BG62408B1

BG62408B1 - Метод за получаване на целулозни влакна и устройство заосъществяването му

Info

Publication number: BG62408B1
Application number: BG99434A
Authority: BG
Inventors: Stefan Zikeli; Friedrich Ecker; Franz Schwenninger; Raimund Jurkovic; Hartmut Ruef
Original assignee: Lenzing Aktiengesellschaft
Priority date: 1993-07-01
Filing date: 1995-02-16
Publication date: 1999-10-29
Also published as: RU95109441A; CN1111912A; GB2284382B; JPH08500863A; HUT72229A; ZA944766B; EP0658221A1; SK26795A3; GB2284382A; AT399729B; AU668485B2; AU7018494A; DE4494608D2; HU9500590D0; GR3019295T3; CN1039039C; KR0177261B1; YU40894A; DK0658221T3; YU48686B

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до метод за получаване на целулозни влакна като разтвор на целулоза в третичен аминоксид се формова в топло състояние във филаменти, филаментите се охлаждат и след това се поставят в утаяваща баня, за да се утаи разтворената целулоза, както и до устройство за провеждане на метода.

Предшестващо състояние на техниката

От US-PS 2 179 181 е известно, че третични аминоксиди са в състояние да разтварят целулоза и че от тези разтвори чрез утаяване могат да се получат целулозни влакна. Един метод за получаване на такива разтвори е описан например в ЕР-А - 0 356 419. Съгласно тази публикация най-напред се приготвя суспензия на целулоза във воден третичен аминоксид. Аминоксидът съдържа до 40 т.% вода. Водната суспензия на целулозата се загрява и при понижено налягане се отделя вода, докато целулозата се разтвори. Методът се провежда във вакуумиращо се устройство за разбъркване, разработено съгласно посочения патент.

От DE-A - 28 44 163 е известно, че при получаване на целулозни влакна между предилната дюза и утаяващата баня се оставя въздушна отсечка, съответно въздушен процеп, за да се постигне дюзово изтегляне. Това дюзово изтегляне е необходимо, тъй като след контакт на формования предачен разтвор с водната утаяваща баня едно изтегляне на нишките е силно затруднено. В утаяващата баня се фиксира структурата на влакната, установена във въздушния процеп.

Един метод от посочения в началото тип е известен от DE-A - 28 30 685, съгласно който разтвор на целулоза в третичен аминоксид се формова във филаменти в топло състояние, филаментите се охлаждат с въздух и след това се поставят в утаяваща баня, за да се утаи разтворената целулоза. По-нататък повърхността на изпредените влакна се омрежва с вода, за да се редуцира тяхната склонност да залепват върху съседните влакна.

Оказа се, че всички методи от състоянието на техниката са незадоволителни по отношение на образуването на филаменти и на текстилните свойства на влакната. Поради късия предачен процеп между предачната дюза и утаяващата баня, който е от порядъка на няколко сантиметра, и поради свързаното с това много кратко време, за което свойствата на влакната могат да се установят, е трудно за всички филаменти на филаментния сноп и за получените след утаяването влакна да се постигне например равномерен титър, равномерна здравина и равномерно разтягане.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да се подобри описаният метод така, че при използването на предилна дюза с по-голяма плътност на отворите да може да се изпреде по-плътен сноп нишки, като текстилните свойства на изпредените нишки да могат да се регулират подобре.

Съгласно изобретението задачата е решена така, че при един метод за получаване на целулозни влакна, при който разтвор на целулоза в третичен аминоксид се формова в топло състояние до филаменти, филаментите се охлаждат и след това се вкарват в утаяваща баня, за да се утаи целулозата, формованият разтвор се подлага преди вкарването в утаяващата баня за охлаждане с предимно ламинарен газов поток.

Изобретението се основава на факта, че текстилните свойства на влакната могат да се повлияват чрез обдухване с инертен газ, предимно въздух. Процесът на охлаждане на филамента, излизащ от предилната дюза, влияе не само на качеството на влакното, но и на изтеглянето и удължението на филамента. Съгласно изобретението могат да се получат влакна с еднородни свойства, ако току-що екструдираните филаменти се обдухат с охлаждащ газов поток, който по възможност да не е турбулентен, т.е. да е до голяма степен ламинарен, при което значително се подобрява процесът на предене.

Един предпочитан вариант на метода съгласно изобретението се състои в това, че ламинарният газов поток се насочва предимно перпендикулярно към филаментите.

Оказа се благоприятно топлият целулозен разтвор да се прекарва през предилна дюза с голям брой предилни отвори, подредени пръстеновидно, като по този начин се получава пръстеновиден сноп филаменти, при което ламинарният газов поток се поставя в центъра на пръстена, образуван от предилните отвори, и е насочен радиално навън.

Изобретението се отнася и до устройство за осъществяване на метода съгласно изобретението, което включва механизъм за подаване на охлаждащия газ и предилна дюза с предилни отвори, които са подредени предимно пръстеновидно, за да се образува пръстеновиден сноп филаменти, като устройството съгласно изобретението се характеризира с това, че механизмът за подаване на охлаждащия газ се поставя в центъра на пръстена, образуван от предилните отвори, и е конструиран така, че един предимно ламинарен газов поток се насочва върху филаментите и филаментите се охлаждат с ламинарен газов поток.

Едно целесъобразно изпълнение на устройството съгласно изобретението се състои в това, че механизмът за подаване на охлаждащия газ има подаващ щуцер и отражателен диск за отклоняване на газовия поток, при което отражателният диск е така конструиран, че газовият поток да остане при отклоняването възможно най-близък до ламинарния.

Изобретението се отнася и до използването на устройството съгласно изобретението за получаване на целулозни влакна от разтвор на целулоза в третичен аминоксид.

Методът съгласно изобретението е пояснен по-подробно с приложените фигури, от които:

Фигура 1 показва схематично осъществяването на сух/мокър предачен метод за получаване на целулозни влакна според състоянието на техниката;

Фигура 2а - едно предпочитано оформление на предилното устройство съгласно изобретението;

Фигура 2Ь - отрязък от фиг. 2а в уголемен мащаб;

Фигура 3 - устройство, което не притежава белезите съгласно изобретението (за сравнение).

На фиг. 1 с 1 е обозначена нагреваема (загряването не е показано) предилна дюза, която чрез провода 2 се захранва с предилната маса 3, т.е. с топъл целулозен разтвор с температура от около 100°С. Помпата 4 служи за дозиране на предилната маса и за регулиране на налягането, необходимо за екструзията. 5 С цифрата 5 е обозначен снопът влакна, екструдиран през предилните отвори на предилната дюза 1.

През въздушната отсечка, която се определя от разстоянието между предилната дю10 за 1 и повърхността на утаяващата баня 6, снопът влакна 5 попада в утаяващата баня 6, обединява се през отклоняваща ролка 7 и се изтегля. Екструдираният сноп влакна 5 се охлажда с въздух, което на фигурата е обозначе15 но схематично с една стрелка. Изтегляне се постига, като снопът влакна 5 се издърпва през ролката 7 с по-голяма скорост, от тази, с която той напуска предилната дюза 1.

Фигура 2а показва в разрез пръстеновидна нагреваема (загряването не е показано) предилна дюза Г и обдухващо устройство, състоящо се от централен тръбовиден механизъм 8 за охлаждащия газ и отражателен диск 9 за отклоняване на газовия поток от вертикална в предимно хоризонтална посока. Пръстеновидната предилна дюза Г се захранва на едно място, което на чертежа не е показано, с предилна маса 3', която се изприда в плътен пръстеновиден сноп влакна 5', който се обдухва отвътре с охлаждащ газ. На фигурата посоката на обдухване е обозначена с щрихирана стрелка. Охлаждащият въздух излиза от кръгообразна процепна дюза, която се образува от отражателната плоча 9 и насрещната част 10.

Газовият поток среща дисковата отражателна плоча, отклонява се в хоризонтална посока, излиза като ламинарен газов поток и среща пръстеновидния сноп влакна 5' от вътрешната му страна.

Представеният на фиг. 2а образец на устройството съгласно изобретението има отражателна плоча за получаване на ламинарен охлаждащ газов поток, която отклонява вертикалния поток охлаждащ газ без рязък преход в предимно хоризонтална посока. На фиг. 2Ь е представена уголемена онази част на фиг. 2а, която е предназначена за поддържането на ламинарно течение. Отбелязаните на фиг. 2Ь ъгли имат предимно следните стойности:

а (отражателна плоча): <12°, предимно 3-8°;

β (горен дефлектор): <10°, предимно 420

8°;

δ (външно удебеление): <30°, предимно 15-25°;

σ( α + β ): <22°.

Един рязък преход между подаващия механизъм 8 и отражателния диск 9 води до сгъстяване на въздушната струя с образуване на висока турбулентност. Подобно устройство, което не е съгласно изобретението, е представено на фиг. 3.

Представеното на фиг. 2Ь устройство за обдухване може да образува с предилната дюза Г една единна конструктивна единица или да представлява самостоятелен конструктивен елемент, върху който се поставя пръстеновидната предилна дюза Г. Целесъобразно е между устройството за обдухване и предилната дюза да се поставя изолация (не е показана), за да се предотврати преход на топлина от предилната маса към охлаждащия въздух.

Целесъобразно е също кръгообразният изходен шлиц след отклонението на газовия поток да се разтваря на ъгъл на общо отваряне <22°. Чрез непрекъснато увеличаване на напречното сечение се минимизират съпротивленията на течение на охлаждащия газ. С малкия ъгъл на общо отваряне се предотвратява откъсване на потока охлаждащ газ и се осъществява безтурбулентно обдухване на филаментите.

Освен това се оказа, че след преминаване през снопа влакна вследствие на завихряне газовият поток се връща отново загрят в снопа влакна, което води до недостатъчно и неравномерно охлаждане. Вследствие на това се получават различни свойства на изтегляне на снопа филаменти, което може да доведе до неравномерен сноп филаменти при изтеглянето и вследствие на капилярни пукнатини - до смущения в преденето и до залепване. За да се предотвратят посочените възможни промени и за да се оптимизира допълнително процесът на предене, една предпочитана конструкция на устройството съгласно изобретението има пръстеновидна издатина, която отклонява пре5 миналия през снопа влакна охлаждащ газов поток от равнината на предилната дюза леко надолу.

Примерно изпълнение на изобретението

Със следните примери на изпълнение изобретението се пояснява по-подробно.

Пример и сравнителен пример.

Един целулозен разтвор, получен по описания в ЕР-Ь - 0 356 419 метод, се филтрува и в топло състояние се изприда съгласно представения на фиг. 1 метод, а като предачно устройство се използва устройството, представено в разрез на фиг. 2а, а за сравнителния пример - на фиг. 3. Двете устройства имат еднакъв вътрешен диаметър на тръбното захранване 8 за охлаждащия газ (44 mm) и еднакъв диаметър на отражателния диск (104 mm). В примера (устройството съгласно изобретението) ъглите а и β са по 5°, ъгълът на общо отваряне ое 10°, а ъгълът δ е 5°.

За примера и за сравнителния пример изпреденото за час количество целулозен разтвор (kg/h), неговият състава (т.%), неговата температура (°C) при предене, плътността на отворите (брой отвори/mm²) на предилната дюза, диаметърът на предилните отвори (μ), дюзовото изтегляне, подаването на охлаждащия въздух (m²/h), неговата температура (°C), температурата (°C) на отведения вътрешен охлаждащ въздух, изтеглянето на нишките, NMMO-съдържанието на утаяващата баня (т.% NMMO) и крайният тигър на получените влакна (dtex).

Таблица

	Пример	Сравн.пример
Целулозен разтвор (kg/h)	27,6	27,6
Целулозно съдържание (т.%)	15	15
Т° на целулозния разтвор (°C) Плътност на отворите	117	117
(отвор/mm²)	1,59	1,59
Диаметър на отворите (т)	100	100
Дюзово изтегляне	14,5	12,4
Охлаждащ въздух (m’/h) Т° на подавания охладен	34,8	34,8

,624u8

въздух Т° на отвеждания охладен	21	21
въздух	36	36
Утаяваща баня (% N.MMO)	20	20
Т° на утаяващата баня	20	20
Минимален титьр на нишките
(dtex)	1,18	1,38

Съгласно таблицата чрез обдухващото устройство, благоприятно конструирано по отношение на потока, постиганата финост на влакното (= минимален титьр на влакното в dtex) се дължи определено на подаването на охлаждащия газ. Съотношението на дюзово изтегляне 14,5:1 може да бъде постигнато само с обдухващото устройство съгласно изобретението, при което фиността на нишката възлиза на 1,18 dtex. При сравнителния пример постигнатата финост на нишката е с 20% по-лоша.

Claims

Патентни претенции

1. Метод за получаване на целулозни влакна, като разтвор на целулоза в третичен аминоксид се формова в топло състояние до филаменти, филаментите се охлаждат и след това се вкарват в утаяваща баня, за да се утаи целулозата, характеризиращ се с това, че формованият разтвор се подлага преди вкарването в утаяващата баня за охлаждане с предим- 30 но ламинарен газов поток.
2. Метод съгласно претенция 1, харак- теризиращ се с това, че ламинарният газов поток е насочен предимно перпендикулярно към филаментите. 35
3. Метод съгласно претенция 1 или 2 за получаване на целулозни влакна, при което топлият целулозен разтвор се пропуска през предилна дюза Г с голям брой предилни отвори, които са подредени пръстеновидно, чрез което 40 се образува пръстеновиден сноп филаменти (5'), Ιθ характеризиращ се с това, че ламинарният газов поток се поставя в центъра на образувания от предилните отвори пръстен и е насочен радиално навън.
4. Устройство за осъществяване на ме15 тода според една от претенциите 1 до 3, което устройство обхваща механизъм за подаване на охлаждащ газ и предилна дюза (Г) с предилни отвори, които са подредени предимно пръстеновидно, за да се образува пръстеновиден 20 сноп филаменти (5¹), характеризиращо се с това, че механизмът за подаване на охлаждащия газ е поставен в центъра на пръстена, образуван от предилните отвори, и е конструиран така, че един предимно ламинарен газов поток среща филаментите и филаментите се охлаждат с ламинарен газов поток.
5. Устройство съгласно претенция 4, характеризиращо се с това, че механизмът за подаване на охлаждащия газ съдържа щуцер (8) и отражателен диск (9) за отклоняване на газовия поток, при което отражателният диск (9) е конструиран така, че газовият поток при отклонението остава възможно най-близък до ламинарния.
6. Използване на устройство съгласно една от претенциите 4 или 5 за получаване на целулозни влакна от разтвор на целулоза в третичен аминоксид.

Приложение: 3 фигури

Издание на Патентното ведомство на Република България

1113 София, бул. Д-р Г. М. Димитров 52-Б

Експерт: Р.Косева

Редактор: В.Алтаванова

Пор. № 39730

Тираж: 40 MB