VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON FEINEN MONOFILAMENTEN UND MONOFILAMENT HERGESTELLT NACH DIESEM VERFAHREN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Monofilamenten aus Polyester mit rundem Querschnitt in einem Titerbereich von 5 - 25 dtex, sowie ein Monofilament hergestellt nach dem Verfahren.

[0002] Bei den Filamenten gemäss US-A-3,832,435 handelt es sich um gekräuselte Multifilamente. Im Verfahren sind zwei Zylinder erforderlich. Einem grösseren Zylinder ist ein wesentlich kleinerer Zylinder nachgeschaltet. Der erste Zylinder dient zum Abkühlen der Filamente, der zweite Zylinder läuft mit einer anderen Geschwindigkeit als der erste und dient zum Verstrecken der Filamente. Die Umlaufsgeschwindigkeit des ersten Zylinders beträgt maximal 470 m/min, diejenige der Streckwalze maximal 1000 m/min, In der GB-A-12 68 302 wird ein Verfahren zur Herstellung von gekräuselten Polyamid Multifilamenten beschrieben. Darin sind gekühlte Galettenpaare vorgesehen, mit welchen die Multifilamente in einem Arbeitsgang verstreckt und anschliessend aufgespult werden. Nach dem bekannten Verfahren sind die Geschwindigkeiten auf 1250 m/min limitiert.

[0003] Feine Monofilamente bis etwa 33 dtex werden mit Spinngeschwindigkeiten unter 1000 m/min gesponnen, mit Blasluft gekühlt, aufgewickelt und in einem zweiten Arbeitsgang mit etwa 750 m/min separat verstreckt.

[0004] Obwohl die Eigenschaften der in bekannter Weise hergestellten Monofile, insbesondere ihre Festigkeit, befriedigend ist, ist das langsame Spinnen und separate Verstrecken sehr aufwendig. Es besteht schon lange das Bedürfnis die Herstellung der Monofile zu vereinfachen und effizienter zu gestalten.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von feinen Monofilamenten zur Verfügung zu stellen, das ohne separaten Streckprozess bei hohen Wickelgeschwindigkeiten die Eigenschaften von bekannten Monofilamenten erreicht und/oder verbessert.

[0006] Eine weitere Aufgabe ist es, das Verfahren so zu variieren, dass gewünschte Eigenschaften der Monofilamente durch die Einstellparameter der Vorrichtung erzielt werden können.

[0007] Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die schmelzgesponnenen Filamente über eine einzelne luftgekühlte rotierende Walze geführt, spinnpräpariert und umittelbar mit einer Geschwindigkeit von 4000 bis 6000 m/min aufgespult werden, wobei die Monofilamente über die mit einer Umfangsgeschwindizkeit von 1000 bis 1600 m/min rotierende Walze geführt werden.

[0008] Unter Verwendung der Walze als Kühlelement ist es erstmals möglich, Monofile in beanspruchten Titerbereich bei hohen Geschwindigkeiten zu spinnen. Es ist ausserdem besonders vorteilhaft, dass der Prozess einstufig, d.h. ohne zusätzliches Streckwerk durchgeführt werden kann. Das Verfahren ist also sehr unkompliziert und bietet durch entsprechende Variation der Walzenparameter, wie Umfangsgeschwindigkeit, Abstand Spinndüse - Walze und Kühlzeit eine einfache Voraussetzung zur gezielten Beeinflussung der Monofileigenschaften.

[0009] Es ist zweckmässig die Umfangsgeschwindigkeit der Kupferwalze von 1000 bis 1600 m/min, abhängig von Titer zu wählen.

[0010] Es ist auch zweckmässig, den Abstand zwischen der Spinndüse und der Walze zwischen 60 und 200 cm zu wählen.

[0011] Mittels der Umfangsgeschwindigkeit der Walze und dem Abstand zwischen Spinndüse und Walze lassen sich zusätzlich die Fadeneigenschaften beeinflussen.

[0012] Es kann zweckmässig sein, die Monofilamente in Bereich zwischen der Walze und dem Spuler thermisch zu behandeln.

[0013] Die thermische Behandlung erfolgt dann integriert bei 110 - 200 °C, insbesondere bei 150 - 170°C, bevorzugt bei 150 - 160 _° C. Die thermische Behandlung kann besonders bei feinen Monofilen zur Erzielung der erfindungsgemässen Eigenschaften nützlich sein.

[0014] In einer besonders vorteilhaften Ausführung besteht die Walze aus Kupfer, sie kann aber auch aus einem anderen gut wärmeleitfähigem Metall wie beispielsweise Aluminium oder Edelstahl bestehen. Die Walze aus einen gut wärmeleitfähigen Material kann auch Oberflächenbeschichtet sein und kann aktiv gekühlt werden.

[0015] Das nach dem Verfahren hergestellte Monofilament zeichnet sich durch ein rundes Profil, einen Kochschrumpf <10 %, bevorzugt <6 %, eine Dehnung <40 % und eine Festigkeit von >35 cN/tex aus.

[0016] Die Anzahl der aus einer Spinndüse herstellbaren Monofile ist für das erfindungsgemässe Verfahren nicht kritisch und lediglich von der Breite der Kühlwalze und der Anordnung der Spuler abhängig.

[0017] Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung näher beschrieben werden.

[0018] Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens.

[0019] In der Figur ist mit 1 ein Spinnblock dargestellt. Filamente sind mit 2, 2'und 2" bezeichnet. Einer mit 800 - 1600 m/min Umfangsgeschwindigkeit drehbare Walze 3 ist eine luftgelagerte Umlenkrolle 4 nachgeschaltet. Zwischen der Umlenkrolle 4 und dem Spuler 7 kann ein Heizer 6 vorgesehen werden. Die Vorrichtung 5 zum Aufbringen einer Spinnpräparation kann vor oder/und nach dem Heizer 6 angeordnet sein.

[0020] Im Betrieb werden die Filamente 2, 2', 2" direkt von den Düsen des Spinnblocks 1 mittels des Spulers 7 mit einer Geschwindigkeit von 4000 bis 6000 m/min abgezogen und auf eine der Filamentzahl entsprechenden Anzahl von Spulen gewickelt. Dabei laufen die Filamente 2, 2', 2" über einen Teil der rotierenden Oberfläche. Die Walze 3 selbst ist nicht aktiv gekühlt. Die der Walze 3 vom Filament 2 zugeführte Wärme wird über die vergleichsweise grosse Walzenoberfläche an die Umgebung abgegeben.

[0021] Die Kontaktlänge des Filamentes 2 wird mittels der Umlenkrolle 4 eingestellt. Vor oder nach einer möglichen Wärmebehandlung durch den Heizer 6 wird eine Spinnpräparation über die Einrichtung 5 auf den Faden aufgebracht.

Ausführungsbeispiele

[0022] Als Polymer wurde ein Polyester mit einer VI von 74 (Phenol/Dichlorbenzol) bei Extrudertemperaturen von 275/280/285 °C, einer Schmelztemperatur von 287 °C und einer Spinnblocktemperatur von 295 °C gesponnen. Die Spinndüsencharakteristik betrug 2 x 6/.33/4D und 1 x 5/.33/4D. Die Wickelgeschwindigkeit betrug 5000 m/min.

[0023] Die Umfangsgeschwindigkeit der Walze wurde bei einer Kontaktlänge von 12 cm zwischen 800 und 1600 m/min und der Abstand zwischen Spinndüse und Walze zwischen 60 und 130 cm, abhängig vom Titer variiert.

[0024] Die Versuchsparameter und Garneigenschaften sind in der folgenden Tabelle für 6 dtex Beispiele 1 - 6a und 10 dtex Beispiele 7 - 14 zusammengestellt.

[0025] Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass in einem einstufigen Prozess bei Geschwindigkeiten über 4000 m/min feine Monofile hergestellt werden können. Durch Variation der Walzenparameter lassen sich erstmals Monofile bei hohen Geschwindigkeiten einstufig mit hoher Festigkeit, tiefer Dehnung und tiefem Kochschrumpf herstellen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Monofilamenten aus Polyester mit rundem Querschnitt im Titerbereich von 5 - 25 dtex ohne Streckwerk, dadurch gekennzeichnet, dass die schmelzgesponnenen Monofilamente über eine einzelne luftgekühlte rotierende Walze (3) geführt, spinnpräpariert und unmittelbar mit einer Geschwindigkeit von 4000 bis 6000 m/min aufgespult werden, wobei die Monofilamente über die mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 1000 bis 1600 m/min rotierende Walze (3) geführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Monofilamente von den Spinndüsen zur Walze (3) eine Strecke durchlaufen deren Länge zwischen 60 und 200 cm beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Monofilamente im Bereich zwischen der Walze (3) und dem Spuler (7), thermisch behandelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Walze (3) verwendet wird, deren Oberfläche aus Kupfer besteht.

5. Monofilamente, hergestellt nach dem Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen rundes Profil, einen Kochschrumpf <10 % eine Dehnung <40 % und eine Festigkeit >35 cN/tex.

Claims

1. Method for producing polyester monofilaments with a round cross-section in the titre range from 5-25 dtex, without drawing equipment, characterized in that the melt-spun monofilaments are guided over an individual air-cooled rotating roll (3), are spin lubricated and are directly wound up at a velocity of 4000 to 6000 m/min., the monofilaments being guided over a roll (3) rotating at a circumferential velocity of 1000 to 1600 m/min.

2. Method according to Claim 1, characterized in that, from the spinning nozzles to the roll (3), the monofilaments pass through a zone whose length is between 60 and 200 cm.

3. Method according to Claim 1, characterized in that monofilaments are thermally treated in the region between the roll (3) and the winder (7).

4. Method according to Claim 1, characterized in that a roll (3) is used whose surface is made of copper.

5. Monofilaments produced by the process according to Claims 1 to 4, characterized by an essentially round profile, a shrinkage at boil of < 10%, an elongation of < 40% and a strength of > 35 cN/tex.

Revendications

1. Procédé pour la fabrication de monofilaments en polyester de coupe transversale ronde dans un domaine de titre allant de 5-25 dtex sans dispositif d'étirage, caractérisé en ce que les monofilaments filés dans la masse fondue sont conduits sur un unique rouleau rotatif (3) refroidi à l'air, puis sont enduits d'une préparation de filage et sont de suite embobinés avec une vitesse de 4000 à 6000 m/min, où les monofilaments sont conduits sur le rouleau rotatif (3) dont la vitesse périphérique va de 1000 à 1600 m/min.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les monofilaments issus des filières jusqu'au rouleau (3) parcourent une distance comprise entre 60 et 200 cm.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les monofilaments sont traités thermiquement dans le domaine entre le rouleau (3) et le bobinoir (7).

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oN utilise un rouleau (3) dont la surface est en cuivre.

5. Monofilaments fabriqués d'après le procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisés par une coupe transversale qui est fondamentalement ronde, par un rétrécissement à l'eau bouillante < 10%, par un allongement < 40% et par une ténacité > 35 cN/tex.

Zeichnung