CS266124B1

CS266124B1 - Nozzle block for hollow capillary membranes production from polymeres solutions

Info

Publication number: CS266124B1
Application number: CS876199A
Authority: CS
Inventors: Pavol Ing Balaz; Irena Ing Csc Pecharova; Tibor Merey; Michal Ilavsky
Original assignee: Pavol Ing Balaz; Irena Ing Csc Pecharova; Tibor Merey; Michal Ilavsky
Priority date: 1987-08-24
Filing date: 1987-08-24
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS619987A1

Abstract

Hubicový blok pre výrobu dutých vláken vo formé membrán pre separačné postupy, najmS v zdravotníctve, ktorý zjednodušuje manipuláciu s používanými médiami pre tvorbu membrány, pri mokrom spósobe zvlákftovania, napr. roztokov esterov a éterov celulózy, polyetylénu, polyamidu a pod. Hubicový blok pozostáva z telesa, ktoré je umiestnené vo výklopnej hlavě zovretej v mostíku s prívodom zvlákňovacieho roztoku a koagulačného kúpela na jeho protilehlých koncoch. Plniace médium sa privádza do spodnej časti hubicového telesa a dopravuje do otvoru dýzy hubice. Na výklopnej hlavě je zvlákftovacia trubica s prívodom koagulačného kúpela v spodnej časti medzi trubioou a hubicovým telesom. Zvlákňovací roztok sa privádza do prsténcovéj štrbiny, vytvorenej vnútornou stěnou vložky a telesom dýzy.Nozzle block for hollow fiber production in the form of membranes for separation processes, in the health sector, which simplifies manipulating used media for creation membranes, in wet spinning, e.g. cellulose ester and ether solutions, polyethylene, polyamide and the like. Nozzle block consists of a body that is placed in tilting head clamped in the bridge with the inlet spinning solution and coagulation a bath at its opposite ends. The feed medium is fed to the bottom nozzle body and transports it to the opening nozzle nozzles. There is a spinning head on the tilting head tube with coagulation bath inlet at the bottom between the tube and the nozzle body. The spinning solution is fed to an annular slit formed by the inner the liner wall and the nozzle body.

Description

Predmetom vynálezu je hubicový blok pre výrobu kapilárnych membrán z roztokov polymérov, ktorý pri mokrom spĎsobe zvlákňovania zaručuje přívod technologických médií do hubice, ako je roztok polyméru a plynné alebo kvapalné médium pre vytvorenie dutiny a přívod zvlákňovacieho kúpela do zvlákňovacej trubice spojenej s hubicovým blokom.The present invention relates to a nozzle block for the production of capillary membranes from polymer solutions which, in the wet spinning process, ensures the supply of process media to the nozzle, such as a polymer solution and a gaseous or liquid medium to form a cavity.

Duté vlákna vo forme kapilárnych membrán sa líšia od dutých vláken textilného typu mimo mnohých iných charakteristik geometriou vlákna. Textilný typ dutého vlákna na báze celulózy, pri dlžkovej hmotnosti 1,7 dtex má priemer 20 až 25 um a hrůbku steny 2 až 3 um. Jeho tvorba prebieha na obvyklých hubiciach pre přípravu textilných vláken a tvorba požadovanej dutiny je zaručená vhodnou volbou technologických podmienok.Hollow fibers in the form of capillary membranes differ from hollow fibers of the textile type, among many other characteristics, in fiber geometry. The textile type of cellulose-based hollow fiber, with a length weight of 1.7 dtex, has a diameter of 20 to 25 μm and a wall depth of 2 to 3 μm. Its formation takes place on the usual nozzles for the preparation of textile fibers and the formation of the required cavity is guaranteed by a suitable choice of technological conditions.

Duté celulózové vlákna vo forme kapilárnych membrán majú minimálně 40-krát vSčšiu dlžkovú hmotnost, priemer vlákna dosahuje 200 um a hrúbka steny vlákna obnáša viac ako 5 um. Pre zaistenie pravidelnej dutiny pozdlž takéhoto typu vlákna sa pracuje s hubicou, ktorá zaručuje tvorbu dutiny prívodom plynného alebo kvapalného média do vnútra z roztoku regenerovaného polyméru.The hollow cellulose fibers in the form of capillary membranes have a length weight of at least 40 times, a fiber diameter of 200 [mu] m and a fiber wall thickness of more than 5 [mu] m. To ensure a regular cavity along this type of fiber, a nozzle is used which ensures the formation of a cavity by introducing a gaseous or liquid medium into the interior from the regenerated polymer solution.

Pre přípravu dutých vláken vo forme kapilárnych membrán zvlákňovaním roztokov sú už známe rózne formy hubíc, u ktorých jádro určené k tomu, aby bola vo vlákně vytváraná dutina, je zhotovené bud ako masivně jádro alebo tenká rúročka centrálně umiestnená vo zvlákňovacom kanáliku trysky. Takou známou formou je upevnenie jadra trysky pre přívod plniaceho média v kanáliku hubice pcmocou skríženého drůtu vo vstupej časti kanálika hubice. Iný spósob má jádro hubice pre přívod média tvořené koncom dlhšej prevřtanej rúrky, ktorá vedie do dutého kruhu, vytvořeného v prekrývajúcej hubicovej ploché. Podia DE 1 083 975 je riešená zvlákňovacia hubica, pri ktorej proti sebe osadené dno hubice a miskovitý kruh, vytvárajú nad dnom hubice dutý priestor a z miskovitého kruhu siahajú krátké rúrky do vřtania hubice, pričom sú tieto rúrky na jednom konci zaletované do miskovitého kruhu a druhý koniec dosadá do vřtania vlastného kanálika hubice před jeho kónicky navrtanou častou. Na tomto konci v kanáliku hubice vycentrovanéj rúrky je osadená rúrka ešte menšieho priemeru, ktorá vlastně zabezpečuje přívod média do tvoriaceho sa dutého vlákna. Táto rúrka plniaceho jadra s najmenším priemerom je upevněná centricky do křížového profilu dovnútra zlisovaného konca rúrky.For the preparation of hollow fibers in the form of capillary membranes by solution spinning, various forms of nozzles are already known in which the core intended to form a cavity in the fiber is made either as a solid core or a thin tube centrally located in the spinning channel. Such a known form is the fastening of the nozzle core for the supply of the filling medium in the nozzle channel by means of a crossed wire in the inlet part of the nozzle channel. Another method has a nozzle nozzle for feeding a medium formed by the end of a longer drilled tube which leads to a hollow ring formed in an overlapping nozzle flat. According to DE 1 083 975, a spinneret is provided in which the opposite bottom of the nozzle and the cup-shaped ring form a hollow space above the bottom of the nozzle and short tubes reach into the bore of the nozzle from the cup-shaped ring, these tubes being soldered to the cup-shaped ring the end rests in the bore of the nozzle channel itself in front of its conically drilled part. At this end, in the nozzle channel of the centered tube, a tube of even smaller diameter is fitted, which actually ensures the supply of the medium to the hollow fiber formed. This tube of the filling core with the smallest diameter is fixed centrically to the cross profile inside the pressed end of the tube.

Nevýhodou týchto návrhov je, že neriešia možnost výškového nastavenia dýzy pre plniace médium v kanáliku hubice podlá použitého polyméru a neriešia zabezpečenie prívodov médií do hubice. Navrhovaný spósob zahrňuje aj riešenie mokrého spósobu formovania vláken v koagulačnom kúpeli vymedzenom objemom zvlákňovacej hubice.The disadvantage of these designs is that they do not solve the possibility of height adjustment of the nozzle for the filling medium in the nozzle channel according to the polymer used and do not solve the provision of media supplies to the nozzle. The proposed method also includes solving the wet method of forming fibers in a coagulation bath defined by the volume of the spinning nozzle.

Uvedené nevýhody odstraňuje riešenie podlá vynálezu, kde hubicový blok pre výrobu dutých kapilárnych membrán z roztokov polymérov pozostáva z telesa hubicového bloku, ktoré teleso je umiestnené vo výklopnej hlavě opatrenej na jednej z protilehlých stráň prívodom zvlákňovaného roztoku a na opačnej straně kanálom pre privádzanie koagulačného kúpela. Přívod zvlákňovaného roztoku a kanál pre koagulačný kúpel sú napojené na mostík. Teleso hubicového bloku je opatřené vstupom plniaceho média. V hornéj časti výklopnej hlavy, okolo otvorov mostíka je odoberatelne upravená zvlákňovacia trubica, ako aj aspoň jedna zvlákňovacia hubica pozostávajúca z vložky, vymedzujúcej vonkajší priemer štrbiny hubice a dýzy s otvorom pre přívod plniaceho média do vlákna. Nastavovací medzičlen pod vložkou výškové upravuje polohu dýzy. Přítok koagulačného kúpela je ukončený rozradovacím telesom před jeho vyústěním do priestoru medzi vnútornou stěnou zvlákňovacej trubice a telesom hubicového bloku.The solution according to the invention eliminates these disadvantages, where the nozzle block for the production of hollow capillary membranes from polymer solutions consists of a nozzle block body which is located in a tilting head provided with a spinning solution supply on one of the opposite sides and a coagulation bath supply channel. The spinning solution supply and the coagulation bath channel are connected to a bridge. The body of the nozzle block is provided with a filling medium inlet. In the upper part of the tilting head, around the openings of the bridge, a spinning tube is removably arranged, as well as at least one spinning nozzle consisting of an insert defining the outer diameter of the nozzle slot and a nozzle with an opening for supplying filling medium to the fiber. The adjusting intermediate under the height insert adjusts the position of the nozzle. The inflow of the coagulation bath is terminated by a distribution body before it opens into the space between the inner wall of the spinning tube and the nozzle block body.

Na pripojenom výkrese je v čiastočnom pozdlžnom řeze znázorněný hubicový blok pre výrobu dutých kapilárnych membrán z roztokov polymérov podlá vynálezu. Teleso hubicového bloku 11 je umiestnené vo výklopnej hlavě 10 opatrenej na jednej z protilahlých stráň prívodom 21 zvlákňovacieho roztoku s kanálom 22 pre koagulačný kúpel, ktoré sú napojené na ramená mostíka 20. Vstup 12 plniaceho média je umiestnený v dolnej časti výklopnej hlavy 10 a přepojený s otvorom 35 hubice 30. Kanál 22 koagulačného kúpela vyúsťuje rozradovacím telesom 23 do priestoru medzi zvlákňovacou hubicou 40 a hubicovým blokom 11. V hornej časti výklopCS 266 124 Bl 3 nej hlavy 10 je odoberatelne upevněná zvlákňovacia trubica 40 a aspoň jedna zvlákňovacia hubica 30. Hubica 30 pozostáva z vložky 32 vymedzujúcej vonkajší priemer prstencovej štrbiny 34 a dýzy 31 s otvorom 35 pre přívod plniaceho média do vlákna, ktorá zase vymedzuje vnútorný priemer prstencovej štrbiny 34. Pre výškové nastavenie dýzy 31 slúži nastavovací medzičlen 33.In the accompanying drawing, a nozzle block for the production of hollow capillary membranes from polymer solutions according to the invention is shown in a partial longitudinal section. The body of the nozzle block 11 is located in a tilting head 10 provided on one of the opposite sides with a spinning solution supply 21 with a coagulation bath channel 22 which are connected to the bridge arms 20. The filling medium inlet 12 is located at the bottom of the tilting head 10 and connected to through the opening 35 of the nozzle 30. The coagulation bath channel 22 opens through the distribution body 23 into the space between the spinning nozzle 40 and the nozzle block 11. it consists of an insert 32 defining the outer diameter of the annular gap 34 and a nozzle 31 with an opening 35 for supplying the filling medium to the fiber, which in turn defines the inner diameter of the annular gap 34. An adjusting member 33 serves for height adjustment of the nozzle 31.

Hubicový blok obsahujúci aspoň jednu hubicu s prstencovou štrbinou podlá vynálezu pre výrobu dutých kapilárnych membrán z roztokov polymérov umožňuje pomocou medzičlena 33 různej hrůbky nastavit výškové polohu vyůstenia dýzy 31 pre přívod plynného alebo kvapalného média do středu vyrábanej kapilárněj membrány.A nozzle block comprising at least one nozzle with an annular gap according to the invention for the production of hollow capillary membranes from polymer solutions makes it possible to adjust the height position of the nozzle 31 for supplying a gaseous or liquid medium to the center of the produced capillary membrane by means of an intermediate member 33 of different depths.

Bočným prívodom 21 sa privádza z čerpadla cez mostík 20 zvlákňovaný roztok_rpolyméru do hubicového bloku 11 a tak do priestoru vymedzeného telesom dýzy 31 a vložkou 32, ktoré svojími koncami vytvárajú štrbinu 34 prestencovitého tvaru.Through the side inlet 21, the spun _{polymer solution r is} fed from the pump via a bridge 20 into the nozzle block 11 and thus into the space defined by the nozzle body 31 and the insert 32, which at their ends form a slit 34 of a prestigious shape.

Kanálom 22 na protilahlej straně mostíka 20 sa privádza do hubicového.bloku 11 koagulačný kúpel, ktorý prechádza cez rozradovacie teleso 23 do priestoru vymedzeného vnútornou stěnou zvlákňovacej trubice 40, ktorá je nasadená na čele hubicového bloku 11.Through the channel 22 on the opposite side of the bridge 20, a coagulation bath is fed into the nozzle block 11, which passes through the distribution body 23 into the space defined by the inner wall of the spinning tube 40, which is mounted on the front of the nozzle block 11.

Vstupom 12 na hubicovom bloku 11 sa privádza plniaca plynné alebo kvapalné médium stredom dýzy 31 do prostriedka tvoriacej sa kapilárnej membrány.Through the inlet 12 on the nozzle block 11, the filling gaseous or liquid medium is fed through the center of the nozzle 31 into the means of the forming capillary membrane.

Hubicový blok podlá vynálezu zabezpečuje přívod zvlákňovaného roztoku polyméru do centrálneho priestoru v střede hubicového bloku a odtial cez kanáliky do prstencovitej štrbiny každej zvlákňovacej dýzy, čím sa zabezpečuje rovnoměrné rozloženie tlaku zvlákňovaného roztoku polyméru v celom medzikruží - prstencovej štrbiny. Takto sa dalej zabezpečuje v důsledku centrického otvoru - prstencovej štrbiny, přesné nastavenie výškovéj polohy dýzy vo smere hubicového bloku ako aj rovnoměrný přívod koagulačného kúpela po celom obvode hubice v priestore pre tvorbu vlákna. Podobné je tu možnost měnit polohu celého hubicového bloku spolu s hubicou pomocou natáčania jeho v upevnění mostíka, ktorý je připevněný na rám zvlákňovacieho stroja.The spout block according to the invention ensures the supply of the spun polymer solution to the central space in the middle of the spout block and from there through channels into the annular gap of each spinneret, thus ensuring even pressure distribution of the spun polymer solution throughout the annular gap. In this way, due to the centric opening - the annular gap, a precise adjustment of the height position of the nozzle in the direction of the nozzle block as well as an even supply of the coagulation bath around the entire circumference of the nozzle in the fiber formation space is ensured. Similarly, it is possible to change the position of the entire nozzle block together with the nozzle by pivoting it in the mounting of a bridge which is attached to the frame of the spinning machine.

Pri umiestnení dýzy a hubice v osi hubicového bloku je možné vytvárať monofilné duté membrány, pri viacnásobnom osadení hubicového bloku dýzami a hubicami je možné zváčšit počet súčasne vyrábaných membrán.When placing the nozzle and nozzle in the axis of the nozzle block, it is possible to create monofilament hollow membranes;

Claims

Nozzle block for the production of hollow capillary membranes from polymer solutions, characterized in that the nozzle block body (11) is arranged in a tilting head (10) provided on one of the opposite sides with a spinning solution supply (21) and on the other side with a spinning channel (22). supply of a coagulation bath which can be charged to the bridge (20), further through the inlet (12) for the filling medium, the spinning tube (40) as well as at least one spinning nozzle consisting of an insert being removably mounted in the upper part of the tilting head (10). (32) defining the outer diameter of the annular slot (34) of the nozzle with the end (35) for supplying the filling medium to the fiber, defining the inner diameter of the slot (34) and the adjusting intermediate member (33) for height adjustment of the nozzle (31), the inlet (22). ) of the coagulation bath opens via the distribution body (23) into the space between the inner wall of the spinning tube (40) and the nozzle block body (11).