CZ20001727A3 - Process and apparatus for continuous spinning and collecting fibers - Google Patents
Process and apparatus for continuous spinning and collecting fibers Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20001727A3 CZ20001727A3 CZ20001727A CZ20001727A CZ20001727A3 CZ 20001727 A3 CZ20001727 A3 CZ 20001727A3 CZ 20001727 A CZ20001727 A CZ 20001727A CZ 20001727 A CZ20001727 A CZ 20001727A CZ 20001727 A3 CZ20001727 A3 CZ 20001727A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- fibers
- fiber
- continuous
- collecting
- spinning
- Prior art date
Links
Landscapes
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
Zařízeni (10) na zvlákňování sestává ze zvlákňovací trysky (20), z ústrojí (30) na odsávání par a u napínacího ústrojí (40) nebo z jiných vhodných prostředků pro udržování zvlákněných vláken v napjatém stavu. Ústrojí (30) na odsávání parje výhodné zejména tehdy, kdy vláknotvomá látka obsahuje těkavé složky, jako je nezreagovaný monomer nebo rozpouštědlová složka solvatované pryskyřice. Napínací ústrojí (40) může být jednoduše tvořeno cívkou nebo navíječkou, která kontinuálně zvlákňovaná vlákna napíná. Při způsobu se využívá prostředků pro udržování dostatečného napětí kontinuálně zvlákňovaných vláken tak, aby bylo zabráněno jejich povolování po vytvoření vláken a během jejich shromažďování. Vyvozované konstantní napětí umožňuje vyrovnávání kontinuálních vláken do lineárního seskupení.The spinning device (10) consists of a spinneret (20), a vapor recovery device (30) and a tensioning device (40) or other suitable means of maintenance spun fibers in a stretched state. Extraction device (30) It is particularly advantageous when the fiber-forming substance is present it contains volatile components such as unreacted monomer or the solvent component of the solvated resin. Tensioning the device (40) can be simply formed by a coil or a spool that tensions the continuously spun fibers. At The method utilizes means for maintaining sufficient the tension of the continuously spun fibers to be they are prevented from being released after the fibers have been formed and during their collection. Constant voltage applied allows the continuous fibers to be aligned into a linear fiber grouping.
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká způsobu a zařízení pro vytváření kontinuálního jednosměrného svazku vysoce pevných uhlíkových vláken o malém průměru, založených na pryskyřici.The invention relates to a method and apparatus for forming a continuous, unidirectional bundle of small-strength, high-strength, carbon-based carbon fibers based on resin.
Obecně se předmět tohoto vynálezu týká způsobu vyfukovacího předení, při kterém . je vytvářen vyfukováním spředený výrobek, který má charakteristiky tavením spředeného výrobku při vyfukovacích spřádacích rychlostech. Tím předmět tohoto vynálezu přispívá ke zdokonalení stejnoměrnosti výrobku a ke snížení výrobních'nákladů.In general, the present invention relates to a blow-spinning process in which. it is formed by a blown spinning product having the characteristics of melting the spun product at blown spinning speeds. Thus, the present invention contributes to improving the uniformity of the article and to reducing manufacturing costs.
Přestože je předmět tohoto vynálezu zejména využitelný při vyfukovacím předení vláken z uhlíkaté pryskyřice, budou z následujícího popisu zcela- zřejmá i jeho další možná uplatnění. » ·Although the present invention is particularly useful in the blowing spinning of carbon resin fibers, other possible applications will be apparent from the following description. »·
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Jelikož jsou způsoby vyfukovacího předení z dosavadního stavu techniky velmi dobře a všeobecně známy, budou v dalším popisovány pouze ze zcela obecných hledisek.Since the prior art blow molding processes are well known and generally known, they will be described in the following only from a very general perspective.
Typický způsob . vyfukovacího předení využívá předené l látky, zeslabovacího média, kterým je obvykle plyn, a i spřádací lisovnice, která obsahuje kapiláry pro vytváření 1 A typical way. blow spinning utilizes spun l substance attenuator media, usually a gas, and even spinning die which comprises forming capillaries 1
I vláken. Během spřádacího procesu vlákna vystupují z kapilár a jsou uváděna do styku se zeslabovacím médiem, které vytahuje nebo natahuje každé vlákno, přičemž zvyšuje jeho délku a j snižuje jeho průměr. Jelikož uvedeným zeslabovacím médiem ' obvykle bývá plyn, je tak rovněž ovlivňována i rychlost : ochlazování vláken.I fibers. During the spinning process, the fibers emerge from the capillaries and are contacted with a attenuating medium that draws or stretches each fiber while increasing its length and decreasing its diameter. Since the attenuating medium is typically a gas, the cooling rate of the fibers is also affected.
Vlákny, vyráběnými způsobem vyfukovacího předení, bývají obvykle krátká nekontinuální vlákna, která mají délku menší, než dva palce. Naopak tavením spřádanými vlákny bývají 5 obvykle kontinuální vlákna, která mají v podstatě nekonečnou délku. Délka vláken u tavením’ spřádaných vláken je obvykle volena prostřednictvím konstrukce, takže není dána. způsobem výroby vláken. Kromě toho mají· tavením spřádaná vlákna lepší stejnoměrnost, než vyfukováním spřádaná vlákna.The fibers produced by the blown spinning process are typically short non-continuous fibers having a length of less than two inches. In contrast, melt spun fibers are generally continuous fibers 5 having a substantially infinite length. The length of the fibers in the melt-spun fibers is usually chosen by construction so that it is not given. by the method of producing fibers. In addition, meltblown fibers have better uniformity than blownblown fibers.
Pro vyfukovací předení vláken může být využito několika typů lisovnic. Obecně bývá typ'lisovnic na vyfukovací předení určen způsobem nasměrování zeslabovacího. plynu do styku s vlákny. Dvě obvyklé konstrukce představují prstencovité lisovnice a štěrbinové lisovnice.Several types of dies can be used for blowing fiber spinning. In general, blow molding dies are determined by the direction of attenuation. gas contact with the fibers. Two common designs are annular dies and slot dies.
U prstencovité lisovnice zeslabovací plyn obvykle vychází z prstence, vytvořeného kolem každé kapiláry, a proudí ve směru, který je rovnoběžný s vláknem. K zeslabování dochází v důsledku tažného působení plynu na vlákno.In an annular die, the attenuating gas typically exits from a ring formed around each capillary and flows in a direction parallel to the fiber. The attenuation occurs due to the pulling action of the gas on the fiber.
·· ······ ····
U štěrbinové lisovnice pak zeslabovací plyn opouští štěrbiny na každé straně špičky lisovnice a přichází do Styku s vláknem pod určitým úhlem. Úhel styku, který je určen geometrií lisovnice, je optimalizován pro určitou předenou látku za účelem dosažení požadovaných charakteristik výsledného vlákna.In a slot die, the attenuator gas then exits the slots on each side of the die tip and comes into contact with the fiber at an angle. The contact angle, which is determined by the die geometry, is optimized for a particular spun fabric to achieve the desired characteristics of the resulting fiber.
Předmět tohoto vynálezu je stejně dobře využitelný pro všechny typy lisovnic na vyfukovací předení.The present invention is equally applicable to all types of blow molding dies.
Typické způsoby vyfukovácího předení umožňují, aby spředená vlákna padala na shromažďovací plochu po zeslabení těchto vláken. V závislosti na složení vláken je tímto způsobem vytvářeno dvojrozměrné nebo trojrozměrné rouno z krátkých a nahodile uspořádaných vláken. Vlákna, shromažďovaná tímto způsobem, mohou být nežádoucím způsobem ohnuta nebo zauzlena, čehož důsledkem je nižší pevnost v tahu příslušného vlákna. Za základní příčinu ohýbání a zauzlování vláken je považována turbulence, vytvářená zeslabovacím plynem v průběhu ochlazování vláken.Typical blow-spinning methods allow the spun fibers to fall onto the collection surface after the fibers have been weakened. Depending on the fiber composition, a two-dimensional or three-dimensional web is formed from short and randomly arranged fibers in this way. The fibers collected in this manner may be undesirably bent or kinked, resulting in lower tensile strength of the respective fiber. The underlying cause of fiber bending and kinking is considered to be the turbulence generated by the attenuation gas during fiber cooling.
Odborníci v dané oblasti techniky velmi dobře vědí,, že způsob shromažďování vláken je kritickým krokem při dosahování vysoké pevnosti y tahu u vyráběných vláken. Způsoby, týkající se shromažďování vyfukováním spřádaných vláken, které jsou známy z dosavadního; stavu techniky, obvykle zvyšují počet ohybů a zauzlení vláken tím, že tato vlákna jsou shromažďována do trojrozměrného nahodilého rouna.Those skilled in the art are well aware that the fiber collection process is a critical step in achieving high tensile strength of the fibers produced. Methods of collecting blown-spun fibers known from the prior art; of the prior art, usually increase the number of bends and kinks of the fibers by collecting the fibers in a three-dimensional random web.
V patentovém spise US 5 648 041 je popisováno shromažďování vláken do dvojrozměrného rouna. Avšak ·· 9··· * · ·· ····· ·«· ··· ·· ··· ·· «·U.S. Pat. No. 5,648,041 describes the collection of fibers in a two-dimensional web. However, 9 ··· * · ·············
I prostředky pro dosahování dvojrozměrného rouna· vyžadují ’ použití přídavných zpracovatelských zařízení a rovněž přesnou !Even means for achieving a two-dimensional web require the use of additional processing equipment and also accurate!
regulaci zeslabovacího plynu..attenuation gas control ..
Jak je demonstrováno U způsobů tavného předení, tak výrobci již dávno zjistili, že stejnosměrné odebírání nebo shromažďování vláken, například na cívce nebo navíječce, povede ke získávání maximálně příznivých vlastností vláken. Avšak před vyvinutím předmětu tohoto vynálezu nebyly objeveny prostředky pro dosažení tohoto úkolu u způsobu vyfukovacího předení vláken.As demonstrated in melt spinning methods, manufacturers have long established that DC fiber removal or collection, for example, on a bobbin or winder, will result in obtaining the most favorable fiber properties. However, prior to the development of the present invention, means have not been discovered to accomplish this object in a blown fiber spinning process.
Podstata vynálezu . '.SUMMARY OF THE INVENTION. '.
Předmět tohoto vynálezu odstraňuje nedostatky, které se dříve vyskytovaly u vyfukováním spřádaných vláken, a to . ' vyvinutím zařízení a způsobu pro odebírání nebo shromažďování i kontinuálním vyfukováním spřádaných vláken. Kromě toho způsob a zařízení podle tohoto vynálezu poskytují stejnosměrné odebírání nebo shromažďování kontinuálních vláken.The present invention overcomes the drawbacks previously encountered in blown-spun fibers. by developing an apparatus and method for collecting or collecting even by continuous blowing the spun fibers. In addition, the method and apparatus of the present invention provide DC withdrawal or collection of continuous fibers.
Zde používaný výraz „kontinuální vlákna znamená taková vlákna, která mají v podstatě nekonečnou délku. K přerušení délky kontinuálních vláken obecně dochází buď záměrně, nebo v důsledku nějakého výrobního problému.As used herein, the term "continuous fibers" means fibers of substantially infinite length. The interruption of the length of the continuous fibers generally occurs either intentionally or due to some manufacturing problem.
Vlákna, vyráběná v souladu s předmětem tohoto vynálezu, mají dále zlepšenou stejnorodost vláken a zdokonalenou pevnost v tahu. A konečně předmět tohoto vynálezu poskytuje takový způsob vyfukovacího předení, jehož prostřednictvím je • 9 · ♦ » ·»·· • · 9 49The fibers produced in accordance with the present invention further have improved fiber uniformity and improved tensile strength. Finally, the present invention provides such a method of blow-spinning by means of which a
4 9 44 9 4
9 99 9
4 4 94 ·· ·· • · 9 · • 9 4 4 • · 9 4 ·· ·» možno vyrábět tavným spřádáním poskytovaný výrobek takovou rychlostí, která odpovídá vyfukovacímu předení.It is possible to produce a product provided by fusion spinning at a speed that corresponds to the blowing spinning.
Předmět tohoto vyná-lezu poskytuje zařízení pro vyfukovací předení kontinuálních, nekonečně dlouhých vláken. Toto nové zařízení obsahuje lisovnici na vyfukovací předení, která je opatřena alespoň jednou kapilárou pro vytváření vlákna, a prostředky pro nasměrovávání zeslabovacího plynu do styku s vláknem, které opouští 1 uvedenou kapiláru.The object of the present invention provides an apparatus for blowing spinning continuous, infinitely long fibers. The new device comprises a die to blow spinning, provided with at least one capillary for forming filaments, and means for nasměrovávání attenuator gas into contact with the fibers which leave the capillaries 1.
Předmětné zařízení rovněž poskytuje prostředky pro uplatňování napětí ve vlákně, než je toto vlákno vytvrzeno nebo ochlazeno, to znamená než; předmětné vlákno ztuhne. Dále předmět tohoto vynálezu zajišťuje odstraňování plynů a par ze svazku vláken před shromažďováním těchto vláken na sběrném ústrojí.The present apparatus also provides means for applying stress in the fiber before the fiber is cured or cooled, that is, than; the subject fiber solidifies. Further, the present invention provides for the removal of gases and vapors from the fiber bundle prior to collection of these fibers on the collecting device.
Dále byl v souladu s předmětem tohoto vynálezu vyvinut způsob výroby kontinuálních vyfukováním spřádaných vláken. Tento způsob výroby vláken podle tohoto vynálezu zajišťuje vyrábění vláken prostřednictvím ohřívání spřádané látky : a vytváření vláken průchodem této látky lisovnici na vyfukovací předení. Vlákna jsou zeslabována s pomocí zeslabovacího plynu.Further, in accordance with the present invention, a method for producing continuous blown spun fibers has been developed. This method of producing fibers according to the invention provides for the production of fibers by heating the spunbond fabric and forming the fibers by passing the fabric through a blow molding die. The fibers are attenuated by the attenuator gas.
Po provedení příslušného zeslabení daný způsob zamezuje vytváření vychylování vláken, á to udržováním napětí v daných vláknech prostřednictvím napínacího zařízení. Kontinuální vlákna, vyrobená prostřednictvím vyfukovacího předení, mohou být shromažďována na napínacím zařízení nebo na následujícím ústrojí, jako je například cívka nebo navíječka.Once the respective attenuation has been carried out, the method prevents the formation of deflection of the fibers by maintaining the tension in the fibers by means of a tensioning device. The continuous filaments produced by the blowing spinning may be collected on a tensioning device or on a subsequent device such as a bobbin or a winder.
··>··>
• • 9 •• • 9 •
<ř · · 9 9 * · • 9 9<· · · 9 9 * · • 9 9
9 9·· • 9 9 9 •9 · • 9 999 ·♦ ·99 9 9 9 9 9 9 999 9 9
9 9 9 • 9 9 '·9 9 9 • 9 9 '·
9 · »9 · »
9 · 99 · 9
9999
V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl dále vyvinut způsob výroby přímých vyfukováním spřádaných vláken z uhlíkaté pryskyřice. Tento nový způsob využívá prostředků pro udržování napětí ve vláknech za účelem zabránění jejich vychylování před vytvrzením nebo ochlazením;vláken.In accordance with the present invention, a method for producing direct blown carbon fiber spun fibers has been further developed. This new method utilizes means for maintaining tension in the fibers to prevent their deflection before curing or cooling ; fibers.
Předmět tohoto vynálezu dále zahrnuje krok shromažďování uvedených vláken ve formě osnovního pásu nebo křížené ; kontinuální vlákenné příze na sběrném ústrojí. 'The present invention further comprises the step of collecting said fibers in the form of a warp belt or crossed; continuous filament yarns on the collecting device. '
V případě nezbytnosti pák. předmět tohoto vynálezu rovněž zajišťuje odstraňování plynů a par z vláken před shromažďováním těchto vláken na sběrném ústrojí. Plyny a páry jsou s výhodou odváděny ’ prostřednictvím příčného : provzdušňování, uplatňovaného na vlákna ještě před tím, než tato vlákna dosáhnout sběrného ústrojí. !If necessary levers. the present invention also provides for the removal of gases and vapors from the fibers before collecting the fibers on the collecting device. The gases and vapors are preferably removed by means of a transverse aeration applied to the fibers before they reach the collecting device. !
jj
A konečně pak způsob podle tohoto vynálezu bude rovněž využitelný při předení vláken ž takových látek, jako jsou í například uhlíkaté pryskyřice, polyamidy včetně nylonů, i polyestery, jako například; „Dacron®, polypropylény, polyuretany, jako například „Lycra®, polyaramidy, jako například „Kevlar®, a tekuté krystalické materiály, jako iFinally, the process of the present invention will also be useful in spinning fibers from materials such as carbon resins, polyamides including nylons, and polyesters such as; Dacron®, polypropylenes, polyurethanes such as Lycra®, polyaramides such as Kevlar®, and liquid crystalline materials such as
například mezofázová pryskyřice, rozpuštěná mezofázová ; pryskyřice a „Zenite®, přičemž všechny shora uváděné ' ochranné známky jsou zaregistrovanými ochrannými známkami firmy E.I. du Pont de Nemours and Company. Využití způsobu ifor example mesophase resin, dissolved mesophase; resin and "Zenite ®", all of the foregoing being trademarks of E.I. du Pont de Nemours and Company. Use of method i
I podle tohoto vynálezu není pochopitelně omezeno pouze na shora uvedené látky. ' • · · ···Of course, according to the invention, it is not limited to the above-mentioned substances. '• · · ···
Kromě toho při předení vláken, založených na pryskyřici, poskytuje předmět tohoto vynálezu kontinuální přímá i vyfukováním spřádaná vlákna. Tato vlákna nemají žádná zauzlení, žádné ohyby ani žádné další shromažďovací vady nebo kazy, ke kterým dochází obvykle při vyfukovacím předení, a které snižují mechanické vlastnosti vláken. V důsledku toho ' poskytuje předmět tohoto vynálezu taková vlákna, která mají ; výrazně vyšší pevnost v tahu. ~ 1 In addition, when spinning resin-based fibers, the present invention provides continuous straight and blown fibers. These fibers have no kinks, no bends or any other collecting defects or defects, which usually occur during blow-spinning, and which reduce the mechanical properties of the fibers. Accordingly, the present invention provides fibers having; significantly higher tensile strength. ~ 1
Dále byly v souladu s předmětem tohoto vynálezu vyvinuty ; křížená kontinuální vlákenná příze, osnovní pás a 1 stejnosměrná vlákenná pramenná tkanina, které jsou vyrobeny z kontinuálních vláken, vyrobených prostřednictvím způsobu vyfukovácího předení. 1 They have further been developed in accordance with the present invention; cross-woven continuous filament yarn, warp belt and 1 DC fiber sliver fabric, which are made of continuous filaments produced by a blow-spinning process. 1
Přehled obrázků na výkrese 1 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS 1
Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladu jeho provedení, jehož popis bude . podán s přihlédnutím > k jedinému obrázku výkresu, ná kterém je znázorněno obecné zobrazení zařízení podle tohoto vynálezu.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment thereof, the description of which will be described below. is given with reference to a single drawing of the drawing, in which a general view of a device according to the invention is shown.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A. Zařízení na vyfukovací předení a odebírání vlákenA. Blow spinning and fiber removal equipment
Jak je znázorněno na jediném obrázku výkresu, týká se předmět tohoto vynálezu zařízení 10 na vyfukovací předení a odebírání vláken. Toto zařízení 10 je opatřeno obvyklou lisovnicí na vyfukovací předení, která je obecně označena vztahovou značkou 20, dále zařízením 30 na odstraňování pár aAs shown in a single drawing of the drawing, the present invention relates to an apparatus for blowing and removing fibers. This apparatus 10 is provided with a conventional blow-molding die, generally designated 20, a vapor removal device 30, and
• · · · · · ·· ··· ·· ·· napínacím zařízením 40 nebo jinými vhodnými prostředky pro udržování napětí spředených vláken.The tensioning device 40 or other suitable means for maintaining the tension of the spun fibers.
Lisovnice na vyfukovací předení jsou z dosavadního stavu techniky všeobecně známy. Jak již bylo shora uvedeno, existuje ve skutečnosti několik velmi dobře známých variant lisovnic na vyfukovací předení. Předmětu tohoto vynálezu může být s výhodou využito pro veškeré typy lisovnic na vyfukovací předení.Blow molding dies are well known in the art. As already mentioned above, there are in fact several well known variations of blow molding dies. The present invention can advantageously be used for all types of blowing dies.
Pro účely dalších informací o funkci lisovnic na vyfukovací předení uvádíme následující odkazy, které jsou zde zahrnuty ve formě odkazu:For further information on the function of the blow molding dies, the following references are incorporated herein by reference:
„Vibration and Stability in the Melt Blowing Process, Industrial and Engineering Chemistry, 1993, 32, 3100-3111, Rao a Shambaugh;&Quot; Vibration and Stability in Melt Blowing Process, Industrial and Engineering Chemistry, 1993, 32, 3100-3111, Rao and Shambaugh;
„A Macroscopic View of the Melt Blowing Process for Producing Microfibers, Industrial and Engineering Chemistry, 1988, 27, 2363-2372, Shambaugh;A Macroscopic View of the Melt Blowing Process for Producing Microfibers, Industrial and Engineering Chemistry, 1988, 27, 2363-2372, Shambaugh;
„Three-Dimensional Temperature Field of Rectangular Array of Practical Air Jetš, Industrial and Engineering Chemistry, 1994, 33, 730-735, Mohammed a Shambaugh;"Three-Dimensional Temperature Field of Rectangular Array of Practical Air Jets, Industrial and Engineering Chemistry, 1994, 33, 730-735, Mohammed and Shambaugh;
„Superfine Thermoplastic Fibers, Van. A. Wente, Industrial and Engineering Chemistry, svazek 48, číslo 8, srpen 1956, strany 1342 až 1346;“Superfine Thermoplastic Fibers, Van. A. Wente, Industrial and Engineering Chemistry, Vol. 48, No. 8, August 1956, pages 1342-1346;
patentový spis US 4 847 125;U.S. Patent 4,847,125;
patentový spis US 4 380 570; a patentový spis US 5 286 182.U.S. Pat. No. 4,380,570; and U.S. Pat. No. 5,286,182.
Případné zařízení 30 na odstraňování par podle tohoto vynálezu je obzvláště využitelné tehdy, kdy spřádaná látka obsahuje těkavé složky, jako jsou například nezreagované monomery nebo rozpustné složky rozpuštěných pryskyřic.The optional vapor removal device 30 of the present invention is particularly useful when the spinning substance comprises volatile components such as unreacted monomers or soluble components of the dissolved resins.
Rozpuštěné pryskyřice byly vyvinuty majitelem tohoto ;!Dissolved resins were developed by the owner of this;
vynálezu a jsou popsány například v patentovém spise US 5 259 947, v patentovém spise US .5 437 780, v patentovém spise US 5 501 788 nebo v patentovém spise US 5 538 621, které jsou zde uváděny ve formě odkazu.of the invention and are described, for example, in U.S. Pat. No. 5,259,947, U.S. Pat. No. 5,437,780, U.S. Pat. No. 5,501,788 or U.S. Pat. No. 5,538,621, which are incorporated herein by reference.
U výhodného příkladného provedení je zařízení 30 na odstraňování par uspořádáno mezi lisovnicí 20 a napínacím zařízením 4 0. Výhodné zařízení 30 na odstraňování par využívá jednoho nebo více dmychadel či ventilátorů, které nejsou na obrázku vyobrazeny, nebo jiných prostředků pro vytváření křížového proudění nebo pohybu plynu nebo vzduchu. Ventilace s křížovým prouděním účinně odstraňuje uhlovodíkové páry nebo jiné unášené složky ze svazku vláken, přičemž přispívá k zachycování vláken „vybíhajících ze svazku. Odstraňování těkavých složek ze soustavy nebo svazku vláken před jejich odebíráním a shromažďováním přispívá ke zlepšení zpracovatelnosti vláken.In a preferred embodiment, the vapor removal device 30 is disposed between the die 20 and the tensioning device 40. The preferred vapor removal device 30 utilizes one or more blowers or fans, not shown, or other means for generating cross-flow or gas movement. or air. Cross-flow ventilation effectively removes hydrocarbon vapors or other entrained components from the fiber bundle, contributing to the entrapment of the fibers' emerging from the bundle. Removing volatile components from the fiber assembly or bundle prior to collection and collection contributes to improving the processability of the fibers.
A konečně pak zařízení podle tohoto ' vynálezu obsahuje napínací zařízení 40. Jak je na vyobrazení znázorněno, může i být toto napínací zařízení 40 vytvořeno, velice jednoduše například ve formě jediné cívky nebo vřetena, které vyvozuje j napětí na kontinuálním vyfukováním spřádaná vlákna. 'Finally, the device according to the invention comprises a tensioning device 40. As shown, the tensioning device 40 may also be formed, very simply, for example, in the form of a single coil or spindle, which applies stress to the continuous blown fibers. '
Alternativně mohou být přídavné cívky, válce, čepy nebo horké komory a podobná ústrojí uspořádány před nebo za ' napínacím zařízením 40 za účelem plnění funkcí taženi za ! studená a tuhnutí za tepla. ,, ' íAlternatively, additional coils, cylinders, pins or hot chambers and the like may be provided upstream or downstream of the tensioning device 40 to perform pull-pull functions. cold and hot setting. ,, 'í
Přesné uspořádání nebo využívaná zařízení nejsou pro předmět tohoto vynálezu podstatná. Spíše je prvotním úkolem zajistit prostředky pro udržování dostatečného napětí· ' kontinuálním vyfukováním spřádaných vláken, aby bylo ' zabráněno jejich vychylování, které by mohlo následovat, po vytváření vláken a v průběhu odebíracího nebo shromažďovacího procesu. Konstantní napětí umožňuje vyrovnání kontinuálních , vláken do přímého svazku, který může být shromažďován a odebírán jakýmkoliv způsobem, ‘který je znám odborníku z ,dané oblasti techniky, jako je například osnovní pás nebo příčné kontinuální tažení vláken do tvaru koudelné příze.The precise arrangement or devices used are not essential to the present invention. Rather, the primary task is to provide means for maintaining sufficient tension by continuously blowing the spun fibers to prevent their deflection which might follow after the fibers have been formed and during the removal or collection process. The constant stress allows alignment of the continuous filaments into a straight bundle which can be collected and removed by any method known to those skilled in the art, such as a warp belt or transverse continuous drawing of the filaments into the shape of a tow yarn.
B. Způsob vyfukovacího předení kontinuálních přímých vláken iB. Continuous Blow Molding Method i
S odkazem na přiložený obrázek výkresu byl v souladu s předmětem tohoto vynálezu vyvinut způsob shromažďování a odebírání kontinuálních vláken, spředených vyfukováním. Jak je známo z dosavadního stavuj techniky, je možno s pomocí různých odebíracích způsobů vytvářet osnovní pás, příčnou kontinuální vláknitou koudelnou přízi nebo jiné výrobky.Referring to the accompanying drawing of the drawing, in accordance with the present invention, a method for collecting and removing blown spunbond fibers has been developed. As is known in the art, a warp belt, a continuous filament tow or other products can be formed by various removal methods.
·· ···· • ··· ···· · ·
Jak již bylo shora uvedeno je způsob předení vláken vyfukováním všeobecně a velmi dobře znám. Avšak přestože byly výhody shromažďování vyfukováním spředených vláken stejnosměrným způsobem známy, .nebylo jich možno dosáhnout před vytvořením předmětu tohoto vynálezu.As mentioned above, the method of spinning fibers by blow molding is generally and well known. However, although the advantages of collecting spunbonded fibers in the DC fashion were known, they could not be achieved prior to the present invention.
V souladu se způsobem podle tohoto vynálezu jsou vytvářena vyfukováním spředená vlákna, a to prostřednictvím průchodu látky schopné předení přes kapiláry lisovnice na vyfukovací předení. Když spředená vlákna vystupují z těchto kapilár, jsou uváděna do styku se zeslabovacím plynem.· Po zeslabení vlákna případně procházejí zařízením 30 na odstraňování par, a to za účelem odstranění veškerých nezreagovaných monomerů nebo .rozpouštědel, která mohou být unášena ve svazku vláken. Tyto materiály jsou s výhodou odstraňovány ještě před shromažďováním . vláken. To je obzvláště výhodné tehdy pokud jsou vlákna vyráběna z rozpuštěných pryskyřic, jelikož přítomnost jakýchkoliv zachycených uhlovodíků může · zhoršit kvalitu výsledného výrobku.In accordance with the method of the present invention, spunbond fibers are formed by passing a fabric capable of spinning through the capillaries of a blow molding die. When the spun fibers exit from these capillaries, they are contacted with the attenuator gas. These materials are preferably removed prior to collection. fibers. This is particularly advantageous when the fibers are made from dissolved resins, as the presence of any entrapped hydrocarbons may impair the quality of the resulting product.
Postup odstraňování par je s výhodou prováděn vyvíjením příčně proudícího odsávání. Toto příčně proudící odsávání je s výhodou prováděno až po zeslabení vláken, avšak ještě před shromažďováním vláken. Toto příčně proudící:odsávání může být vytvářeno jedním nebo více ventilátory, dmychadly, kompresory nebo jinými vhodnými ústrojími, která nejsou na obrázku výkresu znázorněna.The vapor removal process is preferably carried out by generating a cross-flow suction. This transverse suction is preferably performed after the fibers have been weakened, but before the fibers have been collected. This crosswise flow: suction may be generated by one or more fans, blowers, compressors, or other suitable devices which are not shown in the drawings.
···· ·· · · · ···· • 9 9 · · · · ·· · • ·· · .··· · · · • ·· · ····9 9 9 9 9 9 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
9 · 9 · · 9 94 4 4 *499 · 9 · 9 94 4 4 * 49
Způsob odstraňování par nelze zaměňovat s běžným krokem rychlého ochlazování, prováděním s pomocí příčného prouděni, který je obvykle používán u tavného předení vláken. Vlákna, spřádaná z rozpuštěné pryskyřice, jsou rychle ochlazována a teplem vytvrzována v blízkosti lisovnice v oblasti, kde převládá rychle expandující a ochlazující se zeslaboyací plyn. Takže vlákna z rozpuštěné pryskyřice vždy ukončí proces rychlého ochlazování ještě™ před tím, než dochází k odstraňování par. ί'The vapor removal method is not to be confused with the conventional rapid cooling step, by means of a transverse flow, which is typically used in melt spinning fibers. The dissolved resin fibers are rapidly cooled and heat cured near the die in an area where the rapidly expanding and cooling weakening gas predominates. Thus, the dissolved resin fibers always terminate the rapid cooling process prior to vapor removal. ί '
Po vytvoření vláken využívá předmět tohoto vynálezu napínacího zařízení 40 pro udržování konstantní a stejnoměrné síly, působící na vlákna. Napětí, působící na vlákna, zabraňuje ohýbu vláken a jejich případnému zauzlení, přičemž umožňuje shromažďování a odběr kontinuálních a nekonečně dlouhých vláken, vytvořených vyfukovacím předením.Once the fibers have been formed, the present invention utilizes a tensioning device 40 to maintain a constant and uniform force on the fibers. The stress applied to the fibers prevents the fibers from bending and eventually kinking, while allowing the collection and collection of continuous and infinitely long fibers formed by the blow-spinning process.
Kromě toho uplatňování konstantního napětí po vytvoření vláken umožňuje vyrovnávání vláken do přímočarého svazku, který může být. odebírán a shromažďován na cívce jako osnovní pás nebo jako příčná kontinuální vlákenná příze. Dopad přídavného napětí na zeslabování vláken se bude měnit v závislosti na spřádacích vlastnostech materiálu. Avšak přídavné napětí nepůsobí jako hlavní zeslabOvací síla, neboť tuto funkci vykonává spíše zesíabovací plyn.In addition, applying a constant stress after the formation of the fibers allows the alignment of the fibers to a rectilinear bundle, which may be. harvested and collected on the reel as a warp belt or as a continuous filament yarn. The impact of the additional stress on the fiber attenuation will vary depending on the spinning properties of the material. However, the additional voltage does not act as the main attenuation force, since this function is rather performed by the attenuator gas.
Jakmile jsou kontinuální vlákna vyrovnána na cívce nebo na jiném vhodném shromažďovacím ústrojí, .mohou být vlákna odříznuta pro účely jejich dalšího zpracování. Způsob snímání vláken z cívky bude určovat charakteristické vlastnosti ·· ftftftft ·· : ·· • ftft · · · · • · ··· · ·· ft ·· ······ • · · ftftftft ·· ··· ftft ftft konečného výrobku. Pokud je proveden jediný řez podél celé délky cívky, mohou být vlákna sejmuta ve formě vyrovnané stejnosměrné vláknité provazcovité tkaniny, jejíž délka bude i stejná, jako je obvod cívky.Once the continuous filaments are aligned on the spool or other suitable gathering device, the filaments may be cut for further processing. The method of sensing the fibers from the coil will determine the characteristic properties of the coil: ftftftft: ftftftft ftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftftft ftft final product. If a single cut is made along the entire length of the bobbin, the fibers may be removed in the form of a balanced DC fibrous strand fabric, the length of which will be the same as the circumference of the bobbin.
IAND
Pokud jsou požadována přímá a stejně dlouhá -vlákna, .mohou být vlákna sesmeknuta z cívky vždy v určitých intervalech za účelem dosažení požadované délky vláken.If straight and equally long fibers are desired, the fibers may be slipped off the spool at certain intervals to achieve the desired fiber length.
IAND
Alternativně pak, jak je odborníku z dané oblasti techniky ' velmi dobře známo, mohou být vlákna zpracovávána na cívce, i mohou být odřezávána na požadovanou délku po sejmutí nebo ;Alternatively, as is well known to those skilled in the art, the fibers may be processed on a bobbin, even may be cut to the desired length after removal or;
odvinutí, načež mohou být tažena, navíjena nebo zpracovávána : !extractions, after which they can be drawn, wound or processed:!
jakýmkoliv jiným požadovaným způsobem. Kromě toho mohou, být ’ válce, čepy, horké komory nebojjiná velmi, dobře známá ústrojí uspořádána před nebo za místem, kde jsou kontinuální, vlákna j vyrovnána prostřednictvím napínacího zařízení 40, aby byly zajištěny funkce vytahování vláken za studená nebo za tepla a : : jejich tuhnutí za tepla. ;any other desired way. Additionally, to be "rolls, pins, hot chamber nebojjiná very well known devices arranged upstream or downstream from where the continuous filaments j compensated by the tensioning device 40 in order to ensure the function of fiber drawing cold or heat:: their heat setting. ;
tt
C. Kontinuální přímá vyfukováním spředená uhlíkatá vlákna ” iC. Continuous Blown Spun Carbon Fibers ”i
Předmět tohoto vynálezu8 je zejména využitelný pro předení kontinuálních vláken z mezofázové pryskyřice a z rozpuštěných pryskyřic.The present invention 8 is particularly useful for spinning continuous fibers of mesophase resin and dissolved resins.
V patentovém spise US 5 648 041 jsou popisovány potíže při výrobě přímých vláken z rozpuštěné pryskyřice, a zejména z rozpuštěné mezofázové pryskyřice. Jak je zde uvedeno, tak : rychlé ochlazování vláken v oblasti turbulence, vytvářené zeslabovacím plynem, vede k zauzlovávání a ohýbání vláken.U.S. Pat. No. 5,648,041 discloses difficulties in producing straight fibers from dissolved resin, and in particular from dissolved mesophase resin. As mentioned herein, the rapid cooling of the fibers in the region of turbulence produced by the attenuating gas leads to kinking and bending of the fibers.
·· ···· ·· ·· • · · · · · · • · ··· · · · · • · 9 .9 9 9 9 9 9································· 09.9 9 9 9 9 9
9 ·9 9 9 9 9 • ·· ··· ·· 1 ··9 · 9 9 9 9 9 • 1 ··
Avšak využíváním napínacího zařízení 40 podle tohoto : vynálezu je dosahováno kontinuálních a vyfukováním spředených vláken. Kromě toho předmět tohoto vynálezu zvyšuje potenciál ' pro menší konečný průměr výrobků, neboť poskytuje vlákna s vyšším přenosem síly jediného vlákna a složených vláken. : A konečně může předmět tohoto vynálezu umožnit, aby byly ; průměry kapilár u spřádací lisovnice větší, v důsledku čehož dochází k odstranění potíží, způsobovaných malými kapilárami, jako je například ucpávání.However, by using the tensioning device 40 of the present invention, continuous and blown spun fibers are achieved. In addition, the present invention increases the potential for a smaller final diameter of articles by providing fibers with a higher power transmission of single fiber and composite fibers. Finally, the present invention may allow them to be; the diameters of the capillaries of the spinning die are greater, thereby eliminating the problems caused by small capillaries, such as clogging.
V tabulce 1 je uvedeno, že vlákna podle tohoto vynálezu, mají zlepšenou pevnost v tahu a zmenšené kolísání spředeného ; I průměru v porovnání s vlákny, vyrobenými způsoby, které jsou ! známy z dosavadního stavu techniky. Následujících výsledků ' zkušebních testů bylo dosaženo u vláken, spředených z jediné dávky rozpuštěné mezofázové .pryskyřice, a to s využitím stejné lisovnice na vyfukovací;předení.Table 1 shows that the fibers of the present invention have improved tensile strength and reduced spun variation ; I average compared to fibers made by methods that are! known in the art. The following test results were obtained with fibers spun from a single batch of dissolved mesophase resin using the same blow molding die.
Jak je uvedeno v tabulce 1, tak vlékna podle tohoto vynálezu, která byla shromažďována na cívce, měla vyšší pevnost v tahu a menší percentuální koeficient kolísání , spředeného průměru, než vlákna,' shromažďovaná ve formě rouna. Percentuální koeficient kolísání (% CV) průměru vláken je ! standardní odchylkou, rozdělenou hlavním průměrem vláken, a vyjádřenou v procentech. Menší % CV znamená zdokonalení ! stejnorodosti vláken.As shown in Table 1, the fabrics of the present invention that were collected on a reel had a higher tensile strength and a smaller percentage coefficient of spun diameter than the fibers collected in the form of a web. The percent fluctuation coefficient (% CV) of the fiber diameter is ! the standard deviation, divided by the major fiber diameter, and expressed as a percentage. Less% CV means improvement ! fiber homogeneity.
±5 • 0 ♦»·· 00 tt • · · · 0 « ·± 5 • 0 ♦ · t 00 tt · 00 0 0
000· · 0 · ·000 · · · ·
0 0 0 0 00 00 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0
000 00 00000 00 00
Další možná provedení předmětu tohoto vynálezu budou zcela zřejmá pro odborníka z dané oblasti techniky .na základě !Other possible embodiments of the invention will be apparent to those skilled in the art on the basis of this.
tohoto popisu nebo praktického uplatňování zde popisovaného předmětu vynálezu. Shora uvedený popis je považován pouze za příkladný, přičemž skutečný rozsah a myšlenka tohoto vynálezu jsou stanoveny následujícími patentovými nároky.of this disclosure, or of practicing the subject matter described herein. The foregoing description is considered to be exemplary only, and the true scope and spirit of the invention are set forth in the following claims.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20001727A CZ20001727A3 (en) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | Process and apparatus for continuous spinning and collecting fibers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20001727A CZ20001727A3 (en) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | Process and apparatus for continuous spinning and collecting fibers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ20001727A3 true CZ20001727A3 (en) | 2001-05-16 |
Family
ID=5470604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20001727A CZ20001727A3 (en) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | Process and apparatus for continuous spinning and collecting fibers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ20001727A3 (en) |
-
1998
- 1998-09-09 CZ CZ20001727A patent/CZ20001727A3/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008540850A5 (en) | ||
JP4359999B2 (en) | Method for producing polyphenylene sulfide fiber | |
US20210025082A1 (en) | Method of manufacturing acrylonitrile fiber bundle and method of manufacturing carbon fiber bundle | |
JPH02251610A (en) | Production of polyester yarn | |
AU691192B2 (en) | Aqueous-quench spinning of polyamides | |
CN111148866A (en) | High-strength polyethylene terephthalate yarn and method for producing same | |
CN1050392C (en) | Method and apparatus for manufacturing artificial filament or artificial fibre comprising polymers especially for polyamide, polyester or polypropylene | |
RU2318930C2 (en) | Spinning method | |
CN109477248B (en) | Polyolefin fiber and method for producing same | |
SK7172000A3 (en) | Process and apparatus for collecting continuous blow spun fibers | |
JPH08134717A (en) | Production of polyester fiber for air bag | |
CZ20001727A3 (en) | Process and apparatus for continuous spinning and collecting fibers | |
KR102263320B1 (en) | Monofilament Yarn Manufacturing System and Method | |
US5277859A (en) | Method for the production of polypropylene yarn | |
TW470791B (en) | Process and apparatus for collecting continuous blow spun fibers | |
JP2004052173A (en) | High-strength polyester monofilament and method for producing the same | |
JP4395977B2 (en) | Method for producing polyamide fiber | |
JPH07268721A (en) | Apparatus for heat-treating polyester fiber | |
KR100484119B1 (en) | Manufacturing method of polyester microfilament yarn | |
JP2005133249A (en) | Multifilament of polylactic acid for yarn dividing, and method for producing the same | |
JP4479067B2 (en) | Method for producing polyamide fiber | |
JP3346575B2 (en) | Manufacturing method of high filament count fine filament polyester yarn | |
MXPA00004637A (en) | Process and apparatus for collecting continuous blow spun fibers | |
JPS591708A (en) | Production of mixed yarn consisting of filaments different in cross section and fineness | |
JPH04333615A (en) | Production of polyester ultrathin yarn |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |