsenplatte aus der Richtung der abgezogenen Fäden und

Figur 3 in schematischer Darstellung eine Spinnvorrichtung

zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Aus Figur 1 sind zwischen den Kurven B und A., bzw. B und A₂ bzw. B und A, diejenigen Bereiche zu entnehmen, innerhalb

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welcher der Abstand "D" für die jeweilige Abzugsgeschwindigkeit liegen muß. Die in Klammern zu findenden Ziffern beziehen sich auf die Nummern der Verfahrensbeispiele und Vergleichsbeispiele.

In Figur 2 ist eine Düsenlochflache 1 dargestellt, die innerhalb der Umhüllenden aller Düsen- bzw. Kapillarbohrungen 2 liegt. Die Umhüllende ist im vorliegenden Fall ein Kreis. Die Düsenlochfläche ist somit nicht identisch mit der Düsenfläche 3, sondern stets kleiner als diese. Die Düsenlochfläche 1 ist derjenige Wert, der bei der Berechnung der Düsenbelastung den Quotienten bildet.

Figur 3 zeigt eine Spinnvorrichtung in schematischer, stark vereinfachter Form. Das aufgeschmolzene Polymere wird in einer vorgegebenen Fördermenge durch eine Spinndüse 4 gepreßt, die die gewünschte Anzahl von Kapillarbohrungen 2 (siehe auch Figur 2) enthält. Die Spinndüse 4 ist als Düsenplatte ausgebildet, wird aber häufig vereinfacht als "Spinndüse" bezeichnet.

Die austretenden Fäden 5 durchlaufen nach einer bestimmten Fallhöhe einen Blasschacht 6, der eine Kühlzone bildet, in der die Fäden durch querströmende Blasluft 7 angeblasen und abgekühlt werden^ Nach der Verfestigung der Fäden werden diese über nicht mehr dargestellte Fadenleit- und Präparationseinrichtungen sowie gegebenenfalls auch Galetten geführt und schließlich mit vorgegebener Geschwindigkeit aufgespult.

Die Spinndüse 4 ist Bestandteil eines Spinndüsenpaketes 8, welches in der Regel noch mit Produktverteilungs- und Filtereinheiten ausgerüstet ist. Das Spinndüsenpaket 8 ist in einen

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beheizten Spinnkopf 9 eingebaut, der eine intensive Wärmeübertragung auf das Spinndüsenpaket 8 gewährleistet. Die Wärmeübertragungsflächen reichen dabei bis an die Spinndüse 4 heran und umgreifen diese teilweise. Der Spinnkopf 9 wird zur Vermeidung von Wärmeverlusten von einer Spinnkopfisolierung umgeben. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten, insbesondere von Strahlungsverlusten der Spinndüse 4 liegt diese zurückgesetzt im Spinnkopf 9 sowie in der Spinnkopfisolierung 10. Dieser sogenannte Düsenrücksprung wird im allgemeinen auch deswegen gewünscht, um ein direktes Vorbeistreichen von Luftwirbeln an der Düsenoberfläche- 11 zu vermeiden. Unmittelbar unterhalb der Spinnkopfisolierung 10 befinden sich eine Tragplatte 12 für den Blasschacht 6 sowie eine Haube 13 zur Absaugung von ausgedampftem Polymerextrakt.

Unmittelbar unterhalb der Tragplatte 12 liegt der höchste Anblaspunkt für die Blasluft 7. Der erfindungsgemäß definierte Abstand "D" ist mit der Fallstrecke der Spinnfäden nach dem Austritt aus der Spinndüse bzw. aus der unteren Spinndüsenoberfläche bis zur Höhe des obersten Anblaspunktes identisch.

Der Abstand "D" setzt sich somit aus einem etwaigen Düsenrücksprung im Spinnkopf 9, aus der Dicke der Spinnkopfisolierung 10 und der Dicke der Tragplatte 8 zusammen, die auch als Blasschachtkragen bezeichnet werden kann. Der Abstand "D" ist somit nicht identisch mit einer dieser Komponenten, sondern stets größer. Während der Abstand "D" erfindungsgemäß in einem bestimmten Bereich liegen muß, sind die Forderungen an die einzelnen Komponenten hiervon zu unterscheiden. Der Düsenrück-

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im Spinnkopf muß so groß sein, daß eine ausreichende Beheizung der Spinndüse geivährleistet ist» Die Dicke der Spinnkopfisolierung 10 muß so groß sein, daß Abstrahlungs-Verluste minimal sind, und die Dicke der Tragplatte 12 ist durch mechanische Erfordernisse vorgegeben. Infolgedessen reicht eine Verkürzung des Düsenrücksprungs oder eine Verringerung der Dicke der Spinnkopfisolierung 10 auf den Abstand "D" nicht aus, um die hervorragenden gleichmäßigen Fadeneigenschaften zu erhalten, wenn dabei der Abstand "D" außerhalb des angegebenen Bereichs liegt. Hierzu wird auf das Vergleichsbeispiel Nr. S verwiesen.

Beispiel T:

Polyamid-66 der relativen Viskosität η_Γβ·ι =2,45 wurde bei 293 ⁰C geschmolzen und in einer Menge von 9,6 g/min durch eine Spinndüse mit sieben Löchern versponnen, wobei jedes

Loch einen Durchmesser von 0_s25 mm hatte. Die Düsenbelastung

2
betrug 0,7 g/min/cm . Nach einer Fallstrecke der Fäden von D = 35 mm bis zur Höhe des obersten Anblaspunktes trat die Abkühlung der Schmelzfäden ein durch Anblasung mit querströmender Luft der Geschwindigkeit 0,4 m/sec. Die abgekühlten Fäden wurden dann präpariert und galettenlos mit einer Geschwindigkeit von 3200 m/min abgezogen und aufgespult.

Dieses Garn ließ sich ohne Probleme Strecktexturieren, wobei der Nenntiter des fertigen Garns dtex. 22f7 betrug. Die textlien Kenndaten der Spinnfäden sind in der Tabelle zusammengestellt. Die Titergleichmäßigkeit (Uster) sowie die Anfärbegleichmäßigkeit, beurteilt an einem angefärbten Strickstrumpf aus diesen

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Dt» · *

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Fäden, waren hervorragend. Im Vergleich und relativ zu einem auf einer koventionellen Spinnanlage hergestellten Garn betrug die Kraftdehnungsbezugsgröße 81 I. Dieser Wert ist noch akzeptabel; er liegt aber an der unteren Grenze. Der Abstand ¹¹D" lag an der unteren Grenze des zu der genannten Düsenbelastung gehörenden Bereiches.

Beispiel 2:

PA-66-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und aufgespult wie im Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, daß die Fallstrecke der Fäden zwischen Düsenplatte und oberstem Anblaspunkt D = 50 mm betrug. Die Titer- und Anfärbegleichmäßigkeit der Fäden war hervorragend; die Kraftdehnungsbezugsgröße betrug 99 % und lag somit höher als im Beispiel 1.

Beispiel 3:

PA-66-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und aufgespult wie im Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, daß die Fallstrecke der Fäden zwischen Düsenplatte und dem obersten Anblaspunkt D = 60 mm betrug. Die Gleichmäßigkeitsgrößen waren wiederum vergleichbar mit Beispiel 2. Auch die Kraftdehnungsbezugsgröße entsprach mit 9> % derjenigen des Beispiels 2.

Beispiel 4: (Vergleichsbeispiel)

PA-66-Fäden wurden unter denselben Bedingungen· gesponnen und aufgespult wie im Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, daß die Fallstrecke der Fäden zwischen Düsenplatte und dem obersten

0m

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Anblaspunkt D= 120 mm betrug (konventionelle Spinnanlage). Die Titer- und Anfärbegleichmäßigkeit, der Fäden war nicht mehr tolerierbar. Der Abstand "D" liegt bei der Geschwindigkeit dieses Beispiels außerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches.

Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel) ;■

PA-66-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und aufgespult wie im Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, daß die Fallstrecke der Fäden zwischen Düsenplatte und dem obersten Anblaspunkt D = 80 mm betrug. Die Isolierungsstärke - das ist der Abstand der Düsenplatte bis zum Beginn der Tragplatte wurde auf 40 mm eingestellt. So lag zwar die Isolierungsstärke innerhalb des Wertebereiches, der Abstand "D" lag jedoch außerhalb der erfindungsgemäß festgelegten Grenzen.

Die Titergleichmäßigkeit war schlechter als bei den vorhergehenden Erfindungsbeispielen, und die Anfärbung fiel so streifig aus, daß diese Garne nicht mehr tolerierbar waren.

Beispiel 6: ·

Polramid-6 deT relativen Viskosität ⁿ _ei ⁼ 2,38 wurde bei 265 ⁰C geschmolzen und in einer Menge von 33 g/min durch eine Spinndüse mit 24 Löchern versponnen, wobei jedes Loch einen Durchmesser von 0,25 mm hatte. Die Düsenbelastung betrug 2,0 g/min/cm .

Nach einer Fallstrecke der Fäden von D = 60 mm bis zur Höhe des obersten Anblaspunktes trat die Abkühlung der Schmelze-

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fäden ein durch Anblasung mit querströmender Luft der Geschwindigkeit 0,8 m/sec. Die abgekühlten Fäden wurden dann präpariert und galettenlos mit einer Geschwindigkeit von 6000 m/min abgezogen und aufgespult.

Dieses Garn ließ sich ohne Probleme Strecktexturieren, wobei der Nenntiter des fertigen Garns dtex. 78f24 betrug. Die Titer- und Anfärbegleichmäßigkeit war tadellos; die Kraftdehnungsbezugs größe lag bei 100,5 %.

Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel):

PA-6-Fäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen wie im Beispiel 1. Im Unterschied zu jenem Beispiel wurden die Fäden jedoch mit einer Geschwindigkeit von 1000 m/min abgezogen und aufgespult. Der Abstand "D" 60 mm liegt nicht mehr innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches, bezogen auf diese Geschwindigkeit. Die Titer- und Anfärbegleichmäßigkeit dieser Fäden war nicht mehr tolerierbar.

Beispiel 8;

Polyester der relativen Viskosität η ^^ =0,64 würde bei 300 ⁰C geschmolzen und in einer Menge von 28 g/min durch eine Spinndüse mit 48 Löchern versponnen, wobei jedes Loch einen Durchmesser von 0,25 mm hatte. Die Düsenbelastung

2
betrug 1,1 g/min/cm . Nach einer Fallstrecke der Fäden von D = 35 mm bis zur Höhe des obersten Anblaspunktes trat die Abkühlung der Schmelzefäden ein durch Anblasen mit querströmender Luft der Geschwindigkeit 0,5 m/sec. Die abgekühlten

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Fäden wurden dann präpariert und galettenlos mit einer Geschwindigkeit von 3200 m/min abgezogen und aufgespult.

Diese Fäden ließen sich ohne Probleme Strecktexturieren, wobei der Nenntiter des fertigen Garns dtex. 56f48 betrug. Die textlien Kenndaten der Spinnfäden sind in der Tabelle zusammengestellt. Die Titer- und Anfärbegleichmäßigkeit der Fäden war makellos. Im Vergleich und relativ zu einem auf einer konventionellen Spinnanlage hergestellten Garn betrug die Kraftdehnungsbezugsgröße 107 %· Der Abstand "D" liegt innerhalb des erfindungsgemäßen Bereichs.

Beispiel 9 (Vergleichsbeispiel): ·

Polyesterfäden wurden unter denselben Bedingungen gesponnen und aufgespult wie im Beispiel 8, jedoch mit dem Unterschied, daß der Abstand zwischen Düsenplatte und der Höhe des obersten Anblaspunktes D= 120 mm betrug (konventionelle Spinnanlage). Dieser Abstand lag außerhalb des erfindungsgemäßen Wertebereichs► Die Gleichmäßigkeitswerte waren nicht mehr tolerierbar.

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- 84—

Tabellarisch zusammengefaßte Verfahrensbeispiele

Beiepiel-Nr.

' 5

Erfindung/Vergleich

Erfindung Vergl. Vergl. Erfindg. Vergl. . Erfindg. Vergl«

Polymer

Nenntiter (dtex)

Spinnabzugsgeschwind. (m/min) Düsenbelastung (g/min/cm*) Kenngröße "D" (mm)

PA-66

22f7

3200

0,7

35

60

	PA-6	-♦	PET
► ' —♦ ■· '-#·	78f24	1000	56f48
► . —> .'■_'■ —♦	6000	2,0	3200·
	2,0	60	1,1
> 120 . f.80	60	35

; ι

Kenndaten des
Spinnfadens:

Uster (half inert) ( Anfärbegleichmäßigkeit* (Br.last«yer.ciennungj rel. (%)

<0,5 <0,5 0,75 j 0,95 0,5

81

100 : 101,5

?■■■.

lO0,5

m- t ·

*Beurteilung:_ + sehr gleichmäßig - stark streifig

0,5

107

1,4

100

CD CO CD CD GO CO

L ee rs ei te

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Schmelzspinnen von synthetischen Polymeren, vorzugsweise aus der Gruppe Polyamid-6, Polyamid-66 und Polyester und deren Copolymeren, zu Fäden, wobei die Polymeren durch Spinndüsen mit einer unteren, im wesentlichen ebenen Spinndüsenoberfläche versponnen und die gebildeten Fäden in einer Kühlzone unterhalb eines obersten Anblaspunktes durch Blasluft gekühlt, anschließend befeuchtet und präpariert und schließlich mit einer Geschwindigkeit zwischen 600 und 6000 m/min abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand ¹¹D" des obersten Anblaspunktes der Kühlzone von der Spinndüsenoberfläche so gewählt wird, daß er in einem Bereich liegt, der nach oben durch die Beziehung B, nach unten hin durch die Beziehungen A.J oder A₂ oder A₃ begrenzt wird, wobei

15 B = 48,2 · Ig ν - 109 (mm)

A₁ = 34,4 · Ig ν - 71 (mm)

A₂ = - 32 .(Ig ν - 3,356)²

A₃ = - 44 .(Ig ν - 3,221)²

und "v" der Spinnabzug in (m/min) ist

20 A.J für eine Düsenbelastung

A₂ für eine Düsenbelastung von A₃ für eine Düsenbelastung gelten.

+ 34 (mm) ι- 32 (mm) , und die Beziehungen 5 g/min/cm o,, 2
5-1,8 g/min/cm >1, 2
8 g/min/cm

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2. Verfahren nach Anspruch 1 für die Anwendung bei Polyesterfäden eines Kapillartiters .^1,5 dtex und eines Gesamt-

2 titers ξ£Ξ 230 dtex bei einer Düsenbelastung J^: 0,8 g/min/cm und einer Spinnabzugsgeschwindigkeit =— 2800 m/min, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand "D" zwischen "B" und 35 mm gewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 für die Anwendung bei Polyesterfäden eines Gesamttiters =»1100 dtex bei einer Düsenbe-

2
lastung ^ 1,8 g/min/cm und einer Spinnabzugsgeschwindigkeit ^s= 1200 m/min, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand "D" zwischen "B" und 31 mm gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 für die Anwendung bei Polyamidfäden eines Gesamttiters ewischen 10 und 170 dtex bei

2 einer Düsenbelastung zwischen 0,5 und 1,8 g/min/cm und einer Spinnabzugsgeschwindigkeit ΞΞτ45ΟΟ m/min, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand "D" zwischen B-I5 und A₂ gewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden innerhalb der Kühlzone über Fadenleit- oder Fadenreiborgane geführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden im Anschluß an die Kühlzone einer weiteren Streck- bzw. Temperaturbehandlung unterzogen werden.

7. Vorrichtung zum Schmelzspinnen von synthetischen Polymeren, vorzugsweise ais der Gruppe Polyamid-6, Polyamid-66 und Polyester und deren Copolymeren, zu Fäden, bestehend aus

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einem Heizbehälter mit

mindestens einer Spinndüse mit einer unteren, im wesentlichen ebenen Spinndüsenoberfläche und aus einem Blasschacht mit einem obersten Anblaspunkt- aus einer nachfolgenden Befeuchtungs- und Präparationseinrichtung und aus einer Abzugseinrichtung, die für Abzugsgeschwindigkeiten zwischen 600 und 6000 m/min ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand "D" des obersten Anblaspunktes im Blasschacht von der Spinndüsenoberfläche so festgelegt ist, daß er in einem Bereich liegt, der nach oben durch die Beziehung B, nach unten hin durch die Beziehungen Α., oder A₂ oder A, begrenzt wird, wobei

B 48 ,2 • ig ν - 109 (mm) ^A1 - 34 ,4 ' Ig ν - 71 (mm) ^A2 ⁼ - 32 •Cig ν - 3,356)² ^A3 - - 44 •Cig ν - 3,221)² "v" der Su i: nnabz ue in (m/i din") ist

+ 34 (mm) 15 A₃ = 44 -(Ig ν - 3,221)² + 32 (mm)

und pg (/) g

2 A₁ für eine Düsenbelastung < 0,5 g/min/cm

2 A₂ für eine Düsenbelastung von 0,5 - 1,8 g/min/cm

2 für eine Düsenbelastung ^1,8 g/min/cm

20 gelten.