ES2310556T3 - Maquina de hilar que comprende una hilera con un anillo de distribucion de vapor. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo (100) para filamentos hilados (122) a partir de polímero termofundido extruido que comprende: un cuerpo conjunto de hilera (108) que incluye una placa de hilera (114) que tiene una cara inferior (113) que lleva una disposición de agujeros capilares a través de los cuales el polímero es extruido en múltiples chorros fundidos; una zona de enfriado rápido (120) en la que los múltiples chorros fundidos se enfrían para formar unos filamentos (122); un cabezal de hilar (112) que rodea el cuerpo conjunto de hilera (108); una placa metálica (121) situada en la parte inferior del cabezal de hilar (112) en ambos lados del cuerpo conjunto de hilera (108); un conducto (116) formado en el cabezal de hilar (112) para proporcionar un gas seleccionado a partir de vapor y un gas inerte que tiene un contenido muy bajo de oxígeno hacia un espacio anular (105) existente entre el cuerpo conjunto de hilera (108) y el interior del cabezal de hilar (112); caracterizado porque el dispositivo comprende adicionalmente un anillo distribuidor de vapor (109/106), en que el anillo distribuidor de vapor está situado debajo del cuerpo conjunto de hilera (108) haciendo tope con el cabezal de hilar (112), estando fijado el anillo distribuidor de vapor (109/106) al cabezal de hilar (112) y en que el anillo distribuidor de vapor (109/106) está montado amoviblemente en el cabezal de hilar (112) con el propósito de limpiar la superficie de la hilera mediante unos medios seleccionados a partir de (a) el anillo distribuidor de vapor (109) que está retenido exclusivamente por fuerzas de fricción con un ajuste de apriete dentro de un agujero agrandado previsto en la placa metálica (121); (b) el anillo distribuidor de vapor (106) que incluye uno o más imanes (107) que se sujetan magnéticamente al cabezal de hilar (112) cerca de la cara (113) de la placa de hilera (114); y (c) el anillo distribuidor de vapor (106) que está hecho de un material imanado.
Description
Máquina de hilar que comprende una hilera con un
anillo de distribución de vapor.
Esta invención se refiere a un dispositivo para
formar una capa de vapor en una hilera, a fin de recubrir la cara
expuesta de una hilera con un gas fácilmente removible del cabezal
de hilar.
La mayoría de filamentos poliméricos sintéticos,
tales como poliésteres, son hilados por fusión, es decir, son
extruidos a partir de una fusión polimérica calentada. En los
procedimientos corrientes, después que los chorros filamentarios
fundidos recientemente extruidos emergen de la hilera, los mismos
son enfriados por un flujo de gas refrigerante para acelerar su
endurecimiento. Entonces éstos pueden ser enrollados para formar
una bobina de hilo de filamentos continuos o, si no, ser procesados
por ejem., recogiéndolos como un haz de filamentos continuos
paralelos para procesarlos, por ejemplo, como una cinta, para
convertirlos en fibras.
En tales operaciones de hilatura por
termofusión, alguno de los polímeros tiende a acumularse en la cara
de la hilera de las máquinas de hilar, alrededor de cada orificio
de extrusión, y oxidarse formando un depósito duro, que en
definitiva interrumpe el proceso de hilar. Los depósitos duros de
polímero a menudo hacen que los filamentos recientemente hilados se
doblen hacia esos depósitos de la cara de la hilera. Este fenómeno
se conoce en la técnica como "geniculado". La rodilla o doblez
de filamento es inadmisible y finalmente comporta una rotura de
filamento. Las roturas de filamento afectan al rendimiento de la
hilatura y producen una pérdida de productividad. Una solución para
tratar este problema es limpiar intermitentemente la cara de la
hilera para renovar la superficie quitando los depósitos duros. El
lapso entre limpiezas se llama "ciclo de limpiado". Es
deseable minimizar la necesidad de limpieza de la cara de la hilera
o alargar equivalentemente el lapso del ciclo de limpiado.
Se han propuesto varios dispositivos para
dirigir un gas inerte a la cara de la hilera en un esfuerzo de
excluir el oxígeno, impidiendo con ello la formación de depósitos
duros. Por ejemplo, la patente U.S. núm. 3.814.559 de Ajers, II y
otros, describe una hilera convencional de extrusión de filamentos
recubierta con un gas inerte proporcionado mediante un anillo
calibrador dispuesto entre una hilera y un anillo retenedor de
hilera. El anillo calibrador debe ser lo suficientemente fuerte
para soportar la fuerza hacia arriba ejercida por el anillo
retenedor contra la hilera. La hilera soporta el peso del conjunto
de hilar y estanqueiza los suministros de polímero y gas inerte en
sus respectivas fuentes con sus respectivas presiones. Debido al
anillo retenedor, la placa de la hilera no es fácilmente accesible,
y cuando la cara de la hilera acumula depósitos de polímero, la
situación del hilado debe pararse y en vez de limpiar la cara de la
hilera, se necesita instalar un nuevo conjunto de hilar, incluyendo
una hilera. Esto es caro e interrumpe la producción.
En la patente US núm. 3.229.330, de Ferrier y
otros, se describen varias maneras de formar una capa de vapor
sobre una hilera, incluyendo un método que usa un anillo
distribuidor de vapor, o pantalla. Una disposición de "cápsula de
botella" que tiene un borde superior aserrado rodea la mitad
inferior del conjunto para mantener juntos la hilera, la pantalla,
y la envolvente del conjunto. El apriete final del conjunto de hilar
contra una junta se efectúa mediante una pluralidad de tornillos de
presión, que aprietan contra una corona de apoyo metálica. Esta
disposición hace difícil, si no imposible, limpiar fácilmente la
cara de la hilera, De hecho, Ferrier y otros, intentan evitar
completamente la limpieza de la cara de la hilera, ya que reconocen
que esto interrumpe la producción. En vez de ello, intentan impedir
que se forme el depósito de polímero usando un recubrimiento de
vapor. Si, aún así, este recubrimiento de vapor no es totalmente
efectivo, el conjunto de hilar debe quitarse periódicamente para
mantener la cara de la hilera libre de depósitos. Como se indicó
arriba, esto resulta caro e interrumpe la producción.
En la figura 1 se ilustra una máquina de hilar
convencional 10 con un conjunto de hilar 8 dentro de un cabezal, o
estructura 12. Una placa metálica calentada 21 está fijada a la
parte inferior del cabezal. El cuerpo conjunto de hilar contiene
una placa de hilera 14 que lleva una pluralidad de agujeros
capilares a través de los cuales es extruido el polímero. El
polímero termofundido es extruido a través de la hilera en múltiples
de chorros fundidos que son enfriados rápidamente en una zona de
enfriado 20, de cualquier manera conocida, para formar los
filamentos 22. El vapor es proporcionado desde una fuente externa
(no ilustrada) a través de un conducto 16 formado en la estructura
hacia un espacio anular 5 existente entre el interior del cuerpo
conjunto de hilar 10 y el cabezal 12. El vapor fluye alrededor del
cuerpo conjunto de hilar en el espacio anular 5, saliendo por el
cabezal cerca de los filamentos emergentes 22 y a través de la cara
inferior del conjunto de hilar a la cara de la placa de la hilera.
El flujo de vapor va en general hacia abajo, rodeando los filamentos
22. Sin embargo, todos los filamentos 22 no quedan expuestos a la
misma cantidad de vapor debido al flujo inadecuado a través de la
cara de la hilera.
El sistema del conjunto de hilar y de recubrir
con vapor de la técnica conocida de la fig. 1 adolece de una
exclusión pobre de aire en la cara de la hilera 13. En esta zona los
filamentos poliméricos recién extruidos son muy susceptibles de
degradarse por el oxígeno atmosférico. El flujo de aire arrastrado
alrededor de los filamentos que se mueven rápidamente arrastra el
vapor de recubrimiento fuera de la placa de la hilera y limita la
eficacia de excluir oxígeno. Como se indicó más arriba con respecto
a Ferrer y otros, si el recubrimiento con vapor no es completamente
efectivo, todo el conjunto de hilar se debe quitar periódicamente
para mantener la cara de la hilera libre de depósitos, lo cual es
caro e interrumpe la producción.
Así, existe una necesidad en la técnica de un
dispositivo para la formación de una capa de gas inerte en una
máquina de hilar que (1) proporcione un control de recubrimiento con
gas inerte que excluya eficazmente el oxígeno de la cara de la
hilera; (2) no exija la sustitución o alguna modificación de los
cuerpos conjuntos de hileras disponibles comercialmente; (3) sea
fácil de desmontar a efectos de limpiar la superficie de la hilera,
(4) no requiera unos materiales robustos y pesados de construcción;
y (5) que sea económico y fácil de construir.
En consecuencia, la presente invención aporta un
dispositivo (100) para filamentos hilados (122) a partir de polímero
termofundido extruido que comprende:
un cuerpo conjunto de hilera (108) que incluye
una placa de hilera (114) que tiene una cara inferior (113) que
lleva una disposición de agujeros capilares a través de los cuales
el polímero es extruido en múltiples chorros fundidos;
una zona de enfriado rápido (120) en la que los
múltiples chorros fundidos se enfrían para formar unos filamentos
(122);
un cabezal de hilar (112) que rodea el cuerpo
conjunto de hilera (108);
una placa metálica (121) situada en la parte
inferior del cabezal de hilar (112) en ambos lados del cuerpo
conjunto de hilera (108);
un conducto (116) formado en el cabezal de hilar
(112) para proporcionar un gas, seleccionado a partir de vapor y un
gas inerte que tiene un contenido muy bajo de oxígeno, hacia un
espacio anular (105) existente entre el interior del cuerpo
conjunto de hilera (108) y del cabezal de hilar (112);
caracterizado porque el dispositivo comprende
adicionalmente un anillo distribuidor de vapor (109/106), donde el
anillo distribuidor de vapor está situado debajo del cuerpo conjunto
de hilera (108) haciendo tope con el cabezal de hilar (112),
estando fijado el anillo distribuidor de vapor (109/106) al cabezal
de hilar (112) y en que el anillo distribuidor de vapor (109/106)
está montado amoviblemente en el cabezal de hilar (112) con el
propósito de limpiar la superficie de la hilera mediante unos medios
seleccionados a partir de (a) el anillo distribuidor de vapor (109)
que está retenido exclusivamente por fuerzas de fricción con un
ajuste apretado dentro de un agujero agrandado previsto en la placa
metálica (121); (b) el anillo distribuidor de vapor (106) que
incluye uno o más imanes (107) que se sujetan magnéticamente al
cabezal de hilar (112) cerca de la cara (113) de la placa de hilera
(114); y (c) el anillo distribuidor de vapor (106) que está hecho de
un material imanado.
La presente invención soluciona los problemas de
la técnica conocida mediante la previsión de un dispositivo simple
fijado al cabezal de hilar para que la cara de la hilera contacte
más eficazmente con el vapor y provea una atmósfera de vapor más
concentrada a los filamentos de polímero que acaban de emerger.
El dispositivo de la presente invención es
particularmente ventajoso con respecto a la técnica conocida porque
no requiere la sustitución del conjunto de hilar para mantener la
cara de la hilera libre de depósitos de polímero endurecidos, sino
que más bien proporciona un acceso fácil a la cara de la hilera para
que pueda limpiarse fácilmente. Aunque la limpieza de la cara de la
hilera requiera un tiempo de paro, la sustitución del conjunto de
hilar requería aún más tiempo de paro. Así, dado que el conjunto de
hilar en un sistema de hilatura no tiene que ser sustituido cuando
se usa el anillo distribuidor de la presente invención, la presente
invención mejora los sistemas de hilatura al reducir el tiempo de
paro del proceso en comparación con los equipos disponibles
comercialmente.
Además, el dispositivo de la presente invención
no requiere una modificación sustancial de un equipo existente. Aún
más, el anillo distribuidor de vapor de la presente invención es
fácil y económico de construir.
La figura 1 es una vista esquemática seccionada
de un conjunto de hilar convencional dentro de un cabezal de hilar
que incluye un sistema de recubrimiento con vapor de la cara de la
hilera según la técnica conocida.
La figura 2 es una vista esquemática seccionada
de un conjunto de hilar dentro de un cabezal de hilar que incluye
un sistema de recubrimiento con vapor de la cara de la hilera con
una realización de un anillo distribuidor de vapor según la
invención.
La figura 2A es una vista en planta del anillo
distribuidor de vapor de la fig. 2, tomada por el plano
2A-2A de la fig. 2.
La figura 2B es una vista en sección del anillo
distribuidor de vapor tomada por el plano 2B-2B de
la fig. 2A.
La figura 3 es una vista de un anillo
distribuidor de vapor según otra realización de la presente
invención.
La figura 3A es una vista plana del anillo
distribuidor de vapor de la fig. 3 tomada por el plano
3A-3A de la fig. 3.
La figura 4 es un gráfico de comparación de los
filamentos doblados en función del % del total frente al tiempo
después de la limpieza de la hilera.
La figura 5 es un gráfico de comparación del
flujo de vapor frente a la tenacidad del filamento.
La figura 6 es un gráfico de comparación del
flujo de vapor frente al alargamiento del filamento hasta la
rotura.
La figura 7 es un gráfico de comparación del
flujo de vapor frente a la calidad del filamento.
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Según la presente invención, se ha previsto un
dispositivo para filamentos hilados a partir de polímero
termofundido extruido. El dispositivo se indica en general con 100
en la figura 2. El sistema comprende un cuerpo conjunto de hilera
108 que lleva una placa de hilera 114 que tiene una cara inferior
113 atravesada por una disposición de capilares de extrusión (no
ilustrados) a cuyo través el polímero es extruido. El polímero
termofundido es extruido a través de la hilera en múltiples chorros
termofundidos que son enfriados en una zona de enfriamiento rápido
120, de cualquier manera conocida, para formar los filamentos
122.
El dispositivo de la presente invención incluye,
además, un cabezal de hilar que rodea el cuerpo conjunto de hilera.
En la figura 2 se indica con 112 un cabezal de hilar. Una placa
metálica 121 está situada en la parte inferior del cabezal de hilar
en ambos lados del conjunto de hilar. Preferiblemente la placa
metálica está calentada por medio de cualquier medio conocido,
incluyendo el contacto térmico con el cabezal de hilar
calentado.
La presente invención también incluye un anillo
distribuidor de vapor que rodea el conjunto de filamentos. En la
figura 2 se indica con 109 un anillo distribuidor de vapor. El
anillo distribuidor de vapor está situado debajo del conjunto de
hilar y próximo a la cara de la hilera. El anillo distribuidor de
vapor de la presente invención hace tope con el cabezal de hilar.
El anillo está montado amoviblemente en el cabezal de hilar. El
anillo distribuidor de vapor de la presente invención podrá estar
montado amoviblemente mediante ajuste apretado dentro de un agujero
agrandado de diámetro 123 formado en la placa 121 y centrado con la
cara de la hilera. Los filamentos emergentes 122 pasan a través de
una abertura del anillo distribuidor de vapor 109 concéntrica con el
agujero agrandado de la placa
metálica.
metálica.
El anillo distribuidor de vapor de la
realización de la figura 2 incluye una parte de faldón 109', como
ilustran las figuras 2A y 2B. Dicha parte de faldón es generalmente
perpendicular al anillo distribuidor de vapor y, cuando está
montado en el conjunto de hilar, perpendicular a la cara de la placa
de la hilera. Escogiendo el diámetro exterior 109'' del anillo
distribuidor 109 ilustrado en la figura 2B, dicho anillo puede
quedar retenido solamente por fuerzas friccionales (interferencia)
dentro del agujero agrandado de la placa 121. Los expertos del ramo
sabrán cómo hacer la elección del diámetro 109'' una vez que se ha
fijado el diámetro del agujero agrandado de la placa 121.
Preferiblemente, el anillo distribuidor de la realización de la
figura 2 es de aluminio blando, y los expertos del ramo también
sabrán cómo hacer esta elección en vistas a la rápida expansión
térmica experimentada por el anillo distribuidor al contactar con la
placa calentada 121. En esta realización, se podrá usar una
herramienta de abocardar para bloquear el anillo distribuidor en el
agujero agrandado.
En las figuras 3 y 3A se ilustra otra
realización de la presente invención en una vista en sección de un
cabezal de hilar y anillo, con los elementos equivalentes a los de
la figura 2 indicados con los mismos numerales de referencia. Aquí,
puede construirse un anillo distribuidor de vapor 106 como ilustra
la figura 3 en una vista en planta de modo que incluya uno o más
imanes 107 que se fijen magnéticamente al cabezal de hilar cerca de
la cara 113 de la hilera 114. En vez de emplear un anillo
distribuidor de vapor e imanes separados, también se podría emplear
un material totalmente magnetizado como anillo distribuidor de
vapor, creando así un imán continuo.
La característica común de cualquiera de las
realizaciones citadas, es que el anillo distribuidor de vapor está
montado amoviblemente al cabezal de hilar, de modo que la cara de la
hilera pueda ser limpiada, obviando la necesidad de reemplazar un
conjunto de hilera, que puede resultar caro. Así, se ha previsto un
método para mantener la cara de una hilera libre de depósitos de
polímero. Este método comprende las etapas de quitar un anillo
distribuidor de vapor que esté amoviblemente montado en el cabezal
de hilar y limpiar los depósitos de polímero de la cara de la
hilera. El anillo distribuidor de vapor se quita sin la necesidad de
reemplazar el conjunto de la hilera.
El anillo distribuidor de vapor puede fabricarse
de cualquier material adecuado, tal como un metal, por ejemplo,
aluminio, acero, o titanio, sílice fundida, cerámica, zafiro o
cuarzo. Preferiblemente, como se indicó antes, el anillo
distribuidor de vapor está hecho de aluminio, que tiene un alto
coeficiente de expansión térmica de modo que se expande para
ajustarse en el agujero agrandado.
El dispositivo de la presente invención puede
incluir, además, una válvula en una línea de suministro del
recubrimiento de vapor, de modo que el vapor pueda cerrarse en la
posición de limpieza. La válvula de cierre es preferiblemente una
válvula solenoide conectada a un interruptor eléctrico situado en la
proximidad del cabezal de hilar. Tal situación preferida del
interruptor eléctrico permite que un operario cierre el flujo de
vapor inmediatamente antes de limpiar la cara de la placa de la
hilera. El interruptor eléctrico puede tener preferiblemente una
función temporizadota incorporada que facilite el reinicio del flujo
de vapor después de un predeterminado lapso de tiempo. Esto
impedirá que el flujo de vapor se cierre durante períodos largos de
tiempo, lo cual conduciría a formar una condensación en la línea de
suministro.
Se puede usar cualquier gas para formar una capa
sobre la cara de la hilera. Se prefiere el vapor para recubrir los
filamentos poliméricos recientemente extruidos. Los gases inertes
como nitrógeno, argón, helio y sus mezclas pueden proporcionar unas
ventajas similares al vapor siempre y cuando el contenido de oxígeno
sea muy bajo. La presente invención es especialmente útil para
volúmenes de formación de capa de vapor por encima de 0,289
kg/hora/hilera, y preferiblemente encima de 0,400
kg/hora/hilera.
Las poliamidas adecuadas para usar en esta
invención incluyen los materiales sintéticos de poliamida hilables
en fusión que tengan grupos cíclicos amida (-CO-NH-)
como parte integral de la cadena polimérica. El término poliamida
se refiere a homopolímeros de poliamida, copolímeros y sus mezclas.
Unas poliamidas adecuadas que pueden usarse según la invención
incluyen homopolímero de poli(hexametileno adipamida) (es
decir, nailon 6,6), homopolímero de
poli(e-caproamida) (es decir, nailon 6),
homopolímero de polidodecanolactam (es decir, nailon 12),
homopolímero de poli(tetrametileno adipamida) (es decir,
nailon 4,6), homopolímero de poli(hexametileno sebacamida)
(es decir, nailon 6,10), la poliamida del ácido
n-dodecanedioico y homopolímero de
hexametilenodiamina (es decir, nailon 6,12), la poliamida de
dodecametilenodiamina y homopolímero del ácido
n-dodecanedioico (es decir, nailon 12,12), sus
copolímeros, y sus mezclas.
Unas poliamidas ilustrativas incluyen los
copolímeros hechos a partir de un componente del ácido
dicarboxílico, tal como ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido
adípico o ácido sebácico, y un componente diamina, tal como
hexametilenodiamina, 2-metilpentametilenodiamina, o
1,4-bis(aminometil) cilcohexano.
Las poliamidas antes descritas podrán usarse
solas o mezcladas en cualquier cantidad deseada con otras fibras
sintéticas polímeras tales como spandex, poliéster y fibras
naturales como algodón, seda, lana u otras fibras típicas asociadas
al nailon.
La presente invención no se limita a los
filamentos de poliamida, sino que podrá aplicarse a otros polímeros
hilables en fusión, incluyendo el poliéster, poliolefinas, por
ejem., polipropileno y polietileno. Los polímeros incluyen
copolímeros, polímeros mezclados, mezclas, y polímeros de cadena
ramificada, solo para poner unos cuantos ejemplos. También el
término filamento se usa genéricamente, y no excluye necesariamente
las fibras cortadas (a menudo referidas como fibras), aunque los
polímeros sintéticos son generalmente preparados inicialmente en
forma de filamentos poliméricos continuos ya que son hilados por
fusión (extruidos).
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A continuación se ejemplificará la invención
mediante los siguientes ejemplos no limitativos. Se montó el anillo
distribuidor de vapor en una máquina de hilar convencional, tal como
describe la patente U.S. núm. 5.750.215 (Steele y otros).
La tenacidad (Ten) se mide en gramos (fuerza)
por denier de hilo y el alargamiento (E) en porcentaje.
Los gramos de fuerza son iguales a la fuerza en
Newtons dividida por 102 (gramos por Newton).
El denier es igual a la densidad lineal en
decitex multiplicada por 9/10 (denier por decitex).
La tenacidad y el alargamiento del hilo se usan
para mostrar las propiedades superiores dadas al producto por el
uso del anillo distribuidor de una capa de vapor. Los mismos se
miden de acuerdo con la ASTM D2256 usando un 10 en una muestra de
distancia entre señales (25,4 mm), a 65% HR y 21ºC (70 grados F) con
una velocidad de alargamiento de 60% por min. El alargamiento a la
rotura se mide según la ASTM D955.
Un "índice de calidad" se define como la
raíz cuadrada de la cantidad porcentual de alargamiento multiplicada
por la tenacidad.
"índice calidad" = [% alargamiento X
tenacidad
(gramos/denier)]^{1/12}
\vskip1.000000\baselineskip
A menudo están presentes los productos de
degradación del polímero cerca de la abertura de los capilares de
la hilera y cerca del filamento emergente. Los filamentos recién
hilados, con el tiempo, se doblan hacia esos depósitos de la cara
de hilera. Este fenómeno también se conoce en la técnica como
"geniculado" ó filamentos doblados.
Se usa un número métrico de "filamento
doblado" (una cuenta directa de los filamentos doblados frente al
número total de filamentos por hilera expresada en porcentaje) para
valorar la eficacia del anillo distribuidor de vapor.
Adicionalmente, se define un ciclo de limpieza como el tiempo entre
limpiezas de hilera (equivalente a "duración de la limpieza" y
expresado en horas). Las limpiezas son necesarias para renovar la
superficie de la hilera después de algún período de hilado de
filamentos. La duración de la limpieza, una comparación de la
eficacia del ciclo de limpieza de un sistema de recubrimiento con
vapor convencional al de un sistema modificado con la invención es
otra medición de la eficacia de la invención.
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El Ejemplo 1 compara una máquina de hilar que
incluye un anillo distribuidor de capa de vapor según la realización
de la figura 2 de la presente invención frente a una máquina de
hilar convencional sin formación de capa de vapor y con
recubrimiento de vapor de la hilera de la técnica conocida, previsto
como ilustra la figura 1. El anillo distribuidor usado en este
ejemplo tenía unas dimensiones de 91 mm (diámetro exterior 109'' en
la figura 2B) y 70 mm para la abertura (diámetro 109'' en la figura
2B). El polímero de este ejemplo fue nailon 66 con una viscosidad
relativa del ácido fórmico de entre 53 y 58. El polímero contenía
deslustrante de dióxido de titanio en una concentración de 0,3% por
peso. Se hilaron cuarenta filamentos por hilo en un denier de
estiraje de 34 por hilo, y la proporción total de estiraje del
procedimiento fue de 1.25. Los hilos fueron enrollados sobre un
alma tubular 120 a una velocidad superficial de 6400 metros por
minuto. El procedimiento y aparato usados en este ejemplo fueron
similares a los del Ejemplo 2 de la patente U.S. núm. 5.750.215
(Steele y otros).
La prueba implicaba la limpieza de la hilera y
registrar el número de filamentos doblados en función del tiempo.
Los resultados se ilustran en la Tabla 1 y figura 4. Sin formación
de capa de vapor en la hilera (pruebas A y B), los filamentos
doblados empezaron a aparecer sólo después de 4 horas del
funcionamiento, siendo afectados más del 10% de los filamentos
después de 5 a 6 horas de funcionamiento. En el sistema con
formación de capa de vapor en la hilera pero sin el anillo
distribuidor de vapor de la presente invención (pruebas H, I y J),
los filamentos doblados empezaron a aparecer después de 5 a 6 horas
de funcionamiento, siendo afectados más del 10% de los filamentos
después de 6 a 7 horas de funcionamiento. Con recubrimiento de vapor
de la hilera y anillo distribuidor de vapor según la invención
(pruebas C, D, E, F y G), los filamentos doblados empezaron a
aparecer después de 9 a 11 horas de funcionamiento, siendo afectados
más del 10% de filamentos entre 13 y 15 horas según la presión del
vapor. Todos los casos de formación de capa de vapor en la hilera
con presiones de vapor mayores de 12,5 psig mostraron un
deterioramiento en la duración de la limpieza debido probablemente a
la dificultad de obtener una buena limpieza iniciad de la
hilera.
hilera.
Las pruebas muestran que el recubrimiento con
vapor de la hilera sobre equipos convencionales, sólo mejoran
marginalmente la duración de la limpieza de la hilera. La adición
del anillo distribuidor de vapor de la presente invención mejoró
considerablemente la duración de la limpieza con un factor de 2 a 3
veces el recubrimiento de vapor sólo.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Este ejemplo fue ejecutado según el Ejemplo 1, y
con el anillo distribuidor de vapor de la presente invención. Este
ejemplo muestra que el uso del anillo distribuidor de vapor de la
presente invención con recubrimiento de vapor de la hilera comporta
un aumento de la tenacidad y alargamiento de los filamentos
comparado con el uso del recubrimiento de vapor de la hilera sin el
anillo de vapor. Esto comportó una mejora de calidad Q, del hilo
mediante el uso del anillo distribuidor de vapor.
Los datos obtenidos en los Ejemplos 1 y 2 son
comparados de tres maneras, ilustradas en las figuras 5, 6 y 7.
Primero, en la figura 5, la tenacidad de hilo está trazada frente al
flujo de vapor al sistema de recubrimiento con vapor. En cada caso
donde se usó el anillo distribuidor de vapor, y el vapor fluyó en el
sistema de recubrimiento de vapor, la tenacidad del hilo fue
superior a la del control. Luego, en la figura 6, el alargamiento
del hilo a la rotura está trazado frente al flujo de vapor al
sistema de recubrimiento con vapor. En los casos donde el anillo
distribuidor de vapor se usó y el vapor estuvo fluyendo hacia el
sistema de recubrimiento con vapor, el alargamiento del hilo a la
rotura fue superior al del control. Finalmente, en la figura 7 la
calidad del hilo (como se definió en la ecuación anterior) está
trazada frente al flujo de vapor al sistema de recubrimiento con
vapor. La calidad es una media geométrica de parámetros
significativos de rendimiento en el uso del hilo. En la figura 7 la
calidad se indicó como superior (más alta) para cada medición donde
se usó el anillo distribuidor de vapor y el vapor estuvo fluyendo al
sistema de recubrimiento con vapor.
Claims (1)
1. Un dispositivo (100) para filamentos hilados
(122) a partir de polímero termofundido extruido que comprende:
un cuerpo conjunto de hilera (108) que incluye
una placa de hilera (114) que tiene una cara inferior (113) que
lleva una disposición de agujeros capilares a través de los cuales
el polímero es extruido en múltiples chorros fundidos;
una zona de enfriado rápido (120) en la que los
múltiples chorros fundidos se enfrían para formar unos filamentos
(122);
un cabezal de hilar (112) que rodea el cuerpo
conjunto de hilera (108);
una placa metálica (121) situada en la parte
inferior del cabezal de hilar (112) en ambos lados del cuerpo
conjunto de hilera (108);
un conducto (116) formado en el cabezal de hilar
(112) para proporcionar un gas seleccionado a partir de vapor y un
gas inerte que tiene un contenido muy bajo de oxígeno hacia un
espacio anular (105) existente entre el cuerpo conjunto de hilera
(108) y el interior del cabezal de hilar (112);
caracterizado porque el dispositivo
comprende adicionalmente un anillo distribuidor de vapor (109/106),
en que el anillo distribuidor de vapor está situado debajo del
cuerpo conjunto de hilera (108) haciendo tope con el cabezal de
hilar (112), estando fijado el anillo distribuidor de vapor
(109/106) al cabezal de hilar (112) y en que el anillo distribuidor
de vapor (109/106) está montado amoviblemente en el cabezal de hilar
(112) con el propósito de limpiar la superficie de la hilera
mediante unos medios seleccionados a partir de (a) el anillo
distribuidor de vapor (109) que está retenido exclusivamente por
fuerzas de fricción con un ajuste de apriete dentro de un agujero
agrandado previsto en la placa metálica (121); (b) el anillo
distribuidor de vapor (106) que incluye uno o más imanes (107) que
se sujetan magnéticamente al cabezal de hilar (112) cerca de la
cara (113) de la placa de hilera (114); y (c) el anillo distribuidor
de vapor (106) que está hecho de un material imanado.
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