CS258232B1

CS258232B1 - Nozzle set for spinning hollow fibers

Info

Publication number: CS258232B1
Application number: CS865480A
Authority: CS
Inventors: Rudolf Kupko
Original assignee: Rudolf Kupko
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1986-07-18
Publication date: 1988-07-15
Also published as: CS548086A1

Abstract

Hubicový komplet pre zvlákňovanie dutých vláken požostáva zo zvlákňovacej hubice, predhubicovej platné, prietokových trnov, rozvodnej a prívodnej došky. Prietokové trny sú úložené s vdlou v predhubicovej platní, pričom tieto zasahujú do kalibrických otvorov, vo zvlákňovacej hubici. Nová konštrukcia poskytuje požadované centrovanie prietokových trnov vo zvlákňovacej hubici, pričom prietokové trny sú lahko demontovatelné a vyměnitelné z dóvodu cyklického čistenia. Hubicový komplet je vhodný pre suchomokré alebo mokré zvlákňovanie z taveniny syntetických polymérov.The nozzle assembly for hollow fiber spinning consists of a spinning nozzle, a pre-nozzle plate, flow mandrels, a distribution and supply plate. The flow mandrels are mounted with a groove in the pre-nozzle plate, while these extend into the caliber holes in the spinning nozzle. The new design provides the required centering of the flow mandrels in the spinning nozzle, while the flow mandrels are easily removable and replaceable for cyclical cleaning. The nozzle assembly is suitable for dry-wet or wet spinning from the melt of synthetic polymers.

Description

258232 2258232 2

Vynález sa týká konštrukčního riešenia hubicového kompletu pre zvlákňovanie dutýchvláken z vláknotvorných viskóznych kvapalín. Sú známe hubicové komplety pre přípravu dutých vláken, pričom každá konštrukcia musízabezpečit přívod vzduchu alebo iného přídavného média do dutiny vlákna vytlačovaného cezštrbinu s prierezom tvaru medzikružia vytvořeného pomocou trnu zasahujúceho do kanálikazvlákňovacej hubice.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the design of a nozzle assembly for spinning hollow fibers from fiber forming viscous liquids. Spout kits for the preparation of hollow fibers are known, each construction having to supply air or other additional medium to the fiber cavity of the extruded cross section with an annular cross section formed by a mandrel extending into the filament nozzle duct.

Pri príprave špeciálnych dutých porezných vláken, ktoré sa používajú na ultrafiltráciu,reverznú osmózu alebo v zdravotníctve na hemodialýzu sa využívajú špeciálne technologicképostupy, pričom doterajšie konštrukčné riešenia hubicových kompletov nevyhovujú. Napříkladpri tzv. suchomokrom zvlákňovaní sa do dutiny vytlačovaného vlákna privádza koagulačnékvapalné médium cez kanáliky vytvořeno v prietokových trnooh.Special technological procedures are used in the preparation of special hollow porous fibers that are used for ultrafiltration, reverse osmosis or in healthcare for hemodialysis, while the current design of nozzle sets is not satisfactory. For example, in the so-called dry-wet spinning, the coagulation fluid is fed into the cavity of the extruded fiber through the channels formed in the flow-through thorns.

Pri mokrom spůsobe vzlákňovania sa vyžaduje úplné ponorenie zvlákňovacej hubice dokoagulačného kúpeía. Pri přerušení alebo ukončení zvlákňovania je možnost vniknutia koagulač-ného média do štrbinového medzikružie zvlákňovacej hubice, preto sú kladené nároky na úplnúdemontáž všetkých súčiastok hubicového bloku, najmS však zvlákňovacích hubíc ako aj prietoko-vých trnov z důvodu ich čistenia. Pri opakovanej montáži zvlákňovacích kompletov sa vyžaduječo najpresnejšie centrické uloženie prietokových trnov vo zvlákňovacej hubici pre zabezpe-čenie rovnoměrněj hrůbky steny vyrábaných dutých vláken. U doteraz známých konštrukcií hubicových kompletov pre duté vlákna je problém centric-kého uloženia trnov riešený spoločným zvrtávaním spodnej hubicovej platné ako aj vrchnejdošky, v ktorej sú uložené trny. Například hubica pre výrobu dutých vláken podlá čs. AO 153 370, alebo čs. AO 159 677 je konštruovaná tak, že horná doska, v ktorej sú uloženéduté trny je so spodnou hubicovou doskou pevne spojená zvarom, pričom otvory pre uloženietrnov sú v obidvoch doškách spolu zvřtavané. Nerozoberatelné spojenie hornej došky a spodnejhubicovej platné pomocou zvaru podlá uvedených vynálezov z hladiska demontáže a čistenianevyhovuje.In wet scouring, a complete dipping of the dope is required. If the spinning is interrupted or terminated, the possibility of penetrating the coagulation medium into the slot ring of the spinning nozzle is possible, therefore, there is a need for complete disassembly of all the nozzle block components, in particular the spinning nozzles as well as the flow mandrels for cleaning purposes. In re-assembling the spinning sets, the most accurate centering of the flow mandrels in the spinneret nozzle is required to ensure even wall hollows of the hollow fibers being produced. In the hollow fiber nozzle assemblies known to date, the problem of centering the mandrels is solved by co-drilling the lower nozzle as well as the mandrel in which the mandrels are stored. For example, a nozzle for the production of hollow fibers according to MS. AO 153 370, or MS. AO 159 677 is constructed in such a way that the upper plate, in which the hollow mandrels are placed, is firmly connected to the lower nozzle plate by welding, wherein the openings for the holder are in each case sealed together. The unbreakable connection of the upper and lower tubular by means of a weld according to the present invention from the point of view of dismantling and cleaning is satisfactory.

Podlá riešenia DOS 1 083 975 je hubica konštrukčné riešená tak, že dutý trn je vedenýv spodnej hubicovej platní, čo zabezpečuje jeho centricitu vo výtokovej kapiláře, avšaktrn je ku hornej doske privarený, čo nedovoluje pohotovú výměnu připadne poškodeného trna.According to DOS 1 083 975, the nozzle is designed in such a way that the hollow mandrel is guided in the lower nozzle plate, which ensures its centricity in the outlet capillary, however, it is welded to the upper plate, which does not allow for an emergency replacement of the damaged mandrel.

Hubica podlá GB. spisu 886 313 obsahuje duplikátorový dutý trn, cez střed ktoréhosa privádza a cez duplikátorové medzikružie trna sa odvádza vzduch. Duplikátorový trn jepřipojený prívodnou a odvodnou rúrkou a nie je dostatočne centrovaný v hubicovej doske.GB spout. No. 886,313 discloses a duplicate hollow mandrel, through which the air is fed through the center, and air is discharged through the duplicate mandrel ring. The duplicator mandrel is connected by an inlet and outlet pipe and is not sufficiently centered in the nozzle plate.

Demontáž trnov a čistenie hubice je obtažné.Removing the mandrels and cleaning the nozzle is difficult.

Hubica podlá US 4 229 154 pozostáva z dvoch nad sebou umiestnených platničiek, medziktorými je vytvořený priestor pre přívod vzduchu. Trny sú zalisované v otvoroch hornejplatničky a zasahujú na čelo spodnej hubicovej platničky. Výstupná časť kapiláry je vyvložkova-ná. Cyklickú demontáž vložiek a dutých trnov z důvodu čistenia po ukončení zvlákňovaniapatent neuvažuje. Přesné koncentrické uloženie prietokových trnov vo zvlákňovacej hubici, ako aj lahkúa pohotovú demontáž jednotlivých súčiastok hubicového kompletu pre zvlákňovanie dutýchvláken rieši nová konštrukcia podlá tohoto vynálezu.The nozzle of U.S. Pat. No. 4,229,154 consists of two superimposed plates, an air inlet space being formed between them. The mandrels are pressed into the openings of the upper plate and engage the face of the lower nozzle plate. The outlet portion of the capillary is lined. Cyclic disassembly of inserts and hollow mandrels is not considered for cleaning purposes after spinning. The new design of the present invention solves the precise concentric placement of the flow mandrels in the spinneret as well as the readily dismantling of individual components of the nozzle assembly for spinning the hollow fibers.

Hubicový komplet pre zvlákňovanie dutých vláken podlá tohoto vynálezu pozostáva zpredhubicovej platné, v ktorej je vložený aspoň jeden prietokový trn, pričom tento svojimdriekom zasahuje do kalibrického otvoru zvlákňovacej hubice. Prietokový trn je do otvorupredhubicovej platné uložený s vůlou, pričom je fixovaný jednou alebo dvorná nad sebou uloženýmiskrutkami. Prietokový trn je utěsněný pod hlavou těsněním z polyetylénovéj fólie. Pre vyššieteploty možno použit tesnenie z teflonovéj alebo hliníkovéj fólie. 3 258232 Přednostou konštrukčného riešenia hubicového kompletu je spósob uloženia a utesneniaprietokovýách trnov v predhubicovej platní, pričom tieto sú vo zvlákňovacej hubici kalibrickycentrované. Výhodou je tiež lahká demontáž prietokových trnov, ako aj všetkých súčiastokhubicového kompletu z dóvodu cyklickej výměny a čistenia.The hollow fiber spinner set of the present invention consists of a pre-tubular validation insert in which at least one flow mandrel is inserted, and the latter extends through the spinneret into the spinneret's orifice. The flow mandrel is mounted in the open-mouth with a clearance, fixed once or by one above the other. The flow mandrel is sealed under the head with a polyethylene foil seal. Teflon or aluminum foil seals may be used for the higher temperatures. The preferred design of the nozzle assembly is the method of accommodating and sealing the flow mandrels in the pre-spherical plate, which are calibrated in the spinning nozzle. The advantage is also the easy disassembly of the flow-through mandrels as well as of all the component tubular assemblies for the purpose of cyclic exchange and cleaning.

Na drieku prietokového trna je vyhotovená najmenej jedna drážka pre přívod zvlákňova-nej viskóznej kvapaliny do štrbinového medzikružia zvlákňovacej hubice podlá bodu 2 tohotovynálezu. Výhodné sú volené tri otvorené drážky, ktoré sú najprv vrtané do plného materiálua potom obrúsené do polovice prierezu. Polkruhový prierez drážok je výhodný z hladiskatoku viskóznej kvapaliny, dalej z hladiska čistenia drážok po ukončení zvlákňovania, akoaj z hladiska centrovania prietokového trna v kalibrickom otvore zvlákňovacej hubice.At least one groove for supplying the spinning viscous fluid to the spinneret slot ring of the present invention is provided on the shaft of the flow mandrel. Three open grooves are preferred, which are first drilled into the solid material and then ground to half the cross section. The semicircular cross-section of the grooves is advantageous from the viscosity of the viscous liquid, further from the viewpoint of cleaning the grooves after the spinning, as from the point of view of the centering of the flow-through mandrel in the spinneret calibration hole.

Hubicový komplet pre zvlákňovanie dutých vláken podlá vynálezu móže byť obdlžnikovéhotvaru s usporiadaním zvlákňovacích otvorov v radě, alebo válcového tvaru s usporiadanímzvlákňovacích otvorov do kružnice.According to the invention, the spunbond spout assembly can be rectangular with a spinning orifice arrangement in a row, or a cylindrical shape with a spinning aperture in the circle.

Na připojených výkresoch je příklad hubicového kompletu pre zvlákňovanie dutých vlákenpodlá vynálezu, pričom na obr. ΙΑ, 1B, je znázorněný hubicový komplet vo dvoch zvislýchrezoch na obr. 2A, 2B, 2C, je znázorněný prietokový trn.In the accompanying drawings, an exemplary hollow fiber spinning kit according to the invention is shown, wherein FIG. 1B shows a nozzle assembly in two recesses in FIGS. 2A, 2B, 2C, showing a flow mandrel.

Na obr. ΙΑ, 1B je znázorněný hubicový komplet vo zvislom řeze v náryse a bokoryse,ktorý pozostáva zo zvlákňovacej hubice 10, predhubicovej platné 20 a najmenej jedného prieto-kového trna 30, ktorý svojim driekom 32 zasahuje do kalibrického otvoru 11 zvlákňovacejhubice 10. Prietokový trn 30 je utěsněný pod hlavou 31 těsněním 36 a zafixovaný najmenejjednou skrutkou 35 Nad predhubicovou platňou 20 je uložená rozvodná doska 40 pre přívodpřídavného média do vybrania 41 a jeho rozvod do kanálikov 33 vytvořených v osi prietokovýchtrnov _30 a prívodná doska 50 pre přívod do vybrania 51 a rozvod zvlákňovacej viskóznejkvapaliny do štrbinových medzikruží 12 vo zvlákňovacej hubici 10.FIG. 1B shows a nozzle assembly in a vertical cross-sectional view and a side view, which consists of a spinneret 10, a pre-tubular valid 20 and at least one flow-through mandrel 30, which extends through the shaft 32 into the spinneret 11 of the spinneret. the mandrel 30 is sealed under the head 31 by a seal 36 and fixed by at least one screw 35 A distribution plate 40 is mounted above the pre-mouth plate 20 for supplying an additional medium to the recess 41 and distributing it into the channels 33 formed in the axis of the flow throughlets 30 and the feed plate 50 for supplying recesses 51 and distributing the spinning viscous liquid into the slot ring 12 in the spinneret 10.

Na obr. 2A je v pohlade s čiastočným rezom znázorněný přítokový trn 30 s kanálikom 33 vytvořeným v jeho osi a drážkami 34 vytvořenými na drieku 32. Na obr. 2B je znázorněnýspósob výroby drážok 34, ktoré sú najprv vrtané do plného materiálu prietokového trna 30.Fig. 2A is a partial cross-sectional view of the inlet mandrel 30 with the channel 33 formed in its axis and the grooves 34 formed on the shaft 32. Fig. 2B illustrates a method of manufacturing the grooves 34 that are first drilled into a full flow mandrel material 30.

Na obr. 2C je znázorněný prietokový trn 30 pri pohlade zo spodu. Na drieku 32 sú znázorněnédrážky 34 s polkruhovým prierezom.Fig. 2C shows a flow mandrel 30 from a bottom view. Semi-circular grooves 34 are shown on stem 32.

Hubicový komplet je funkčně spósobilý pri dodržaní určitého postupu montáže tak, žeprietokové trny 30 sa do predhubicovej platné 20 ukladajú s vólou pri súčasnom zasunutído kalibrických otvorov 11 zvlákňovacej hubice 10, kde sú centrované. Prietokové trny 30sú v predhubicovej platní 20 utěsněné těsněním 36 a zafixované skrutkou 3J5. Dosadacie plochymedzi zvlákňovacou hubicou 10, predhubicovou platňou 20, rozvodnou doskou 40 a prívodnoudoskou 50 móžu byť lapované, alebo utěsněné těsněním z fólie.The nozzle assembly is functionally operable while following a particular assembly procedure, so that the spindle throats 30 are inserted into the pre-spherical valid 20 with the spine at the same time inserting the calibration holes 11 of the spinneret 10 where they are centered. The flow pins 30 are sealed in the pre-spherical plate 20 by a seal 36 and fixed by a screw 35. The abutment surface between the spinneret 10, the pre-spout plate 20, the distribution plate 40 and the feeder 50 may be lapped or sealed with a film seal.

Do kanálikov ^3» ktoré sú vyhotovené v osi jednotlivých prietokových trnov 30 je přivedenývzduch, alebo kvapalné koagulačné médium. Zvlákňovaná viskózna kvapalina je přivedená dovybrania 21 v predhubicovej platní 20 nad zvlákňovacou hubicou 10, odkial je pomocou drážok 34 vyhotovených na driekoch jednotlivých prietokových trnov 30 privádzaná do štrbinových medzikruží 12 vytvořených pomocou prietokových trnov 30 zasahujúcich do zvlákňovacej hubice10. Pri presne odmeriavaných množstvách zvlákňovacej viskóznej kvapaliny ako aj koagulačnéhokvapalného média sa realizuje výroba dutých vláken, ktoré móžu byť 3alej vedené cez koagulač-ný kúpel, pranie a dalšie spracovanie.An air or liquid coagulation medium is introduced into the ducts 30 formed in the axis of the individual flow ducts 30. The spun viscous liquid is fed through the recess 21 in the pre-spout plate 20 above the spinneret 10, from where it is fed through the slots 34 provided on the shafts of the individual flow pins 30 to the slotted annulus 12 formed by the flow pins 30 extending into the spinneret 10. With accurately measured amounts of the spinning viscous liquid as well as the coagulation liquid medium, the production of hollow fibers is realized which can be continued through the coagulation bath, washing and further processing.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A hollow fiber spinning nozzle assembly comprising a fiberizing nozzle, a pre-nozzle valid and at least one flow mandrel characterized in that the head mandrel (30) provided with a head (31) is supported with a clearance and fixed by a screw (35) in the pre-nozzle plate. (20) wherein the stem (32) of the flow mandrel (30) is centered in the calibration hole (11) of the spinneret (10).

2. Hollow fiber spinning assembly according to claim 1, characterized in that at least one groove (34) of semicircular cross-section is formed on the stem (32) of the flow mandrel (30).

3. Hollow fiber spinning assembly according to claim 1, characterized in that a distribution plate (40) for the distribution of the additional medium to the channel (33) formed in the axis of the at least one flow mandrel (30) and the supply a plate (50) for supplying and distributing the spinning viscous liquid to the at least one slit ring (12) in the spinnerette (10).