CS215972B1 - Způsob výroby tvarového vlákna, zejména syntetického' z taveniny a zvlákňovací tryska k provedení tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu výroby tvarového vlákna, zejména syntetického z taveniny pomocí zvlákňovací trysky a sestávajícího z mikrovláken a zvlákňovací trysky k provedení vtohoto způsobu, tvořené deskou a alespoň jedním vstupním vybráním opatřeným mikrootvory. Podstatou způsoby podle vynálezu je,že sousední mikrovlákna ve vytvořené soustavě mikrovláken se vytlačují z míkrootvorů pod vzájemným úhlem nejvýše 5° a ve vzdálenosti nejvýše 0,15 mm, přičemž se samovolně spojují v nejbližších stykových plochách a zachovávají se tvar průřezů získaných v mikrootvorech. Podstatou zvlákňovací trysky k provedení způsobu výroby tvarového vlákna podle vynélezu je, že mikrootvory jsou sestaveny do geometrických obrazců,přičeně jsou uspořádány pod vzájemným úhlem nejvýše 5°a ve vzdálenosti nejvýše 0,15 mm

Description

Vynález se týká způsobu výroby tvarového vlékna, zejména syntetického z taveniny pomocí zviákňóvací trysky a sestávajícího z mikrovláken a zviákňóvací trysky k provedení tohoto způsobu, tvořené deskou s alespoň jedním vstupním vybráním opatřeným mikrootvory.

Tvarová vlákna, například syntetická, se vyrábí protlačováním taveniny zvlákňovačími otvory zviákňóvací trysky, přičemž tvar průřezu vlákna po opuštění zvlákňovacího otvoru je shodný s tvarem průřezu zvlákňovacího otvoru. Tak například duté kruhové vlákno se vyrábí protlačováním taveniny zvlákňovacim otvorem kruhového průřezu s vloženým jádrem, vlákno s průřezem ve tvaru hvězdy zvlákňovacim otvorem, které má v průřezu rovněž tvar hvězdy a podobně.

Je také znám způsob výroby bikomponentních vláken vytvořených ze dvou rozdílných polymerů, které vytryskují ze zvlákňovacích mikrootvorů vzájemně se sbíhajících až k sobě kolmých, čímž rozdílné polymery do sebe narážejí a vytváří tak bikomponentní vlákno.

Styčné poloha obou mikrovláken se deformací jejich kruhového průřezu zvětší, takže dojde k vytvoření bikomponentního vlákna s průřezem ve tvaru oválu.

Déle je znám způsob výroby bikomponentních vláken nakadeřených a podobně a to spojením polymerů o rozdílných teplotách a/nebo chemických složeních, které vytryskují opět ze zvlákňovacích mikrootvorů vzájemně se sbíhajících až k sobě kolmých. Uvedené způsoby výroby nelze použít pro výrobu tvarových vláken.

Požadovaná jemnost vláken klade vysoké požadavky na přesnost a jakost opracování zvlákňovacích otvorů vytvořených v desce zviákňóvací trysky, neboť zviákňóvací otvory musí být vyrobeny ve velmi úzké toleranci s jemným opracováním jejich vnitřního povrchu. Vstupní a výstupní hrana každého zvlákňovacího otvoru musí být ostrá a bez jakýchkoliv mikroostřin. Osa každého zvlákňovacího otvoru musí být kolmá k výstupní ploše desky zvlákňovací trysky.

Zmíněné náročné požadavky jsou kladeny na zviákňóvací otvory zvlákňovacích trysek pro výrobu běžných vláken s kruhovým průřezem. Ještě vyšší požadavky jsou kladeny na zvlékňovací otvory zvlákňovacích trysek pro výrobu vláken s tvarovým průřezem, například dutým, ve tvaru kříže nebo hvězdy s různým počtem cípů a podobně, nebo jejich kombinací.

Známé zviákňóvací trysky pro výrobu tvarových vláken mají zviákňóvací otvory o průřezu, jejichž tvar je shodný s průřezem tvarového vlákna po opuštění zvlákňovacího otvoru.

Nevýhodou známého způsobu výroby tvarových vláken je nutnost použití značně nákladných zvlákňovacích trysek, jejichž výroba je velmi obtížné, neboť vyžaduje nákladné speciální stroje a nástroje a vysoce kvalifikované pracovníky. Převážně ae používá technologie vyjiskřování zvlákňovacích otvorů tvarovými elektrodami, což je technologie časově velmi náročné, způsobující značně vysoké výrobní náklady celé zviákňóvací trysky. I když takto zhotovené zviákňóvací otvory funkčně vyhovují, jejich nedostatkem je poměrně rychlé opotřebení a tím znehodnocení celé zviákňóvací trysky. Hladkost povrchu vyrobeného vlékna však vlivem vyjiskřovací technologie nedosahuje potřebné jakosti.

Pro výrobu bikomponentních vláken byly vytvořeny tvarové zviákňóvací trysky,tvořené dvěma samostatnými zvlákňovačími mikrootvory, jejichž osy jsou sbíhavé, aby rozdílné polymery, vytryskující z obou zvlákňovacích mikrootvorů do sebe narážely a tím vytvořily bikomponentní vlákno. Tyto zviákňóvací trysky jsou určeny pro výrobu bikomponentních vláken s rozdílnými polymery. Pro tvarové vlákna nevyhovují.

Známy jsou také zviákňóvací trysky s jedním vstupním otvorem ústícím do jednoho oválného zvlákňovacího otvoru, který je rozdělen tenkou jnezivložkou, která rozdělení ukončuje ještě před ústím oválného zvlákňovacího otvoru, takže dvě mikrovlékna jsou donucena ještě před opuštěním oválného zvlákňovacího otvoru se spojit ve stykové ploše rovnající se šířce oválu. Tyto zviákňóvací trysky jsou určeny rovněž pro výrobu bikomponentních vláken. Pro výrobu tvarových vláken je nelze použít.

215 972

-2Uvedené nevýhody a nedostatky odstraňuje způsob výroby tvarového vlákna, zejména syntetického z taveniny pomocí zvlákňovací trysky a sestávajícího z mikrovláken podle vynálezu, jehož podstatou je, že sousední mikrovlákna ve vytvořené soustavě mikrovláken se vytlačují z mikrootvorů pod vzájemným úhlem nejvýše 5° a ve vzdálenosti nejvýše 0,15 nim, přičemž se samovolně spojují v nejbližších stykových plochách a zachovávají si tvar průřezů získaných v mikrootvorech.

Podstatou zvlákňovací trysky k provedení způsobu výroby.tvarového vlákna podle vynálezu, tvořené deskou s alespoň jedním vstupním vybráním opatřeným mikrootvory, je, že mikrootvory jsou sestaveny do geometrických obrazců, přičemž jsou uspořádány pod vzájemným úhlem nejvýše 5° a ve vzdálenosti nejvýše 0,15 mm.

Je výhodné, když geometrické obrazce, do nichž jsou mikrootvory sestaveny, jsou trojúhelník, čtverec nebo kružnice nebo hvězdice s případně rozvětvenými konci ramen. Geometrické obrazce mohou mít také tvar písmen.

Výhodou způsobu výroby tvarového vlákna podle vynálezu je možnost použití podstatně levnějších zvlákňovacích trysek, jejichž výhodou je podstatné zrychlení jejich výroby při dosažení vysoké přesnosti a jakosti opracovaných vnitřních ploch zvlákňovacích otvorů potřebných pro získání požadované jakosti tvarového vlákna. Další výhodou jsou nižší pořizovací náklady na strojní zařízení, neboť pro zhotovení zvlákňovacích otvorů je možno použít běžné stroje a zařízení pro výrobu zvlákňovacích trysek s kruhovými zvlákňovacími otvory, s nimiž mohou pracovat i stávající zapracovaní pracovníci.

Příkladné provedení způsobu výroby tvarového vlákna, zejména syntetického z taveniny je podle vynálezu následující :

Z taveniny se vytvoří soustava mikrovláken kruhového průřezu uspořádaných ve vrcholech geometrického tvaru například trojúhelníku, čtverce nebo na kružnici nebo na cípech hvězdic, případně písmen. Sousední mikrovlákna se vytlačují z mikrootvorů pod vzájemným úhlem 5° a ve vzdálenosti nejvýše 0,15 mm.

Po výstupu z mikrootvorů mikrovlákna podle svých vlastností zvětší svůj průměr a tím se sousední mikrovlákna dotknou a ve stykových plochách se spojí a to bez deformace kruhového průřezu. Vzdálenosti mikrootvorů lze volit od překrytí mikrootvorů s osovou vzdáleností jen málo menší než je průměr mikrootvorů. V tomto případě je mezistěna při výrobě odstraněna v šířce odpovídající velikosti překrytí. Spojení sousedních mikrovláken probíhá v tomto případě již při průtoku taveniny mikrootvory a to na širší stykové ploše, přičemž deformace kruhového profilu vláken odpovídá velikosti překrytí.Při osové vzdálenosti mikrootvorů větší než je jejich průměr, je tloušťka mezistěny volena s ohledem na použitý polymer a velikost průměru mikrootvorů tak, aby zvětšení průměru mikrovláken po opuštění mikrootvorů bylo stejné nebo větší než je tloušťka mezistěny mezi mikrootvory, nejvíce však do 0,15 mm.

Příkladné provedení zvlákňovací trysky podle vynálezu je znázorněno na výkrese, kde obr.l představuje částečný řez deskou zvlákňovací trysky s jedním vstupním vybráním s mikrootvory v nárysu., přičemž řez je veden podle čáry 1-1 v obr.2, obr.2 pohled na dno vstupního vybrání podle obr.l v půdorysu še soustavou mikrootvorů pro výrobu tvarovaného vlákna s průřezem ve tvaru písmene Y, obr. 3 tentýž pohled na dno 3e soustavou mikrootvorů pro výrobu tvarového vlákna s průřezem ve tvaru trojúhelníku, obr.4 opět pohled na dno se soustavou mikrootvorů pro výrobu tvarového vlákna s průřezem ve tvaru trojúhelníku s protaženými vrcholy, obr.5 uspořádání mikrootvorů pro výrobu tvarového vlákna s průřezem ve tvaru trojcípé hvězdy, obr.6 uspořádání mikrootvorů pro výrobu plochého tvarového vlákna se zvlněným povrchem, obr.7 uspořádání mikrootvorů pro výrobu dutého tvarového vlákna se čtvercovým průřezem, obr.8 uspořádání mikrootvorů pro výrobu dutého tvarového vlákna se čtvercovým průřezem, obr. 8 uspořádání mikrootvorů pro výrobu dutého tvarového vlákna kruhového průřezu se zvlněným povrchem, obr. 9 uspořádání mikrootvorů pro výrobu tvarového vlákna s průřezem ve tvaru písmene V, obr.10 uspořádání mikrootvorů pro výrobu tvarového vlákna s průřezem ve tvaru čtyřcípé hvězdy a obr. 11 uspořádání mikrootvorů částečně se

Λ «Λ

3překrývajících pro výrobu plochého tvarového vlákna a mírně zvlněným povrchem.

Deska 1 zvlákňovací trysky je opatřena alespoň jedním zvlákňovacím otvorem tvořeným vstgpním vybráním 2, jehož dno £ je opatřeno soustavou mikrootvorů 4 kruhového průřezu. Uspořádání těchto mikrootvorů £ je určeno požadovaným průřezem tvarového vlákna, jak je znázorněno na obr. 2 až 11.

Uvedené příklady však nevyčerpévají všechny možnosti uspořádání mikrootvorů 4 ve dně 2. vstupního vybrání 2 a mohou být uspořádány i do jiných tvarů a písmen. Je také možno provést v jedné desce 1 zvlákňovací trysky soustavy mikrootvorů 4 v různém uspořádání.

Osy jednotlivých mikrootvorů 4 jsou rovnoběžné, případně mohou být v závislosti na vlastnostech taveniny sbíhavé pod vzájemným úhlem nejvýše 5°. Tloušťka stěny mezi jednotlivými mikrootvory 4 je opět v závislosti na vlastnostech taveniny až 0,15 mm. Jednotlivé mikrootvory 4 se však také mohou částečně překrývat.

Při protlačování taveniny vstupním vybráním 2 zvlákňovací trysky a dále soustavou mikrootvorů 4 nastává, jak prokázaly zkoušky, spojení taveniny vystupující ze vzájemně nejblíže umístěných mikrootvorů £ v nejbližších stykových plochách, čímž dochází k vytvoření tvarového vlákna. Jsou-li mikrootvory 4 částečně překryty - obr.11 - nastává částečné spojení taveniny již při jejím protlačování, přičemž k úplnému spojení dochází po výstupu z mikrootvorů 4· Toto řešení je vhodné pro některé druhy tavenin.

Vynálezu je možno využít k výrobě tvarových vláken, zejména syntetických. Je možno ho využít také k výrobě jiných druhů vláken z taveniny například vláken skleněných.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob výroby tvarového vlákna, zejména syntetického z taveniny pomocí zvlákňovací trysky a sestávajícího z mikrovlákěn, vyznačující se tím, že sousední mikrovlákna ve vytvořené soustavě mikrovlákěn se vytlačují z mikrootvorů pod vzájemným úhlem nejvýše 5° a ve vzdálenosti nejvýše 0,15 mm, přičemž se samovolně spojují v nejbližších stykových plochách a zachovávají si tvar průřezů získaných v mikrootvorech.
2. 2. Zvlákňovací tryska k provádění způsobu podle bodu 1, tvořená deskou s alespoň jedním vstupním vybráním opatřeným mikrootvory, vyznačující se tím, že mikrootvory (4) jsou sestaveny do geometrických obrazců, přičemž jsou uspořádány pod vzájemným úhlem nejvýše 5° a ve vzdálenosti nejvýše 0,15 mm.
3. 3. Zvlákňovací tryska podle bodu 2, vyznačující se tím, že geometrické obrazce, do nichž jsou mikrootvory (4) sestaveny, jsou trojúhelník, čtverec nebo kružnice.
4. 4. Zvlákňovací tryska podle bodu 2, vyznačující se tím, že geometrické obrazce jsou hvězdice s případně rozvětvenými konci ramen.
5. 5. Zvlákňovací tryska podle bodu 2, vyznačující se tím, že geometrické obrazce mají tvar písmen.