BG99434A

BG99434A - Метод за получаване на целулозни влакна и устройство за провеждане на метода

Info

Publication number: BG99434A
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: 1996-01-31
Also published as: RU95109441A; CN1111912A; GB2284382B; JPH08500863A; HUT72229A; ZA944766B; EP0658221A1; SK26795A3; GB2284382A; AT399729B; AU668485B2; AU7018494A; DE4494608D2; HU9500590D0; GR3019295T3; CN1039039C; KR0177261B1; YU40894A; DK0658221T3; YU48686B

Abstract

По метода целулозните влакна се получават, като разтвор на целулоза в третичен аминоксид се формував топло състояние във филаменти, които се охлаждат и се вкарват в утаяваща баня, за да се утаи целулозата. Преди да навлезе в утаяващата баня, формуваният разтвор се подлага на охлаждане с предимно ламинарен газов поток.

Description

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 бавя, за да се утаи разтворената целулоза, както и до устройство за провеждане на метода.

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 наи-напред се приготвя суспензия на целулоза във воден третичен аминоксид. Аминоксидът съдържа до 40 т.% вода. Водната суспензия на целулоза се загрява и при понижено налягане се отделя вода, докато целулозата се разтвори.

• · • * · · ··· ·♦ ······ ** ···

Методът се провежда във вакуумиращо се устройство за бъркане, собствена. разработк а.

От DE-А - 28 44 163 е известно, че при получаване на целулозни влакна между предилната дюза и утаяващата баня се оставя въздушна отсечка, съотв. 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 споменатия в началото тип е известен от DE-A - 28 30 685 , съгласно които разтвор на целулоза в третичен аминоксид се формова във филаменти в топло състояние, филаментите се охлаждат е 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, които 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.

Тук се включва изобретението, което си поставя задачата да подобри споменатия в началото метод така, че при използването на предилна дюза с по-голяма плътност на отворите да може да се изпреде по-плътен сноп нишки, при който текстилните свойства на изпредените нишки да могат да се регулират по-добре.

• ·

Тази задача се решава съгласно изобретението 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 на охлаждане с предимно ламинарен газов поток.

Изобретението почива на откритието., че текстилните свойства на влакната могат да се повлияват чрез отдухване 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. Установи се съгласно изобретението, че могат да се получат влакна с еднородни свойства, ако току що екструдираните филаменти се обдухат с охлаждащ газов поток, които по възможност да не е турбулентен, т.е, да е до голяма степен ламинарен. Това води до значително подобряване на процеса 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 отвора, 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 провеждане 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, и което 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 притежава подаващ щуцер и отражателен диск за отклоняване на газовия поток, при което отражателния диск е така конструиран, че газовият поток да остане при отклоняването най-възможно ламинарен.

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

Методът съгласно изобретението е обяснен по-подробно с помощта на чертежа, като фиг.1 показва схематично провеждането на сух/мокър предачен метод за получаване на целулозни влакна според състоянието на техниката, а фиг,2а - едно предпочитано оформление на предилното устройство съгласно изобретението. фиг,2Ь показва отрязък от фиг.2а в уголемен мащаб. За сравнение на фиг.З е показано устройство, което не притежава белезите съгласно изобретението.

На фиг, 1 с 1 е обозначена нагреваема (загряването не е нарисувано) предилна дюза, която чрез превода 2 се захранва с предилната маса 3, т.е. е 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. С цифрата 5 е обозначен снопът влакна, екструдиран приз предилните отвори на предилната дюза 1.

• · · ·

... ..' *·· .........

Снопът влакна 5 попада през Въздушната отсечка, която се определя от разстоянието между предилната дюза 1 и повърхносптаа на утаяващата баня 6, 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 обозначено схематично с една стрелка. Изтегляне се постига, като снопът влакна 5 се издърпва през ролката 7 с пого ляма скорост, отколкото той напуска предилната дюза!.

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 хоризонтала 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 I

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 притежава 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 подържането на ламинарно течение. Отбелязаните на фиг.2Ь ъгли имат предимно следните стойности:

• » ex (отражателна плоча): < 12°, предимно 3-8°; β (горен дефлектор): < 10°, предимно 4-8°;

(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 е образуване на висока турбулентност. Такова устройство, което не е съгласно изобретението, е представено на фиг.З.

Представеното на фиг.2Ь устройство за обдухване може да образува с предилната дюза Г една единна конструктивна единица или да представлява самостоятелен конструкционен 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 в следствие на завихряне газовият поток се връща отново загрят в снопа влакна, което води до недостатъчно и неравномерно охлаждане. В следствие на това се получават различни свойства на изтегляне на снопа филаменти, което може да доведе до неравномерен сноп филаменти при изтеглянето и в следствие на капилярни пукнатини до смущения в преденето и до залепване. За да се предотврати това нещо и за да се оптимизира допълнително процесът на предене, една предпочитана конструкция на • · » устройството съгласно изобретението притежава пръстеновидна издатина, която отклонява преминалия през снопа влакна охлаждащ газов поток от равнината на предилната дюза леко надолу.

Със следните примери на изпълнение изобретението се описва още по-подробно.

Пример и сравнителен пример

Един целулозен разтвор, получен по описания в ЕР-А - 0 356 419 метод, се филтрува и в топло състояние се изприда съгласно представения на фиг.1 метод, при което като предачно устройство се използува устройството, представено в разрез на фиг.2а, а за сравнителния пример - на фиг.З, Двете устройства имат еднакъв вътрешен диаметър на тръбното захранване 8 за охлаждащия газ (44 тт) и еднакъв диаметър на отражателния диск 9 (104 тт). В примера (устройството съгласно изобретението) ъглите а и β са по 5°, с което ъгълът на общо отваряне σ възлиза на like Ъгълът 3 възлиза на 5°.

В таблицата са дадени за примера и за сравнителния пример изпреденото за час количество целулозен разтвор (kg/h), неговият състав (т.%), неговата температура (°C) при предене, плътността на отворите (брой отвори / пит) на предилната дюза, диаметърът на предилните отвори (μ), дюзовото изтегляне, подаването на охлаждащ въздух (пП/h), неговата температура (°C), температурата (°C) на отведения вътрешен охлаждащ въздух, изтеглянето на нишките, ΝΜΜΟ-съдържанието на утаяващата баня (т.% ΝΜΜΟ) и крайният титър на получените влакна (dtex).

Таблица

целулозен разтвор (kg/h)	пример 27,6	сравн. пример 27,6
целулозно съдържание (т.%)	15	15
темп, на целулозния разтвор (°C)	117	117

» ·

плътност на отворите (отвор/тпг)	пример 1,59	сравн. пример 1,59
диаметър на отворите ( т)	100	100
дюзово изтегляне	14,5	12,4
охлаждаш, въздух (пг/й)	34,8	34,8
темп, на подавания охл.въздух	21	21
темп, на отвежд. охл.въздух	36	36
утаяваща баня (% NMMO)	20	20
темпер. на утаяващата баня	20	20
минимален титър на нишките (dtex)	1,18	1,38

устройство, на потока,

Оттук се вежда.че чрез благоприятно конструирано по постиганата финост на влакното влакното в dtex) се дължи определено на подаването на охлаждащия газ. Едно съотношение на дюзово изтегляне 14,5:1 можеше да бъде обдухващото отношение (= минимален титър на постигнато само е обдухващото устройство съгласно изобретението, при което фиността на нишката възлизаше на

1,18 dtex. При сравнителния пример постигнатата финост на нишката беше с 20% по-лоша.

Claims

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 на охлаждане с предимно ламинарен газов поток

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че ламинарният газов поток е насочен предимно перпендикулярно към филаментите.

3. Метод съгласно претенция 1 или 2 за получаване на целулозни влакна, при което топлият целулозен разтвор се пропуска през предилна дюза 1’ с голям брой предилни отвори, които са подредени пръстеновидно, чрез което се образува пръстеновиден сноп филаменти (5’), 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 провеждане на метода 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 сноп филаменти (5’), характеризиращо си 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 наи-възможно ламинарен.

6. Използуване на устройство според една от претенциите 4 или 5 за получаване на целулозни влакна от разтвор на целулоза в третичен аминок сид.