CZ20001532A3 - Způsob a zařízení k výrobě příze zhotovené ze skleněných vláken - Google Patents

Description

Způsob a zařízení k výrobě příze zhotovené ze skleněných vláken.

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby příze zhotovené ze skleněných vláken, u něhož jsou za pomoci rotující tažné plochy vytahována vedle sebe se nacházející skleněná vlákna, která jsou po předem stanovené prodlevě snímána z tažné plochy při současné změně jejich směru, přičemž skleněná vlákna jsou po sejmutí sdružována do jednoho svazku ve směru příčném ke směru otáčení tažné plochy, a poté odtahována ve směru rovnoběžném k radiálnímu směru tažné plochy. Vynález se dále týká zařízení k výrobě příze zhotovené ze skleněných vláken, s rotující tažnou plochou, na které se nachází snímací zařízení, na které navazuje dopředu směřující vodicí zařízení.

Dosavadní stav techniky

Způsob a zařízení tohoto druhu je známo z patentového spisu USA č. 2 621 444. Zde jsou skleněná vlákna vytahována za pomoci tažného bubnu a snímána stěračem, přičemž mezi břit stěrače a tažný buben může být za účelem zlepšení procesu snímání přiváděn vzduch. Před břitem stěrače je uspořádán přidržovač s nastavitelnou stěnou, která vytváří štěrbinu mezi ní a tažným bubnem, kterou musí projít skleněná vlákna před tím , než jsou z tažného bubnu břitem stěrače sejmuta. Za stěračem je uspořádáno vychylovací zařízení, za kterým se nachází trychtýřovitá část, ve které jsou skleněná vlákna sdružována ve směru příčném ke směru otáčení tažného bubnu. Při vychylování jsou skleněná vlákna vedena podél stěny vychylovacího zařízení.

• · • · · · · · • a · ·

Další způsob a zařízení tohoto druhu je známo například z německého patentového spisu DE č. 3 634 901 A1. Podle tohoto provedení jsou po sejmutí skleněná vlákna zavedena do zvlákňovacího trychtýře, jehož osa je v podstatě rovnoběžná s osou otáčení bubnu, který tvoří tažnou plochu. Na čelním konci zvlákňovacího trychtýře je pak svazek vláken odtahován a později navinut. Čas prodlevy je přitom v podstatě stanoven úhlem navinutí na buben a rychlostí jeho otáčení.

Ačkoli skleněná vlákna na tažném bubnu jsou prakticky nekonečná vlákna, lze pozorovat, že takto zhotovený svazek vláken je vytvořen jako spojení ze střížových vláken. Střížová vlákna, která mají omezené délky od několika málo centimetrů, sice navzájem dobře přilnou v důsledku zkrucování vzdušným vírem ve zvlákňovacím trychtýři, avšak jejich pevnost, tj. tažná síla, resp. nejvyšší tažná síla takového svazku vláken je omezena. To pak vede například k potížím, má-li být tento svazek vláken použit pro osnovní nit. Proto, aby takto vytvořená příze ze střížových vláken byla způsobilá tvořit osnovní niť, je nezbytné relativně nákladné dokončovací zpracování.

Podstata vynálezu

Vynález si klade základní úkol, vytvořit přízi způsobilou tvořit osnovní niť s vyšší pevností než příze zhotovená ze střížových vláken.

Tento úkol je podle úvodem zmíněného způsobu vyřešen tak, že je vytvořen vzduchový polštář, kterým jsou skleněná vlákna při změně směru v podstatě odpružena. Tím se vytvoří tak zvaná „přímá příze. Větší počet skleněných vláken, která se nacházejí rovnoběžně na bubnu, jsou tak jako až doposud snímána z bubnu. Až dosud navazující proces zkrucování vzdušným • · vírem však odpadá. Při procesu zkrucování vzdušným vírem se vytváří nejvíce úlomků vláken. Skleněná vlákna by se měla naopak spíše sdružovat, a sice ve směru rovnoběžném s osou tažného bubnu. Tyto úlomky vláken pak již nejsou dále odtahovány rovnoběžně vzhledem k ose tažného bubnu, nýbrž ve směru k němu kolmém. Řečeno jinými slovy, z toho vyplývá, že skleněná vlákna vznikající ze skloviny roztavené v obvykle používané tavící vaně, jsou přiváděna na tažný buben zezadu, a zepředu odnímána. Poté je sdružený svazek vláken odtahován dále dopředu. Tímto způsobem je vytvořen svazek vláken podobný struktuře nekonečného vlákna. Ve skutečnosti, kdy jsou k dispozici nejen nekonečná skleněná vlákna, se dosáhne v podstatě vyšší pevnosti tohoto svazku vláken, než při použití střížového vlákna, které je k dispozici u shora zmíněného řešení podle německého patentového spisu č. 3 634 904 A1. Kromě toho je vytvořen velmi kompaktní materiál. Kvalita této přímé příze dosahuje téměř kvality svazku vláken zhotoveného na způsob rovingové příze, tj. příze zhotovené bez zákrutu. Při zhotovení rovingové příze se ovšem zpravidla vytvoří vodnatá šlichta, jejíž podíl vody musí být při dokončování cívek následně vysušen. V podstatě však v cívce navinuté ze skleněného svazku vláken zhotoveného na způsob rovingové příze zůstane vždy určitý podíl vody. Tato nevýhoda u způsobu podle vynálezu odpadá, přestože i zde může být prováděno sušení. Skleněná vlákna by při vychylování neměla doléhat na stěnu, nýbrž více méně se vznášet na vytvořeném vzduchovém polštáři.

Vychylování se provádí o poloměru a pod určitým úhlem, při němž se alespoň předem stanovený podíl skleněných vláken nezlomí. Tento podíl je možno stanovit statisticky. Tím je dále zvýšena pevnost příze. Jestliže je například zajištěno, že nejméně 50% nebo alespoň 70% skleněných vláken překoná vychýlení bez poškození, pak se vytvoří příze s relativně dlouhým elementárním vláknem.

Vzájemně sdružená skleněná vlákna jsou pak podrobena procesu zcelování. Tento proces může například spočívat v profukování vzdušným vírem, k čemuž je použit upravený proud vzduchu. Profukováním vzdušným vírem je dále zvýšena pevnost příze. Procesem zcelování jsou vlákna sdružena do tzv. „přímé příze, takže na cívku již nedoléhá větší počet vzájemně rovnoběžných jednotlivých skleněných vláken, nýbrž z cívky může být tažen spojitý svazek vláken.

Po vzájemném spojení skleněných vláken do svazku, může být prováděn preparační nános. Tento preparační nános však může být prováděn také před, nebo v procesu sdružování skleněných vláken. Preparací lze přitom například zlepšit hladkost příze, nebo jiné její vlastnosti.

Vzájemné sdružování skleněných vláken je s výhodou prováděno za pomoci přívodu vzduchu. Jednotlivá skleněná vlákna jsou tak prakticky vedena částí zařízení „bezdotykově, čímž je dále sníženo nebezpečí poškození vláken. Pro vedení proudu vzduchu jsou samozřejmě nezbytné vodicí stěny nebo kanály. V proudu vzduchu pak mohou jednotlivá skleněná vlákna v podstatě plavat.

Bez ohledu na pohyb při vzájemném sdružování skleněných vláken, se všechna vlákna pohybují jen v jedné rovině. Tím jsou docíleny menší pohyby vychylování skleněných vláken od tažného bubnu, čímž je rovněž sníženo i nebezpečí jejich poškození spočívající například ve zlomení vláken. Zjednoduší se tím i vedení vláken. Čím menší jsou nezbytná vychýlení, tím větší může být odtahová rychlost.

Úkolem vynálezu je rovněž vytvořit zařízení úvodem zmíněného typu.

Tento úkol je vyřešen tak, že vodicí zařízení vykazuje alespoň z části trychtýřovitý tvar, a ve vychylovacím úseku je vytvořen prostor vybočení.

• ·

Pomocí tohoto zařízení je možno vedle sebe a navzájem rovnoběžně na tažném bubnu nacházející se skleněná vlákna sdružit do svazku, aniž dojde k jejich rozvíření. Vzájemně sdružená skleněná vlákna pak mohou být odtahována přímo dopředu. Pokud je nezbytné vychýlení vláken, může být, bez ohledu na pohyb vzájemného sdružování, realizováno v jedné rovině. Skleněná vlákna by při vychýlení neměla doléhat na stěnu, nýbrž by se měla více méně vznášet na vzduchovém polštáři, tvořeném proudem vzduchu. Skleněná vlákna mohou být při vychylování lépe odpružena, je-li v úseku vychýlení vytvořen prostor vybočení, v němž může být vytvořen vzduchový polštář odpovídající velikosti, takže vlákna mohou být při vychylování ještě lépe odváděna. Přitom mohou být také zachyceny menší výkyvy rychlosti přivádění.

Vodicí zařízení obsahuje vychylovací úsek, který je uspořádán za snímacím zařízením, přičemž vychylovací úsek vykazuje úhel, který je menší než 120°. Úhel vychýlení přitom udává změnu směru skleněných vláken. Při menší změně směru je i menší nebezpečí, že dojde k lámání skleněných vláken. Tím je možno zhotovit ze skleněných vláken velmi stabilní přízi, s vyšší pevností.

Rovněž je výhodné, jestliže poloměr vychýlení skleněných vláken je větší, než poloměr zlomu, při kterém by došlo u předem stanoveného podílu skleněných vláken k jejich zlomení. Naopak při velmi opatrném vychýlení skleněných vláken, které je dáno větším poloměrem vychýlení, je nebezpečí zlomu vláken podstatně menší.

Za vodicím zařízením ve směru pracovního chodu, je výhodně uspořádáno zařízení pro konečnou úpravu. Toto zařízení může být vytvořeno jako zcelovací zařízení, rozviřovací zařízení, nebo jako texturovací zařízení. Přitom se může

jednoduše jednat o vzduchovou trysku. Takto zpracovaná příze může být více méně bezprostředně použita jako osnovní příze.

Skleněná vlákna jsou vyrobena tavením například z C - skla. V rámci vynálezu mohou být k výrobě skleněných vláken použita samozřejmě také Eskla. Popsaným uspořádáním lze zhotovit přízi, která je porovnatelná s přízí zhotovené z E - skla. Surovina pro výrobu skleněných vláken z C - skla je ovšem podstatně cenově výhodnější.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je dále blíže objasněn na základě příkladného provedení znázorněného na výkresech. Zde značí.

Obr. 1 zařízení k výrobě příze zhotovené ze skleněných vláken v perspektivním zobrazení,

Obr.2 schematický boční pohled.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení 1_ k výrobě tak zvané přímé příze 2 obsahuje malou tavící vanu 3 pro tavení skla, která má na spodní straně známým způsobem vytvořen větší počet trysek, ze kterých vytékají skleněná vlákna 4. Skleněná vlákna 4 přitom stékají na zadní stranu spřádacího bubnu 5, který může být rovněž označen jako tažný buben. Otáčí-li se spřádací buben 5 ve směru šipky 7, jeho povrchová plocha 6 v podstatě tvoří tažnou plochu. Skleněná vlákna 4 přitom přilnou k povrchové ploše 6 a mohou tak být v podstatě vytahována. Po předem stanoveném úhlu pootočení spřádacího bubnu 5 jsou skleněná vlákna 4 z povrchové plochy 6 spřádacího bubnu 5 snímána snímacím zařízením 8, kterým může být například břit škrabky.

Břit škrabky přitom v podstatě bezprostředně mechanicky nepůsobí na skleněná vlákna 4, která, jak je zřejmé z obr. 1, doléhají vzájemně rovnoběžně vedle sebe na povrchovou plochu 6 spřádacího bubnu 5, nýbrž břit škrabky nazdvihuje proud vzduchu přiváděný na spřádací buben 5, a tím i přiléhající skleněná vlákna 4.

Nadzvednutá skleněná vlákna 4 jsou pak přiváděna do vodícího zařízení 9. Ve vodicím zařízení 9 se skleněná vlákna 4 nejprve pohybují ve vychylovacím úseku 10, ve kterém je jejich směr pohybu odchýlen o více než 90°. jestliže si lze představit, že skleněná vlákna 4 se při oběhu kolem spřádacího bubnu 5 nacházejí v jedné rovině ( rovina s řezem kolmo k ose otáčení), pak také jejich vychýlení ve vychylovacím úseku 10 se děje v této rovině. Skleněná vlákna 4 tak oproti známému stavu techniky podle patentového spisu č. 3 634 904 A1 nejsou odtahována ve směru rovnoběžném s osou otáčení.

Skleněná vlákna 4 ovšem musí nevyhnutelně vykonávat nepatrný boční pohyb. Tento boční pohyb je nezbytný k tomu, aby skleněná vlákna 4 mohla být vzájemně sdružena ve směru rovnoběžném s osou otáčení 11 spřádacího bubnu

5. Za tímto účelem je vodicí zařízení 9 opatřeno trychtýřovitou částí 12, jejíž boční stěny 13, 14 se v dopředném směru vzájemně sbíhají.

Do vodícího zařízení 9 je přiváděn vzduch, jehož pomocí je nadzvedáván břit škrabky snímacího zařízení 8 od povrchové plochy 6 spřádacího bubnu 5. Proud vzduchu je ve vychylovacím úseku 10 odkloněn směrem dopředu, přičemž v trychtýřovité části 12 dochází k jeho urychlení. Toto vedení vzduchu má tedy dva efekty. Jednak slouží k tomu, aby docházelo ke vzájemnému • · • tt · tttt · • tt · · tttttttt • tttt tttt tttttt ··· tttt ·· sdružení většího počtu rovnoběžně vedle sebe se nacházejících skleněných vláken 4 , za současného působení určitého tahového napětí, což je výhodné zejména při najíždění zařízení J_, Jakmile je takto sdružený svazek vláken 18 zachycen, může být přiveden do navíjecího zařízení 15 a zde pod požadovaným napětím navinut.

Druhý efekt spočívá v tom, že v prostoru vybočení 16, nacházejícím se ve vychylovacím úseku 10, může být ještě vytvořen vzduchový polštář. Zde se vytvoří určitý protitlak, takže skleněná vlákna 4 nejsou při provozu přitlačována k vrchní stěně vodícího zařízení 9, nýbrž jak je zřejmé z přiložených výkresů, v mnoha případech mohou být dokonce odtahována těsně pod vodicím zařízením 9.

Za vodicím zařízením 9 se nachází zařízení 17 pro konečnou úpravu. To může být vytvořeno jako zcelovací zařízení, rozviřovací zařízení, nebo jako texturovací zařízení, nebo jednoduše jako vzduchová tryska. Sladěním obvodové rychlosti spřádacího bubnu 5 s odtahovou rychlostí navíjecího zařízení 15 lze ovlivnit objem příze. Jestliže jsou obě rychlosti stejné, dosáhne se kompaktnější příze, než když je například obvodová rychlost spřádacího 5 bubnu větší než odtahová rychlost.

Ve všech případech je ale použitím vodícího zařízení 9 zabezpečeno, že tato příze je zhotovena ze vzájemně sdružených skleněných vláken 4, která sice nelze z matematického hlediska považovat za nekonečná vlákna, která však přesto vykazují velkou délku, která mnohonásobně překračuje délku střížových vláken. To je mimo jiné způsobeno také tím, že vychýlení skleněných vláken 4 ve vychylovacím úseku 10 vodícího zařízení 9 je provedeno relativně šetrně. Vedle relativně malého úhlu vychýlení je vytvořen rovněž poměrně velký poloměr, čímž je zmenšeno nebezpečí lámání vláken.

9 9 99 99 · ·· 99 9999

9 9 · 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 · 9 9 9 9 9 9

9 9 99 9 99 9 9 9 9 9

Za zařízením 17 pro konečnou úpravu se může ještě nacházet preparační zařízení 19. Preparační zařízení 19 však může být uspořádáno rovněž před zařízením 17 pro konečnou úpravu, popřípadě je-li vytvořeno jako vzduchová tryska, přímo v něm. Umístění preparačního zařízení 19 je však závislé mimo jiné i na druhu preparace.

Jako sklo, z něhož jsou vyrobena skleněná vlákna 4 může být použito C sklo, které je relativně cenově výhodné. Pevnost příze 2 zhotovené z tohoto skla vykazuje pevnost, která je srovnatelná s přízí zhotovené z E - skla.

Způsobem a zařízením podle vynálezu tedy již nejsou skleněná vlákna ve vodicím zařízení rozviřována, nýbrž jsou vzájemně sdružována do svazku, vykazujícím strukturu nekonečného vlákna. Takto zhotovená příze se pak chová jako příze zhotovená z nekonečných vláken, jejíž vlastnosti vykazují vlastnost velmi kompaktního materiálu. Oproti způsobu výroby rovingové příze, tj. příze rovněž zhotovené bez zákrutu, ovšem odpadá proces sušení. Takto zhotovená příze může být použita jako osnovní příze ve tkaninách nebo osnovních úpletech. Proto, aby jako osnovní příze mohla být použita příze zhotovená ze střižových vláken, je nezbytný proces zkrucování těchto vláken, což představuje dodatečný pracovní krok.

Příze 2 vykazuje pevnost, která je mezi pevností příze zhotovené ze střižových vláken a pevností příze zhotovené z nekonečných vláken. Další zpevnění příze lze například docílit v zařízení 17 pro konečnou úpravu. Pokud se týká vzhledu, je příze 2 podobná rovingové přízi, nebo texturované přízi. Výrobní rychlost příze 2 je relativně vysoká, až 1600 m/min.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1 .Způsob výroby příze zhotovené ze skleněných vláken, u něhož jsou za pomoci rotující tažné plochy vytahována vedle sebe se nacházející rovnoběžná skleněná vlákna, která jsou po předem stanovené prodlevě snímána z tažné plochy a vychylována, přičemž po sejmutí jsou skleněná vlákna sdružována do jednoho svazku ve směru příčném vzhledem ke směru otáčení tažné plochy a poté odtahována ve směru rovnoběžném k radiálnímu směru tažné plochy, vyznačující se tím, že je vytvořen vzduchový polštář, kterým jsou skleněná vlákna při vychylování odpružena.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vychylování skleněných vláken je prováděno pod úhlem a s poloměrem, při kterém nedojde ke zlomu u alespoň předem stanoveného podílu skleněných vláken.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vzájemně sdružená skleněná vlákna jsou podrobena procesu zcelování.
4. 4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že po vzájemném sdružení skleněných vláken následuje preparační nános.
5. 5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že vzájemné sdružování skleněných vláken je prováděno za pomoci přivedeného proudu vzduchu.
6. 6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že nehledě na pohyb při vzájemném sdružování skleněných vláken, se všechna skleněná vlákna pohybují vždy jen vjedné rovině.

   ♦ © • · · ♦ · · • « © • * ♦ » ©* ··
7. 7. Zařízení k výrobě příze zhotovené ze skleněných vláken s rotující tažnou plochou, na níž je uspořádáno snímací zařízení, na které navazuje dopředu směřující vodicí zařízení, vyznačující se tím, že vodicí zařízení (9) částečně sestává z trychtýřovité části (12) a vychylovacího úseku (10), ve kterém je vytvořen prostor vybočení (16).
8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že vodicí zařízení (9) obsahuje vychylovací úsek (10), který je uspořádán za snímacím zařízením (8), přičemž vychylovací úsek (10) vykazuje úhel menší než 120°.
9. 9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že poloměr vychýlení skleněných vláken (4) je větší, než poloměr, při kterém by u předem stanoveného podílu skleněných vláken došlo ke zlomu.
10. 10. Zařízení podle některého z nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že za vodicím zařízením (9) je ve směru pracovního chodu uspořádáno zařízení (17) pro konečnou úpravu.
11. 11. Zařízení podle některého z nároků 7 až 10, vyznačující se tím, že skleněná vlákna (4) jsou zhotovena z C - skla.