ES2339262T3 - Conjunto de hilado para el hilado seco-humedo y dispositivo y metodo para producir el haz de fibras. - Google Patents
Conjunto de hilado para el hilado seco-humedo y dispositivo y metodo para producir el haz de fibras. Download PDFInfo
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Abstract
Conjunto de hilado para el hilado semihúmedo comprendiendo una caja de hilera, un conducto de solución bruta de hilado formado dentro de la caja de hilera, un orificio de alimentación de solución de hilado bruta formada en la caja de hilera, para alimentar la solución de hilado bruta en el conducto de solución bruta de hilado, y una hilera colocada en la caja de hilera y que tiene numerosos orificios de hilado dispuestos a intervalos para descargar la solución bruta de hilado de la salida de solución bruta de hilado, donde la superficie externa de la hilera se enfrenta a la superficie líquida de un líquido de coagulación que pasa por una fase gaseosa, y donde el número de orificios de hilado es de 6000 o más y cociente de aspecto Ra de una hilera de orificios de hilado es 2,5 o más, en la cual el cociente de aspecto Ra se define con la fórmula Ra = A2/B2, en la cual B2 es la longitud del segmento lineal más corto de entre los segmentos lineales obtenidos cuando las líneas rectas que pasan por el centro de la superficie de hilera atraviesan la zona de orificios de hilado y A2 es la longitud del segmento lineal más largo de entre los segmentos lineales obtenidos cuando las líneas derechas perpendiculares al segmento lineal más corto atraviesan la región de orificios de hilado, y donde la zona de orificios de hilado es una cara rodeada por una línea de contorno trazada empalmando los orificios de hilado situados sobre el lado más exterior de la hilera de orificios de hilado de entre los numerosos orificios de hilado ordenados en la superficie de hilera.
Description
Conjunto de hilado para el hilado
seco-húmedo y dispositivo y método para producir el
haz de fibras.
La invención presente se relaciona con un
conjunto de hilado para el hilado semihúmedo
(seco-húmedo), y un aparato y método para producir
un haz de fibras. Más detalladamente, la invención se relaciona con
un conjunto de hilado para el hilado semihúmedo que tiene 6.000 o
más orificios de hilado para descargar una solución de hilado
bruta, y un aparato y el método para producir un haz de fibras que
utiliza el conjunto de hilado.
Un método de hilado semihúmedo comprende los
pasos de que una vez se descarga una solución de polímero (la
solución de hilado bruta) de los orificios de hilado de un hilador
en una parte en fase gaseosa (por lo general aire), para formar
fibras, introducir las fibras en un baño de coagulación, para
coagularlos, y arrollar las fibras coaguladas del baño de
coagulación, para formar un haz de fibras. En el método de hilado
semihúmedo, debido a que el estiramiento de fibras ocurre cuando
las fibras son arrolladas principalmente en la parte de fase
gaseosa, las fibras pueden ser coaguladas y gelificadas a baja una
tensión en el baño de coagulación. En base al proceso, se puede
obtener un haz de fibras que tiene una capacidad excelente de
estiramiento en un paso subsecuente. El método de hilado semihúmedo
puede proporcionar un haz de fibras que comprende filamentos cada
uno de los cuales tiene una alta densidad.
Por otra parte, hay una demanda de reducción del
coste de producción de un haz de fibras de carbón. Uno de los
métodos para responder a la demanda es aumentar la productividad de
un haz de fibras acrílico necesario para la producción de un haz de
fibras de carbón. Para esta mejora de productividad, es necesario
obtener un haz de fibras acrílico hilando a una mayor velocidad y
con gran densidad (aumentando el número de orificios de hilado de
una hilera).
Sin embargo, en el caso de hilado a una mayor
velocidad, debido a que la velocidad de circulación de un haz de
fibras por un baño de coagulación es más alta, la cantidad de
líquido de coagulación que fluye para acompañar el avance del haz
de fibras aumenta. Debido a que el flujo de acompañamiento aumenta,
la cantidad del líquido de coagulación que fluye en el baño de
coagulación aumenta para hinchar la superficie líquida del líquido
de coagulación, causando un fenómeno de formación de vórtice según
el caso. Si este fenómeno ocurre, la posición de la superficie
líquida del líquido de coagulación directamente bajo la hilera varía
enormemente. Esta variación de la superficie líquida del líquido de
coagulación comporta la alternación de una disposición de los
filamentos en el haz de fibras y la fractura del filamento. Si la
variación de la superficie líquida del líquido de coagulación es
significativa, la superficie de la hilera en la cual están
dispuestos los orificios de hilado (la superficie de hilador) se
pone en contacto con el líquido de coagulación parcialmente o
totalmente y puede resultar que no se pueda realizar el hilado
semihúmedo.
En el caso de hilado a una mayor una densidad, a
saber, en el caso donde el número de orificios de hilado de la
hilera es aumentado, si los intervalos entre los orificios de hilado
adyacentes son estrechados, de dicho fenómeno puede resultar que
mientras las fibras formadas por los orificios de hilado una vez que
pasan por la parte de fase gaseosa, es decir antes de que sean
coaguladas, los filamentos adyacentes se adhieren el uno al otro.
Si el número de orificios es aumentado sin causar el fenómeno, los
intervalos entre los orificios de hilado adyacentes deben ser
ensanchados. En este caso, la hilera se hace muy grande y
pesada.
La forma de circunferencia exterior de la
superficie de hilera convencional (la superficie de hilador), en la
cual se disponen los orificios, es generalmente circular. Si el
diámetro de la hilera circular es ampliado para aumentar el número
de orificios, de dicho fenómeno ocurre que la distancia entre la
superficie de hilera y la superficie líquida del líquido de
coagulación {el hueco de aire) en una posición cerca del centro de
la superficie de hilera se hace enormemente diferente de aquella en
una posición cerca de la circunferencia exterior de la superficie
de hilera cuando los numerosos filamentos son montados como un haz
de fibras. En este caso, como en el dicho caso anterior de hilado a
una mayor velocidad, la disposición de filamentos en el haz de
fibras es alterada, y el filamento se rompe. Además, la superficie
de hilera puede ponerse en contacto parcialmente o totalmente con el
líquido de coagulación, y puede ocurrir que no se pueda realizar el
hilado semihúmedo.
Como métodos para solucionar estos problemas, se
proponen aparatos de hilado de baño de flujo (por ejemplo, los
documentos de las patentes 1 y 2). Un aparato de hilado de baño de
flujo se refiere a un aparato de hilado en el cual mientras una
solución de hilado bruta es descargada de los orificios de hilado en
un líquido de coagulación de un baño de coagulación, el líquido de
coagulación se hace fluir junto con las fibras formadas, y un haz
de fibras que consiste en los numerosos filamentos coagulados y el
líquido de coagulación se hacen fluir por un tubo {la parte de tubo
de flujo). En el aparato de hilado de baño de flujo, se puede
reducir la resistencia de acompañamiento del líquido de coagulación
que actúa sobre los filamentos que constituyen el haz de fibras
debido a la diferencia entre la velocidad móvil del haz de fibras y
la velocidad móvil del líquido de coagulación. Además, si el flujo
del líquido de coagulación es controlado por la fuerza, la fricción
entre filamentos puede ser inhibida. Si se realizan estas acciones,
se puede utilizar una hilera más grande en número de los orificios
de hilado por spinneret (el huso), y puede ser aumentada la
velocidad de circulación del haz de fibras.
Sin embargo, dicho aparato de hilado de baño de
flujo tiene un problema que cuando el haz de fibras comienza a ser
pasado la parte de tubo de flujo, es decir cuando el haz de fibras
es pasado como un hilo, puede ocurrir que el haz de fibras como una
masa obstruya la parte de orificio de hilado, alterando el estado de
hilado estable.
Por otra parte, se propone poner pelotas que
floten sobre la superficie líquida del líquido de coagulación bajo
cerca de una hilera, para inhibir la agitación de la superficie
líquida del líquido de coagulación (documento de la patente 3).
Sin embargo, es necesario comprobar la distancia
entre la superficie de hilera y la superficie líquida del líquido
de coagulación para el control diario de producción, y en este caso,
las pelotas molestan el funcionamiento. Por lo tanto, las pelotas
deben ser quitadas y la eficacia de control de funcionamiento
disminuye.
Además, si una hilera es ampliada para aumentar
el número de orificios de hilado de la hilera, la cantidad de una
solución de hilado bruta descargada de los orificios de hilado
colocados cerca de la circunferencia exterior de la superficie de
hilera probablemente es diferente de la descarga de los orificios de
hilado colocados cerca del centro de la superficie de hilera. Esta
diferencia hace los filamentos del haz de fibras obtenido sea
diferente en finura el uno del otro. Esta irregularidad de finura
disminuye la calidad del haz de fibras obtenido. Además, esta
irregularidad de finura causa que los filamentos obtenidos de los
orificios de hilado colocados cerca de la circunferencia exterior
de la superficie de hilera a menudo se rompan, lo que disminuye la
formabilidad del hilo del aparato de
hilado.
hilado.
Han sido estudiadas varias técnicas para
aumentar el número de orificios de una hilera para un método de
hilado semihúmedo, pero la investigación para aumentar el número de
los orificios de la hilera para el método de hilado semihúmedo no
muestra ningún progreso significativo.
Documento de la patente 1: JP
03-070006 B
Documento de la patente 2: JP
60-094617 A
Documento de la patente 3: JP
11-350245 A
\vskip1.000000\baselineskip
La patente JP 11350244 A describe un método para
producir fibras acrílicas en un proceso de hilado semihúmedo
utilizando una hilera que ha aumentado el número de los orificios de
hilado.
La patente JP 2001 348722 describe una hilera
que tiene 6.000 o más orificios de hilado dispuestos según con el
cociente de aspecto de una serie de orificios de hilado de 2,5 o
más, que se utiliza para un hilado húmedo de fibras acrílicas.
La patente JP 2000 178824 describe una hilera
que tiene de 10 a 30 orificios de extrusión para producir
monofilamentos donde los monofilamentos extruidos son rápidamente
enfriados con agua y se proporciona expresamente una guía de
desviación en un baño de refrigeración.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención se ha hecho con el objetivo de
solucionar los problemas de los antecedentes de la técnica como se
ha descrito anteriormente.
El objetivo de la invención es proporcionar una
técnica de hilado que permita que la distancia entre la superficie
de hilera y la superficie líquida del líquido de coagulación, p.
ej., el hueco de aire cerca del centro de la hilera se mantenga
casi igual cerca de la circunferencia exterior de la hilera durante
el hilado. Este objetivo se soluciona mediante las características
de las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones
dependientes contienen además los modos de realización preferidos de
la invención.
Según la invención, en un hilado continuo
durante mucho tiempo, se puede evitar que una superficie de hilera
se sumerja en un líquido de coagulación.
Según la invención, se puede evitar que la
cantidad de una solución de hilado bruta descargada de los orificios
de hilado colocados cerca del centro de una superficie de hilera
sea diferente de la descargada de los orificios de hilado colocados
cerca de la circunferencia exterior de la superficie de hilera.
Además, se puede evitar que los filamentos descargados de los
orificios de hilado colocados cerca de la circunferencia exterior de
ta superficie de hilera se rompan. Por consiguiente, el haz de
fibras producido tiene poca o considerablemente ninguna
irregularidad de finura entre los filamentos del haz de fibras y
poca o considerablemente ninguna pelusa.
Un conjunto de hilado para el hilado semihúmedo
de la invención, que comprende una caja de hilador, un conducto de
solución de hilado bruta formado dentro de la caja de hilador, un
puerto de alimentación de solución de hilado bruta formado en la
caja de hilador, para alimentar la solución de hilado bruta en el
conducto de la solución de hilado bruta, y una hilera dispuesta en
la caja de hilador y teniendo numerosos orificios de hilado
dispuestos a intervalos para descargar la solución de hilado bruta
del conducto de solución de hilado bruta, en el que la superficie
externa de la hilera se enfrenta a la superficie líquida de un
líquido de coagulación que pasa por una fase gaseosa,
caracterizado por que el número de los orificios de hilado
es de 6.000 o más y por que el cociente de aspecto Ra de una serie
de orificios de hilado es de 2,5 o más.
En el conjunto de hilado para el hilado
semihúmedo de la invención, se prefiere que el intervalo de los
orificios de hilado adyacentes sea de 1 a 3 mm.
En el conjunto de hilado para el hilado
semihúmedo de la invención, se prefiere que una placa de bifurcación
para la bifurcación del flujo de la solución de hilado bruta esté
dispuesta en el conducto de alimentación de la solución bruta en la
caja de hilador.
En el conjunto de hilado para el hilado
semihúmedo de la invención, se prefiere que esté dispuesta una placa
perforada para dispersar el flujo de la solución de hilado bruta en
el conducto de alimentación de la solución de hilado de solución
bruta en la caja de hilador, y que el hueco entre la placa perforada
y la hilera sea de 1 a 5 mm.
En el conjunto de hilado para el hilado
semihúmedo de la invención, se prefiere que los numerosos orificios
de hilado estén clasificados en al menos dos grupos de orificios de
hilado sobre una superficie de la hilera, y se proporciona una zona
sin orificios de hilado entre los grupos de orificios de hilado.
En el conjunto de hilado para el hilado
semihúmedo de la invención, se prefiere que la anchura de la zona
sin orificios de hilado sea de 2,5 a 8 mm.
En el conjunto de hilado para el hilado
semihúmedo de la invención, se prefiere que la planicidad de una
superficie de la hilera sea de 0,02 mm o menos.
Un aparato para producir un haz de fibras de la
invención, que comprende un conjunto de hilado para el hilado
semihúmedo, un depósito de baño de coagulación colocado debajo del
conjunto de hilado con un hueco formado entre ellos, y una guía de
desviación dispuesta en el depósito de baño de coagulación, para
cambiar la dirección de avance del haz de fibras sumergido y
pasando en un líquido de coagulación contenido en el depósito de
baño de coagulación, caracterizado por que el conjunto de
hilado para el hilado semihúmedo es un conjunto de hilado para el
hilado semihúmedo de la invención como se enuncia en cualquiera de
las dichas anteriores constituciones.
En el aparato para producir un haz de fibras de
la invención, se prefiere que la dirección del lado largo de la
hilera correspondiente a la dirección de anchura del cociente de
aspecto Ra sea paralela a la dirección axial de la guía de
desviación, y que la relación siguiente se satisfaga de este
modo:
0,5 \leq Anchura del haz de fibras sobre la
guía de desviación/Longitud de los lados largos de la hilera \leq
1,0.
En el aparato para producir un haz de fibras de
la invención, se prefiere que la guía de desviación tenga una curva
con un radio de curvatura de 1.000 a 3.000 mm en la parte principal
en la dirección longitudinal de la misma, y que esté rotativamente
apoyada en el depósito de baño de coagulación.
En el aparato para producir un haz de fibras de
la invención, se prefiere que una superficie de la guía de
desviación sea una superficie satinada que tenga un tamaño de grano
de 5 a 50 \mum.
En el aparato para producir un haz de fibras de
la invención, se prefiere que se proporcione un orificio de
observación en el depósito de baño de coagulación, para permitir la
observación del interior del depósito desde fuera del depósito.
En el aparato para producir un haz de fibras de
la invención, se prefiere que e! haz de fibras sea un haz de fibras
precursor utilizado para producir fibras de carbón.
Un método para producir un haz de fibras de la
invención, en el cual se produce un haz de fibras utilizando un
aparato para producir un haz de fibras, compuesto de un conjunto de
hilado para el hilado semihúmedo, un depósito de baño de
coagulación colocado debajo del conjunto de hilado con un hueco
formado entre ellos, y una guía de desviación dispuesta en el
depósito de baño de coagulación, para cambiar la dirección de avance
del haz de fibras sumergido y circulando en un líquido de
coagulación contenido en el depósito de baño de coagulación, se
caracteriza por que el conjunto de hilado para el hilado
semihúmedo es un conjunto de hilado para el hilado semihúmedo de la
invención como se expone en cualquiera de las dichas constituciones,
y que el ángulo de arrollamiento de las fibras descargadas desde
los orificios de hilado ultraperiféricos formado lo más cerca
posible a la circunferencia exterior de la hilera
y avanzando hacia la guía de desviación, en relación con la superficie de hilera de la hilera es de entre 83º a 92º.
y avanzando hacia la guía de desviación, en relación con la superficie de hilera de la hilera es de entre 83º a 92º.
En el método para producir un haz de fibras de
la invención, se prefiere que el ángulo de arrollamiento de las
fibras descargadas desde los orificios de hilado ultraperiféricos
en la dirección del lado largo de la hilera correspondiente a la
dirección de anchura del cociente de aspecto Ra y avanzando hacia
la guía de desviación, en relación con la superficie de hilera de
la hilera sea de 87º a 92º, y que el ángulo de arrollamiento de las
fibras descargadas desde los orificios de hilado ultraperiféricos
en la dirección del lado corto de la hilera correspondiente a la
dirección de longitud del cociente de aspecto Ra y avanzando hacia
la guía de desviación, en relación con la superficie de hilera de
la hilera sea de 83º a 87º.
En el método para producir un haz de fibras de
la invención, se prefiere que la guía de desviación tenga una curva
con un radio de curvatura de 1.000 a 3.000 mm en la parte principal
en la dirección longitudinal de la misma, y que esté rotativamente
apoyada en el depósito de baño de coagulación.
En el método para producir un haz de fibras de
la invención, se prefiere que una superficie de ta guía de
desviación sea una superficie satinada que tenga un tamaño de grano
de 5 a 50 \mum.
En el método para producir un haz de fibras de
la invención, se prefiere que la dirección del lado largo de la
hilera correspondiente a la dirección de anchura del cociente de
aspecto Ra sea paralela a la dirección axial de la guía de
desviación, y que se satisfaga la relación siguiente:
0,5 \leq Anchura del haz de fibras sobre la
guía de desviación/Longitud de los lados largos de la hilera \leq
1,0.
En el método para producir un haz de fibras de
la invención, se prefiere que se proporcione un orificio de
observación en el depósito de baño de coagulación, para permitir la
observación del interior del depósito desde fuera del depósito.
En el método para producir un haz de fibras de
la invención, se prefiere que el haz de fibras sea un haz de fibras
precursor utilizado para producir fibras de carbón.
El cociente de aspecto Ra de la serie de
orificios de hilado en la invención se define como sigue.
\vskip1.000000\baselineskip
En una hilera que tiene numerosos orificios de
hilado dispuestos en posiciones simétricamente sobre una primera
línea recta y una segunda recta perpendicular la una a la otra,
entre las distancias de línea recta entre dos orificios de hilado
respectivos por los cuales pasa una línea recta paralela a la
primera línea consecutiva entre los orificios de hilado, la
distancia de línea recta más larga se expresa como A1, y entre las
distancias de línea rectas entre dos orificios de hilado
respectivos por los cuales pasa una línea recta paralela a la
segunda línea consecutiva entre los orificios de hilado, la
distancia de línea recta más larga se expresa como B1. En este
caso, el cociente de aspecto Ra de la serie de orificios de hilado
se define por la fórmula Ra = A1/B1. La dirección de la primera
línea consecutiva corresponde a la dirección del lado largo de la
hilera, y la dirección de la segunda línea consecutiva corresponde
a la dirección del lado corto de la hilera.
\vskip1.000000\baselineskip
La cara rodeada por la línea de contorno trazada
empalmando los orificios de hilado localizados sobre el lado
ultraperiférico de la serie de orificios de hilado entre los
numerosos orificios de hilado dispuestos en la superficie de
hilera, se llama zona de orificio de hilado. En este caso, entre los
segmentos de recta obtenidos cuando las líneas rectas que pasan por
el centro de la superficie de hilera cruzan la zona de orificio de
hilado, la longitud del segmento de recta más corto se expresa como
B2, y entre los segmentos de recta obtenidos cuando las líneas
rectas perpendiculares al segmento de recta más corto cruza la zona
de orificio de hilado, la longitud del segmento de recta más largo
se expresa como A2. En este caso, el cociente de aspecto Ra de la
serie de orificio de hilado se define por la fórmula Ra = A2/B2.
Mientras tanto, la dirección del segmento de recta más largo
corresponde a la dirección del lado largo de la hilera, y la
dirección del segmento de recta más corto corresponde a la
dirección del lado corto de la hilera.
Como se ha descrito anteriormente, el cociente
de aspecto Ra de la serie de orificio de hilado de la invención
puede definirse por dos métodos. Sin embargo, debido a que la hilera
tiene 6.000 o más orificios de hilado, no hay ninguna diferencia
sustancial entre el valor de cociente de aspecto Ra basado en la
primera definición y el valor de cociente de aspecto Ra basado en
la segunda definición, a efectos de trabajo de la invención. Por lo
tanto, como se requiere, puede ser utilizada la definición que
permite la medida más fácil.
Según la invención, en el hilado semihúmedo que
utiliza una hilera teniendo 6.000 o más orificios de hilado, los
respectivos filamentos de hilado que constituyen un haz de fibras
improbablemente se verán afectados por el flujo de un líquido de
coagulación fluyendo para acompañar la circulación del haz de fibras
en un baño de coagulación. Por lo tanto, el haz de fibras producido
tiene poca o prácticamente ninguna irregularidad de finura entre
los filamentos formados por los orificios de hilado situados cerca
del centro de la superficie de hilera y los filamentos formados por
los orificios de hilado situados cerca de la circunferencia exterior
de la superficie de hilera. El haz de fibras producido tiene allí
pocos o prácticamente ningún filamento roto.
El haz de fibras puede ser utilizado
preferentemente como un haz de fibras precursor para la producción
de fibras de carbón. Un haz de fibras de carbón producido a partir
del haz de fibras precursor contribuye a la reducción de coste de
la producción de un haz de fibras de carbón, ya que el número de
filamentos de carbón es grande.
El haz de fibras de carbón puede ser utilizado
para producir cañas de palos de golf, cañas de pesca y raquetas de
tenis, bádminton, etc. en aplicaciones deportivas. Puede ser
utilizado para producir materiales primarios estructurales como las
alas principales y las viguetas del suelo de un avión en la
aplicación aeroespacial. Puede ser utilizado para producir
vehículos de motor, láminas de molino de viento, aparatos de
presión, etc. En aplicaciones de uso general industrial.
La figura 1 es una vista delantera que muestra
un ejemplo del conjunto de hilado para el hilado semihúmedo de la
invención.
La figura 2 es una vista superior que muestra el
conjunto de hilado de la figura 1.
La figura 3 es una vista seccional de la flecha
S1-S1 de la figura 2.
La figura 4 es una vista seccional de la flecha
S2-S2 de la figura 2.
La figura 5 es una vista inferior que muestra un
ejemplo de la hilera utilizado en el conjunto de hilado de la
figura 1.
La figura 6 es una vista seccional de la flecha
S3-S3 de la figura 5.
La figura 7 es una vista inferior que muestra
otro ejemplo de la hilera utilizado en el conjunto de hilado de la
figura 1.
La figura 8 es una vista seccional de la flecha
S4-S4 de la figura 7.
La figura 9 es una exposición vertical seccional
que muestra un ejemplo de un orificio de hilado formado en la
hilera mostrado en la figura 5 o en la figura 7.
La figura 10 es una vista delantera que muestra
un ejemplo de la placa de bifurcación utilizada en el conjunto de
hilado de la figura 1.
La figura 11 es una vista superior que muestra
la placa de bifurcación de la figura 10.
La figura 12 es una vista seccional de la flecha
S5-S5 de la figura 11.
La figura 13 es una vista delantera que muestra
un ejemplo de la placa perforada utilizada en el conjunto de hilado
de la figura 1.
La figura 14 es una vista superior que muestra
la placa perforada de la figura 13.
La figura 15 es una vista seccional de la flecha
S6-S6 de la figura 14.
La figura 16 es una vista esquemática seccional
que muestra una parte del aparato para producir las fibras de la
invención.
La figura 17 es una vista de la perspectiva que
muestra un ejemplo de la guía de desviación del haz de fibras que
se utiliza en el depósito de baño de coagulación del aparato para
producir las fibras de la figura 16.
La figura 18 es un dibujo que muestra un ejemplo
del estado donde circula un haz de fibras desde los orificios de
hilado dispuestos en la dirección del lado largo de la hilera hacia
la guía de desviación en el aparato para producir las fibras de la
figura 16.
La figura 19 es un dibujo que muestra un ejemplo
del estado donde circula un haz de fibras de los orificios de
hilado dispuestos en la dirección del lado corto de la hilera hacia
la guía de desviación en el aparato para producir las fibras de la
figura 16.
La figura 20 es una vista lateral que muestra un
ejemplo de la guía de desviación de la invención.
- 1:
- conjunto de hilado para hilado semihúmedo
- 2:
- caja de hilador
- 2a:
- unión inferior
- 2b:
- unión superior
- 3:
- conducto de solución de hilado bruta
- 4:
- puerto de alimentación de solución de hilado bruta
- 5:
- orificio de hilado
- 5a:
- orificio de hilado
- 5LEa, 5LEb:
- orificio de hilado ultraperiférico sobre un lado largo de hilera
- 5SEa, 5SEb:
- orificio de hilado ultraperiférico sobre un lado corto de hilera
- 6:
- spinneret
- 6a:
- spinneret
- 6EL:
- lado largo de hilera
- 6SE:
- lado corto de hilera
- 6aLE:
- lado largo de hilera
- 6aSE:
- lado corto de hilera
- 7:
- superficie de hilera
- 8:
- placa de bifurcación
- 8a:
- placa de bifurcación
- 9:
- filtro
- 10:
- placa perforada
- 10a:
- placa perforada
- 50:
- forma circunferencial externa de hilera
- 50a:
- línea de contorno
- 51a, 51b, 51c:
- grupo de orificios de hilado
- 52:
- zona de orificios de hilado
- 52a, 52b, 52c:
- zona seccional de orificios de hilado
- 53a, 53b:
- zona sin orificios de hilado
- 70:
- forma circunferencial externa de hilera
- 70a:
- línea de contorno
- 70Ca, 70Cb:
- curva
- 70La, 70Lb:
- segmento de recta
- 71a, 71b:
- grupo de orificios de hilado
- 72:
- zona de orificios de hilado
- 72a, 72b:
- zona seccional de orificios de hilado
- 91:
- cuerpo de orificio de hilado
- 92:
- parte de embudo
- 111a, 111b:
- conducto de bifurcación
- 112a, 112b:
- zona de hueco corriente arriba
- 113a, 113b:
- orificio de bifurcación
- 114a, 114b:
- zona de hueco corriente abajo
- 141:
- orificio de flujo
- 161:
- depósito de baño coagulante
- 162:
- líquido coagulante
- 163:
- baño coagulante
- 164:
- superficie líquida de líquido coagulante
- 165:
- parte de fase gaseosa
- 166:
- haz de fibras
- 167:
- guía de desviación del haz de fibras
- 167a:
- guía de desviación del haz de fibras
- 168:
- orificio de observación
- 201a, 201b:
- aparato de apoyo
- 202:
- superficie de guía de desviación
- \theta, \theta, \thetab:
- ángulo de arrollamiento de filamentos
\vskip1.000000\baselineskip
Los figuras 1 a 4 muestran un ejemplo del
conjunto de hilado para el hilado semihúmedo de la invención.
En las Figuras 1 a 4, un conjunto de hilado 1
para el hilado semihúmedo comprende una caja de hilador 2, un
conducto de solución de hilado bruta 3 formado en la caja de hilador
2, un puerto de alimentación de solución de hilado bruta 4 para
alimentar el conducto de solución de hilado bruta 3 con la solución
de hilado bruta, y una hilera 6 dispuesta en la caja de hilador 2 y
que tiene numerosos orificios de hilado 5 dispuesto a intervalos
para descargar la solución de hilado bruta suministrada desde el
conducto de solución de hilado bruta 3. La superficie inferior de
la hilera 6, p. ej., una superficie de hilera 7 se enfrenta a la
superficie líquida de un líquido de coagulación en un depósito de
baño de coagulación a través de una fase gaseosa (por lo general
aire).
El número de los orificios de hilado 5
dispuestos en la hilera 6 en el conjunto de hilado 1 para el hilado
semihúmedo es de 6.000 o más. El cociente de aspecto Ra de la serie
de orificios de hilado de los numerosos orificios de hilado 5 es de
2,5 o más.
En el modo de realización mostrado en las
Figuras 1 a 4, la caja de hilador 2 comprende una unión inferior 2a
teniendo partes abiertas en la cara superior y en la cara inferior,
una unión superior 2b montada en la parte abierta de la cara
superior de la unión inferior 2a, y la hilera 6 montada en la parte
abierta de la cara inferior de la unión inferior 2a. La unión
superior 2b tiene el puerto de alimentación de la solución de
hilado bruta 4.
Las figuras 5 y 6 muestran que un ejemplo de la
hilera 6 en el conjunto de hilado 1 para el hilado semihúmedo que
se muestra en Figuras 1 a 4.
En la figura 5, la hilera 6a tiene forma
circunferencial externa rectangular 50. En la hilera 6a, están
dispuestos orificios de hilado 5a de hasta 6.000 o más en total. En
la hilera 6a, los numerosos orificios de hilado 5a son clasificados
en tres grupos de orificios de hilado 51a, 51b y 51c. Estos grupos
de orificio de hilado 51a, 51b y 51c forman zonas seccionales de
grupos de orificios de hilado 52a, 52b y 52c. Entre el grupo de
orificios de hilado 52a y el grupo de orificios de hilado 52b, hay
una zona sin orificios de hilado 53ab libre de orificios de hilado,
y entre el grupo de orificios de hilado 52b y el grupo de orificios
de hilado 52c, hay también una zona sin orificio de hilado 53bc sin
orificios de hilado.
La línea de contorno 50a trazada empalmando los
orificios de hilado dispuestos en el lado ultraperiférico en la
serie de todos los orificios de hilado 5a formados en la hilera 6a
forma un rectángulo con las direcciones de los lados largos 6aLE de
la hilera 6a como los lados largos y con las direcciones de los
lados cortos 6aSE de la hilera 6a como los lados cortos. El
rectángulo trazado por la línea de contorno 50a es similar a la
forma circunferencial externa 50 de la hilera
6a. La zona de orificios de hilado 52 de la hilera 6a está formada por la cara rodeada por la línea de contorno 50a.
6a. La zona de orificios de hilado 52 de la hilera 6a está formada por la cara rodeada por la línea de contorno 50a.
En la figura 5, la distancia de línea recta A1
en referencia a la primera definición del cociente de aspecto Ra de
la serie de orificios de hilado en la hilera 6a está indicada por el
símbolo A1, y distancia de línea recta B1 está indicada por el
símbolo B1. Además, la longitud A2 del segmento de recta más largo
en referencia a la segunda definición del cociente de aspecto Ra de
la serie de orificios de hilado está indicada por el símbolo A2, y
la longitud B2 del segmento de recta más corto está indicada por el
símbolo B2. Los numerosos orificios de hilado 5a en la hilera 6a
están dispuestos para asegurar que el cociente de aspecto Ra de la
serie de orificio de hilado llegue a 2,5 o más.
Los figuras 7 y 8 muestran otro ejemplo de la
hilera 6 en el conjunto de hilado 1 para el hilado semihúmedo que
se muestra en las Figuras 1 a 4.
En la figura 7, la hilera 6b tiene una forma
circunferencial externa 70 consistiendo en dos segmentos de recta
superior e inferior 70La y 70Lb paralelo el uno al otro, y curvas
70Ca y 70Cb enlazadas con los extremos de estos segmentos de recta
70La y 70Lb y la forma exterior curvada. Se prefiere que las curvas
70Ca y 70Cb sean, por ejemplo, partes de círculos o elipses.
En la hilera 6b, están dispuestos los orificios
hilado 5b de hasta 6.000 o más en total. En la hilera 6b, los
numerosos orificios de hilado 5b son clasificados en dos grupos de
orificio de hilado 71a y 71b. Estos grupos de orificios de hilado
71a y 71b forman zonas de grupos de orificios de hilado 72a y 72b.
Entre el grupo de orificios de hilado 71a y el grupo de orificios
de hilado 71b, hay una zona sin orificio de hilado 71ab sin
orificios de hilado.
La forma de la línea de contorno 70a trazada
empalmando los orificios de hilado dispuestos sobre el lado
ultraperiférico en la serie de todos los orificios de hilado 5b
formado en la hilera 6b es similar a la forma circunferencial
externa 70 de la hilera 6b. La zona de orificios de hilado 72 en la
hilera 6b está formada por la cara rodeada por la línea de contorno
70a.
En la figura 7, la distancia de línea recta A1
en referencia a la primera definición del cociente de aspecto Ra de
la serie de orificios de hilado en la hilera 6b está indicada por el
símbolo A1, y la distancia de línea recta B1 está indicada por el
símbolo B1. Además, la longitud A2 del segmento de recta más largo
en referencia a la segunda definición del cociente de aspecto Ra de
la serie de orificios de hilado está indicada por el símbolo A2, y
la longitud B2 del segmento de recta más corto está indicada por el
símbolo B2. Los numerosos orificios de hilado 5b están dispuestos
en la hilera 6b para asegurar que el cociente de aspecto de la serie
de orificios de hilado llegue a 2,5 o más.
En el caso donde el cociente de aspecto Ra de la
serie de orificios de hilado en la hilera 6 teniendo 6.000 o más
orificios de hilado 5 en total es menor de 2,5, la distancia entre
la superficie de hilera 7 y la superficie líquida de un líquido de
coagulación, a saber, el hueco de aire en la posición de los
orificios de hilado dispuestos cerca de la circunferencia exterior
de la superficie de hilera 7 se hace enormemente diferente de
aquella en la posición de los orificios de hilado dispuestos cerca
del centro de la superficie de hilera 7. Por esta razón, los
filamentos adyacentes descargados de los orificios de hilado 5
probablemente se adhieren el uno al otro y se rompen directamente
bajo la superficie de hilera 7.
Por otra parte, si el cociente de aspecto Ra de
la serie de orificios de hilado es más grande, la influencia de la
variación de la superficie líquida del líquido de coagulación sobre
los filamentos directamente bajo la superficie de hilera 7
disminuye. Sin embargo, el baño de coagulación aumenta, y es difícil
de aumentar los orificios de la hilera 6. Además, la característica
de manejo del haz de fibras durante el hilado empeora. De esta
forma, se prefiere que el cociente de aspecto Ra sea de 2,5 a 4,0.
Una gama más preferida es de 3,0 a 3,8.
La figura 9 muestra un ejemplo de un orificio de
hilado 5 formado en la hilera 6.
En la figura 9, el orificio de hilado 5 formado
en la hilera 6 comprende un cuerpo de orificio de hilado 91 formado
a partir la superficie de hilera 7 hacia adentro (hacia arriba en el
dibujo) y una parte de embudo 92 formado a partir de la superficie
7a frente a la superficie de hilera 7 hacia adentro (hacia abajo en
el dibujo) y empalmado con el cuerpo de orificio de hilado 91. El
cuerpo de orificio de hilado 91 tiene un diámetro D (denominado de
aquí en adelante como el diámetro de orificio de hilado D) y una
longitud L (denominada de aquí en adelante como la longitud de
orificio de hilado L).
Se prefiere que el diámetro de orificio de
hilado D sea de 0,08 a 0,18 mm. Una gama más preferida es de 0,10 a
0,15 mm. En el caso donde el diámetro de orificio de hilado D es más
pequeño que 0,08 mm, puede ser difícil de lavar la hilera, ya que
es improbable que el líquido de lavado fluya en los respectivos
orificios de hilado. Por otra parte, en el caso donde el diámetro
de orificio de hilado la D es más grande que 0,18 mm, la solución
de hilado bruta descargada de los orificios de hilado respectivos no
puede entrar en el baño de coagulación directamente y puede ser
fundida en las zonas adyacentes a los orificios de hilado, causando
que los filamentos se rompan.
Se prefiere que la proporción L/D de la longitud
de orificio de hilado L al diámetro de orificio de hilado D sea de
2 a 5. Si L/D es menor de 2, la solución de hilado bruta descargada
de los orificios de hilado respectivos puede no entrar en el baño
de coagulación directamente y puede ser fundida en a las zonas
adyacentes a los orificios de hilado, causando que los filamentos
se rompan. De otra parte, si la L/D es más de 5, puede ser difícil
de lavar la hilera, ya que es poco probable que el líquido de lavado
fluya en los orificios de hilado respectivos.
Se prefiere que los numerosos orificios de
hilado 5 de la hilera 6 estén dispuestos de tal manera que haya una
distancia (separación de los orificios de hilado) entre los centros
de orificios de hilado adyacentes en la dirección del lado largo y
en la dirección del lado corto de la hilera 6 en la gama de 1 a 3
mm.
Si la separación de los orificios de hilado es
más pequeña que 1 mm, el gas (por lo general aire) probablemente se
ve alterado en la parte de fase gaseosa formada entre la superficie
de hilera 7 y la superficie líquida del líquido de coagulación. En
este caso, los filamentos adyacentes probablemente se adhieren el
uno al otro. Por otra parte, si la separación de los orificios de
hilado es más grande que 3 mm, la hilera 6 se amplía, y la
superficie líquida del líquido de coagulación probablemente se
hincha en las posiciones entre los filamentos respectivos
descargados en el baño de capa. Una protuberancia en la superficie
líquida del líquido de coagulación causa que la superficie de
hilera 7 se sumerja en el líquido de coagulación. Por lo tanto, es
más preferible que la separación entre los orificios de hilado esté
en ia gama de 1.5 a 2,5 mm.
Se prefiere que los numerosos orificios de
hilado 5 de la hilera 6 en el conjunto de hilado 1 para el hilado
semihúmedo de la invención estén dispuestos de tal manera que estén
clasificados en varias zonas seccionales de orificios de hilado.
Las zonas seccionales de orificios de hilado se muestran, por
ejemplo, como zonas de grupos de orificios de hilado 52a, 52b y 52c
en la figura 5 y como zonas de grupos de orificios de hilado 72a y
72b en la figura 7.
Si se forman varias zonas seccionales de
orificios de hilado, se forma(n) una(s) zona{s) sin
orificio de hilado entre zonas seccionales de orificios de hilado
adyacentes. La(s) zona(s) sin orificio de hilado, se
muestra(n) por ejemplo, en la zona sin orificio de hilado
53ab ó 53bc en la figura 5 y en la zona sin orificio de hilado 71ab
en la figura 7.
La zona sin orificios de hilado está formada
como un surco proporcionado entre las zonas seccionales de orificios
de hilado. La zona sin orificios de hilado se utiliza como lugar
para fijar la hilera cuando se fabrica la hilera. La zona sin
orificios de hilado permite la producción de hilera sumamente
exacta.
Cuando se comprueba la descarga del líquido de
la solución de hilado bruta de los respectivos orificios de hilado
después de la colocación del conjunto de hilado en la línea de
alimentación en líquido de hilado bruto, la presencia de las zona
seccionales de orificios de hilado facilita la confirmación de las
posiciones {las direcciones) de los orificios de hilado a
comprobar. Esto permite un trabajo de reparación eficiente de la
hilera.
La configuración de las zonas seccionales de
orificios de hilado sobre la superficie de hilera puede ser, por
ejemplo, cuatro zonas localizadas para formar una forma de cruz,
varias zonas localizadas en paralelo la una de la otra simplemente
en una dirección, o cuatro zonas localizadas en paralelo la una a la
otra longitudinalmente y en sentido transversal como si se formara
un rectángulo en el total. Una configuración preferida en vistas a
una producción a gran velocidad de un haz de fibras es la de
diferentes zonas paralelas. La configuración de las varias zonas
paralelas se muestra, por ejemplo, como las zonas de grupos de
orificios de hilado 52a, 52b y 52c en la figura 5 y como las zonas
de grupos de orificios de hilado 72a y 72b en la figura 7. En la
configuración de las varias zonas paralelas, se puede evitar que el
flujo del líquido de coagulación desde la zona de la superficie
líquida del líquido de coagulación que se enfrenta a la zona sin
orificio de hilado hacia la zona de la superficie líquida del
líquido de coagulación que se enfrenta a la zona seccional de grupo
de orificios de hilado choque directamente bajo la superficie de
hilera. Por lo tanto, esta configuración tiene un gran efecto de
inhibición de la variación de la superficie líquida del líquido de
coagulación.
El número de zonas puede ser decidido en
respuesta a una forma de la hilera, una finura de las fibras, etc.
Por ejemplo, si el cociente de aspecto Ra de la serie de orificios
de hilado es de 2,5, es deseable que el número de zonas sea 2, y si
el cociente de aspecto Ra es de 3.8, es deseable que el número de
zonas sea 4.
Se prefiere que la anchura de cada zona libre de
orificios de sea de 2,5 mm a 8 mm. Si la anchura de la zona sin
orificios de hilado es menor de 2,5 mm, puede resultar que la
anchura sea igual al valor de los intervalos de orificio de los
respectivos orificios de hilado (separación de los orificios de
hilado). En este caso, es difícil de fabricar la hilera o reparar
la superficie de hilera. Si la anchura de cada zona sin orificios
de hilado es mayor de 8 mm, el flujo del líquido de coagulación
desde la zona de la superficie líquida del líquido de coagulación
que se enfrenta a la zona sin orificios de hilado hacia la zona de
la superficie líquida del líquido de coagulación que se enfrenta a
la zona seccional de orificios de hilado forma vórtices directamente
bajo la superficie de hilera, y lo más probable es que los
filamentos descargados de los orificios de hilado se rompan. De
otra manera, la superficie de hilera probablemente es sumergida en
el líquido de coagulación. Es más preferible que la anchura de cada
zona sin orificios de hilado sea de 3 mm a 7 mm. Otra gama más
preferida es de 4 mm a 6 mm.
Se prefiere que un plano de la hilera sea 0,02
mm o menor. La planicidad se mide como se describe posteriormente.
Se coloca la hilera sobre una placa de superficie, y se aplica una
medida un reloj indicador a la superficie de hilera. El reloj
indicador se refiere a un micrómetro usado generalmente que tiene
una aguja. La longitud de medida por sitio es de 5 mm, y esta
medida se realiza en ocho sitios seleccionados al azar sobre la
superficie de hilera. La diferencia entre el valor máximo y el
valor mínimo de los valores de medida obtenidos se emplea como la
planicidad. En el caso de una hilera en la cual el cociente de
aspecto Ra de la serie de orificios de hilado es de 2,5 o mayor, si
la planicidad de la hilera es mayor de 0,02 mm en la zona de
orificios de hilado ultraperiféricos en la dirección longitudinal
de la hilera, la diferencia de hueco de aire se hace mayor en la
zona. Así, se prefiere que la planicidad sea de 0,02 mm o menor.
El conjunto de hilado 1 para el hilado
semihúmedo de la invención tiene una hilera teniendo 6.000 o más
orificios de hilado 5, en el cual el cociente de aspecto Ra de la
serie de orificios de hilado es de 2,5 o más. Por lo tanto, una
distancia desde el puerto de alimentación de la solución de hilado
bruta 4 a los orificios de hilado dispuestos cerca de los lados
cortos de la hilera 6 es grande. Por esta razón, probablemente
ocurre una diferencia entre el estado de descarga de la solución de
hilado bruta descargada desde los orificios de hilado dispuestos
cerca del centro de la superficie de hilera 7 y el estado de
descarga de la solución de hilado bruta descargada desde los
orificios de hilado dispuestos cerca de la circunferencia exterior
de la superficie de hilera 7, especialmente cerca de los lados
cortos de la hilera 6.
Para mantener la diferencia en el estado de la
descarga al minino posible, o eliminar la diferencia, se prefiere
que esté dispuesta una placa de bifurcación 8 en el conducto de la
solución de hilado bruta 3 como se muestra en la figura 3 en el
conjunto de hilado 1 para el hilado semihúmedo de la invención.
Debido a la placa de bifurcación 8, la alimentación de la solución
de hilado bruta desde un puerto de alimentación de la solución de
hilado bruta 4 al conducto de solución de hilado bruta el 3 se
bifurca en varias corrientes, que son distribuidas a la hilera 6.
La placa de bifurcación 8 también funciona para evitar la
deformación del conjunto de hilado 1.
En las Figuras 10 a 12, se muestra un ejemplo de
la placa de bifurcación 8 utilizada en el conjunto de hilado 1.
En las Figuras 10 a 12, una placa de bifurcación
8a tiene dos conductos de bifurcación 111a y 111b. Cada uno de los
conductos bifurcación 111a y 111b comprende una parte hueca
corriente arriba 112a ú 112b formada a partir de la circunferencia
de la cara superior hacia el centro, un orificio de bifurcación 113a
ó 113b formado en el inferior de la parte hueca corriente arriba
112a ó 112b, y una parte hueca corriente abajo 114a ó 114b formada
a partir de la circunferencia de la cara inferior hacia el centro,
respectivamente. La parte inferior (la cara superior en el dibujo)
de la parte hueca corriente abajo 114a ó 114b se comunica con el
orificio de bifurcación 113a ó 113b respectivamente. Cuando sea
necesario, pueden ser dispuestas varias placas de bifurcación
similares por etapas de modo que la solución de hilado bruta pueda
ser separada como un diagrama del torneo.
Es más preferible que la solución de hilado
bruta se bifurque en tantas corrientes como zonas de grupos de
orificios de hilado de la hilera 6, y que esté dispuesto un orificio
de bifurcación hacia arriba en el centro de cada zona de orificio
de hilado.
En el conjunto de hilado 1 para el hilado
semihúmedo de la invención, es más preferible que se disponga una
placa perforada 10 en el conducto de la solución de hilado bruta 3.
En general, está asumido que la solución de hitado bruta que fluye
desde el puerto de alimentación de la solución de hilado bruta 4 del
conjunto de hilado 1 en el conducto de la solución de hilado bruta
3 contiene cualquier materia extraña, y se dispone un filtro 9 para
filtrar la materia extraña en el conducto de la solución de hilado
bruta 3 antes de que la solución de hilado bruta alcance los
orificios de hilado 5. Es más preferible que la placa perforada 10
para apoyar el filtro 9 esté dispuesta entre la hilera 6 y la placa
de bifurcación 8.
Las figuras 13, 14 y 15 muestran un ejemplo de
la placa perforada 10 utilizada en el conjunto de hilado 1 para el
hilado semihúmedo.
En las Figuras 13 a 15, una placa perforada 10a
tiene numerosos orificios de flujo 141 uniformemente formados sobre
la superficie entera. Los numerosos orificios de flujo 141
uniformemente formados sobre la superficie entera permiten que la
solución de hilado bruta fluya uniformemente sobre la superficie
entera del filtro 9 colocado sobre la placa perforada 10a, sin
permitir que la solución de hilado bruta sea retenida en la
zona.
Es más preferible que la densidad de orificio de
los orificios de flujo 141 en la placa perforada 10a sea más grande
que la densidad de orificio de los orificios de hilado en la hilera
6. Se prefiere que el porcentaje de apertura de los orificios de
flujo 141 de la placa perforada 10a basada en el área de conducto de
la solución de hilado bruta sobre la cara superior de la placa
perforada 10a sea entre un 15 a un 30%.
Se prefiere que el hueco entre la hilera 6 y la
placa perforada 10 en la caja de hilador 2 sea de 1 a 5 mm. Si el
hueco es menor de 1 mm, la alimentación de la solución de hilado
bruta desde la placa perforada 10 a la hilera 6 y la descarga desde
los numerosos orificios de hilado 5 probablemente sea localmente
irregular y el aumento de presión en el conjunto de hilado 1
probablemente deforme la hilera 6. Por otra parte, si el hueco es
mayor de 5 mm, la solución de hilado bruta descargada desde los
orificios de hilado colocados cerca del centro de la superficie de
hilera 7 probablemente sea diferente en la cantidad de aquella
descargada desde los orificios de hilado dispuestos cerca de la
circunferencia exterior, y además, la solución de hilado bruta
probablemente sea retenida en la zona y se deteriore. Se prefiere un
hueco que sea desde 1 a 3 mm.
El conjunto de hilado 1 para el hilado
semihúmedo de la invención está combinado con un depósito de baño de
coagulación dispuesto debajo del mismo, destinado a ser utilizado
para producir un haz de fibras. Se muestra un ejemplo del aparato
para producir las fibras de la invención en la figura 16.
En la figura 16, debajo del conjunto de hilado 1
para el hilado semihúmedo, está dispuesto un depósito de baño de
coagulación 161. El depósito de baño de coagulación 161 contiene
internamente un líquido de coagulación 162, para formar un baño de
coagulación 163. Entre la superficie líquida 164 del líquido de
coagulación 162 y la superficie de hilera 7 de la hilera 6 del
conjunto de hilado 1, está presente una parte de fase gaseosa 165.
La parte de fase gaseosa 165 por lo general está formada por
aire.
En el depósito de baño de coagulación 161,
dispuesto es una guía de desviación 167 para cambiar la dirección
de avance del haz de fibras 166 comprendiendo los numerosos
filamentos descargados de los numerosos orificios de hilado 5
formados en la hilera 6. El haz de fibras 166 avanza en contacto con
la guía de desviación 167, para ser cambiado en la dirección de
avance de la misma, y es arrollado fuera del depósito de baño de
coagulación 161.
Una pared del depósito del depósito de baño de
coagulación 161 tiene parcialmente un orificio de observación 168
formado de modo que puedan ser observados el estado de avance del
haz de fibras 166 en el baño de coagulación 163, sobre todo la
posible alteración en la disposición de los filamentos que
constituyen el haz de fibras 166 sobre la guía de desviación 167 y
el posible enrollamiento de los filamentos alrededor de la guía de
desviación 167. La forma del orificio de observación 168 es, por
ejemplo, circular o cuadrilátera. El orificio de observación 168
también puede ser formado en una pared del depósito en todo del
depósito de baño de coagulación 161.
La guía de desviación 167 está dispuesta y
sostenida por las paredes del depósito del depósito de baño de
coagulación 161 de modo que la dirección axial de la guía de
desviación (dirección perpendicular a la superficie del papel en la
figura 16) pueda ser paralela a la dirección del lado largo de la
hilera 6 correspondiente a la dirección de anchura del cociente de
aspecto Ra (dirección perpendicular a la superficie del papel en la
figura 16). En la guía de desviación 167 y la hilera 6, se prefiere
que FBW sea como la anchura del haz de fibras 166 sobre la guía de
desviación 167 y SLEL sea como la longitud de los lados largos 6LE
de la hilera satisfaga la siguiente relación (ver la figura
18).
0,5 < Anchura del haz de fibras sobre la guía
de desviación (FBW)/longitud de los lados largos de la hilera
(SLEL) \leq1,0.
En el caso en que el valor de FBW/SLEL sea menor
de 0,5, cuando los filamentos 166SEa y 166SEb descargados desde los
orificios de hilado 5SEa y 5SEb sobre los lados cortos de la hilera
6 son empalmados en el haz de fibras 166 en el baño de coagulación
163, el ángulo de arrollamiento \thetaa disminuye. Por
consiguiente, es probable que los filamentos se rompan.
En el caso en que el valor de FBW/SLEL sea mayor
que 1, es probable que la disposición de los filamentos en el haz
de fibras sea alterada. Si la disposición de filamentos en el haz de
fibras 166 es alterada, los filamentos se aflojan en el producto
obtenido enrollando el haz de fibras en 166, bajando la calidad de
aspecto del producto. Es más preferible que el valor de FBW/SLEL
sea de 0,6 a 0,9.
Puede ajustarse una anchura del haz de fibras
166 sobre la guía de desviación 167 cambiando la profundidad de
disposición de la guía de desviación 167 en el baño de coagulación
163, o cambiando el radio de curvatura RC de la guía de desviación
167 en la dirección longitudinal (dirección axial), o disponiendo
una anchura de hilo que regula el elemento (no mostrado en el
dibujo) entre la hilera 6 y la guía de desviación 167.
Las figuras 17 y 20 se muestra un ejemplo de la
guía de desviación 167.
En las Figuras 17 y 20, una guía de desviación
167a tiene una curva que tiene un radio de curvatura RC de 1.000 a
3.000 mm en la parte principal en la dirección longitudinal
(dirección axial) de la misma, y está apoyada por aparatos de apoyo
201a y 201b en ambos extremos tal manera que puede girar alrededor
del eje de los mismos. Los aparatos de apoyo 201a y 201b son
dispuestos en las paredes de depósito del depósito de baño de
coagulación 161.
Si el radio de curvatura RC de la guía de
desviación 167a es menor de 1.000 mm, los filamentos pueden
adherirse el uno al otro en el baño de coagulación 163. Si el radio
de curvatura RC es mayor de 3.000 mm, el efecto de empalmar los
numerosos filamentos cuando se forma el haz de fibras 166 puede
disminuir, y una tensión que actúa sobre los filamentos en el baño
de coagulación 163 puede aumentar.
La forma transversal de la guía de desviación
167a está adecuadamente seleccionada en relación con la fuerza
según el material de la misma. Por lo general se prefiere que la
forma transversal sea circular y que un diámetro Gd en la parte de
área transversal mínima sea de 3 a 10 mm.
La guía de desviación 167a es, por ejemplo, una
barra hecha de un metal cromado duro, o una barra hecha de un metal
cubierto de titanio, alúmina, cerámica como el carburo de titanio,
teflón (marca registrada), silicio, etc. Entre estos ejemplos, es
más preferible una barra hecha de acero inoxidable cromado duro.
Se prefiere que una superficie 202 de la guía de
desviación 167a en contacto con el haz de fibras 166 sea una
superficie satinada. En este caso, el área de contacto con el haz de
fibras 166 puede ser pequeña, para reducir el coeficiente de
fricción, bajando una tensión que actúa sobre el haz de fibras 166.
La superficie 202 en contacto con el haz de fibras 166 también
puede ser una superficie con acabado de espejo, pero esto no se
prefiere ya que el área de contacto con el haz de fibras 166 aumenta
para incrementar el coeficiente de fricción. Especialmente cuando
la guía de desviación 167 está recubierta con cromo duro, se
prefiere que la guía de desviación 167 tenga una superficie
satinada.
Se prefiere que el tamaño de grano medio de la
superficie satinada sea de 5 a 50 \mum. En este caso, el
coeficiente de fricción entre la guía de desviación 167 y el haz de
fibras 166 es optimizado, y además, la tensión que actúa sobre el
haz de fibras 166 puede ser ajustada a un valor adecuado.
El tamaño de grano medio de la superficie
satinada puede ser medido observando con un microscopio
metalográfico con epi-iluminación. Sobre la
superficie 202 de la guía de desviación 167 en la parte en contacto
con el haz de fibras 166, son seleccionados diez espacios de medida
al azar, y observados y medidos utilizando un microscopio de metal
de fluorescencia vertical. El valor medio de los valores obtenidos
se emplea como el tamaño de grano medio de la superficie
satinada.
Debido a que la guía de desviación 167a tiene un
radio de curvatura RC como se muestra en la figura 20, tiene una
curva suave en la dirección longitudinal de la misma, y puede girar
alrededor del eje de la misma. Por lo tanto, la guía de desviación
167a apoyada por los aparatos de apoyo 201a y 201b gira libremente
para ponerse en contacto con el haz de fibras 166 en la posición
más conveniente de la curva en respuesta a la tensión de
arrollamiento del haz de fibras 166, para optimizar la tensión.
Por ejemplo, si la tensión es alta, la guía de
desviación 167a gira para asegurar que una parte relativamente
hundida se pone en contacto con el haz de fibras 166 para bajar la
tensión. Si la tensión es baja, la guía de desviación 167a gira
para asegurar que una parte relativamente proyectada se pone en
contacto con el haz de fibras 166 para que no baje la tensión.
Además, el ángulo de arrollamiento del haz de fibras 166 después de
completar la desviación (el ángulo formado entre el eje de la guía
de desviación 167a y el haz de fibras 166 después de completar la
desviación) también puede ser ajustado y puede ser alcanzado siempre
el ángulo más conveniente para la dirección de avance del haz de
fibras 166.
Un método para producir un haz de fibras de la
invención es explicado después en referencia a las Figuras 18 y
19.
El método para producir un haz de fibras
mediante el hilado semihúmedo de la invención está caracterizado
por que un ángulo de arrollamiento \theta de los filamentos
descargados desde los orificios de hilado ultra periféricos
formados lo más cerca de la circunferencia exterior de la hilera 6 y
en dirección hacia la guía de desviación 167, en relación con la
superficie de hilera 7 es de 83º a 92º.
Si el ángulo de arrollamiento \theta. es menor
de 83º, una tensión que actúa sobre los filamentos descargados
desde los orificios de hilado dispuestos cerca del centro de la
superficie de hilera 7 es enormemente diferente de la tensión que
actúa sobre los filamentos descargados desde los orificios de hilado
dispuestos cerca de la circunferencia exterior de la superficie de
hilera 7. Una tensión excesiva actúa especialmente sobre los
filamentos 166SEa y 166SEb descargados desde los orificios de hilado
5SEa y 5SEb localizados sobre los lados cortos de la superficie de
hilera 7. Por consiguiente, los filamentos probablemente se romperán
si hay una tensión excesiva sobre ellos.
Si el ángulo de arrollamiento \theta es mayor
que 92º, la disposición de filamentos probablemente es alterada ya
que la anchura del haz de fibras 166 se ensancha. La alteración en
la disposición de filamentos se refiere a un fenómeno de bamboleo
de los filamentos, y causa variación en la finura de filamentos. La
perturbación en la disposición de filamentos disminuye la tensión
en los filamentos en el conjunto de haz de fibras obtenido
enrollando el haz de fibras 166 alrededor de una bobina, etc. Un
conjunto de haz de fibras que tiene filamentos sueltos es evaluado
como un producto que tiene baja calidad de aspecto.
El ángulo de arrollamiento \theta de los
filamentos descargados desde los orificios de hilado
ultraperiféricos formados lo más cerca de la circunferencia
exterior de la hilera 6 y el avance hacia la guía de desviación
167, en relación con la superficie de hilera 7 incluye dos casos, el
ángulo de arrollamiento \thetaa y el ángulo de arrollamiento
\thetab.
La figura 18 muestra un ejemplo del ángulo de
arrollamiento \thetaa como un caso de ángulo de arrollamiento
\theta. En la figura 18, el ángulo de los filamentos 166SEa y
166SEb descargados desde los orificios de hilado 5SEa y 5SEb
dispuestos en las posiciones ultraperiféricas a ambos lados en el
lado largo 6LE en dirección de la hilera 6, p. ej., los orificios
de hilado ultraperiféricos 5SEa y 5SEb de los lados cortos 6SE de
la hilera 6 y el avance hacia la guía de desviación 167, en relación
con la superficie de hilera 7 es el ángulo de arrollamiento
\thetaa. En el método para producir un haz de fibras de la
invención, se prefiere que el ángulo de arrollamiento \thetaa sea
de 87º a 92º. Un ángulo más preferido de arrollamiento \theta está
entre 89º y 91º.
La figura 19 muestra un ejemplo de un ángulo de
arrollamiento \thetab como otro caso de ángulo de arrollamiento
\theta. En la figura 19, el ángulo de los filamentos 166LEa y
166LEb descargado desde los orificios de hilado 5LEa y 5LEb
dispuestos en las posiciones ultraperiféricas a ambos lados en la
dirección del lado corto 6SE de la hilera 6, p. ej., los orificios
de hilado ultraperiféricos 5LEa y 5LEb de los lados largos 6LE de la
hilera 6, en relación con la superficie de hilera 7 es el ángulo de
arrollamiento \thetab. En el método para producir un haz de
fibras de la invención, se prefiere que el ángulo de arrollamiento
\thetab sea de 83º a 87º. Un ángulo más preferido de
arrollamiento \thetab está entre 85º a 87º.
Los ángulos de arrollamiento \theta, \thetaa
y \thetab pueden ser calculados mediante el cálculo a partir de
la relación entre las posiciones de los filamentos que circulan en
los finales extremos sobre la guía de desviación 167, las
posiciones de los orificios de hilado ultraperiféricos de la hilera
6, y la distancia desde la superficie de hilera 7 a la guía de
desviación 167. Además, también puede aplicarse un transportador a
la superficie de hilera 7, para medir directamente el ángulo de
filamentos.
El ángulo de arrollamiento \theta. del haz de
fibras 166 puede ser optimizado ajustando la distancia entre la
superficie de hilera 7 y la guía de desviación 167 y la anchura FBW
del haz de fibras 166 sobre la guía de desviación 167. La anchura
FBW del haz de fibras 166 sobre la guía de desviación 167 puede ser
ajustada cambiando el radio de curvatura RC de la guía de
desviación 167 en la dirección longitudinal de la misma, o
disponiendo de un elemento regulador de la anchura de hilo (no
mostrado en el dibujo) entre la hilera 6 y la guía de desviación
167. Además, si el cociente de aspecto Ra de la serie de orificios
de hilado es ajustado, el ángulo de arrollamiento \theta de los
filamentos descargados desde los orificios de hilado
ultraperiféricos 5LEa y 5LEb de los lados largos 6LE de la hilera 6
puede ser
ajustado.
ajustado.
La guía de desviación 167 para cambiar la
dirección de circulación del haz de fibras 166 puede disminuir
notablemente el área del flujo de acompañamiento generado por la
extensión del haz de fibras 166 en el líquido de coagulación 162
del baño de coagulación 163. Por consiguiente, se puede evitar que
la tensión que actúa sobre el haz de fibras 166 después de
completar la desviación aumenta/aumente enormemente, y se puede
evitar que los filamentos del haz de fibras 166 se rompan.
Como solución bruta de fibras utilizada en el
método para producir un haz de fibras de la invención, puede
utilizarse preferentemente un polímero acrílico. Se prefiere que el
polímero acrílico utilizado se produzca con el 90% en peso o más de
acrilonitrilo y menos del 10% de/en peso de un monómero
copolimerizable con acrilonitrilo.
Un monómero copolimerizable puede ser al menos
un seleccionado de un grupo que consiste en el ácido acrílico,
ácido metacrílico, ácido itacónico, sus ésteres de metilo, ésteres
de propilo, ésteres de butilo, sales de los metales alcalinos,
sales de amonio, ácido alilsulfónico, ácido metalilsulfónico, ácido
estirenesulfónico, y sales de los metales alcalinos.
Dicho polímero acrílico puede ser obtenido por
un método de polimerización como la polimerización en emulsión, la
polimerización en bloque o la polimerización en solución. Como
criterio para el grado de polimerización en este caso, es preferida
una viscosidad intrínseca de 1,0 o más. Es más preferible 1,25 o
más, y aún más preferido 1,5 o más. Se prefiere en vistas de la
estabilidad del hilado que la viscosidad intrínseca sea 5,0 o
menos.
A partir del polímero obtenido, se prepara una
solución de polímero utilizando dimetil acetamida, dimetil
sulfóxido (denominado de aquí en adelante como DMSO),
dimetilformamida, ácido nítrico o el líquido lavador de rodanato
sódico, etc. como disolvente. La solución de polímero se utiliza
como una solución de hilado bruta en el método para producir un haz
de fibras de la invención.
En el caso de un método de hilado que usa un
disolvente y un plastificador, el haz de fibras hilado puede ser
estirado en un baño directamente o después de aclarar un disolvente
y un plastificador. Se prefiere que una proporción de estirada en
el estiramiento en un baño sea de aproximadamente 2 a
aproximadamente 6 veces en un baño de 30 a 98ºC. Después de
completar el estiramiento en un baño, se prefiere aplicar un aceite
de silicona a los haces de fibra. El aceite de silicona se utiliza
a menudo como una emulsión, y en este caso, se prefiere para usar
un emulsionador juntos.
El emulsionador se refiere a un compuesto que
tiene actividad superficial que promueve y estabiliza la producción
de la emulsión. Como un ejemplo particular,
polietilenglicol-alquil-éter puede ser
preferentemente utilizado.
Puede seleccionarse un método para aplicar
suficientemente el aceite de silicona al haz de fibras. En
particular pueden ser empleados medios tales como la inmersión, el
empleo de rodillo de traspaso o una guía de lubricación. Se
prefiere que la cantidad depositada de aceite de silicona sea de
0,01 a 8% de peso. Una franja más preferida es de 0,02 a 5% de
peso, y una franja más preferida aún es de 0,1 a 3% de peso.
Si la cantidad sedimentada es menor que 0,01% en
peso, los filamentos probablemente se funden el uno al otro,
disminuyendo la calidad de aspecto del haz de fibras. Si la cantidad
depositada es mayor que 8% en peso, la cantidad del aceite que se
cae en el proceso de producción de haz de fibras o en el paso de
quema del haz de fibras para producir fibras de carbón utilizando
el haz de fibras producido aumenta. En este caso, manchas del
aceite depositado en el proceso de producción de haz de fibras
pueden disminuir la calidad de aspecto del haz de fibras o la
eficacia de funcionamiento en el paso de quema puede disminuir.
El haz de fibras recubierto de sedimento de
aceite puede ser secado rápidamente por al menos uno o varios
bidones calientes, para densificar. Se prefiere que la temperatura
de secado sea mayor, debido a que se promueve la reacción de
reticulación del aceite de silicona. Se prefiere una temperatura de
secado de 150ºC o mayor, y es más preferible 180ºC o mayor.
La temperatura de secado, tiempo de secado, etc.
puede ser cambiada adecuadamente. Además, el haz de fibras secado y
densificado también puede ser además estirado como se requiere
mientras está siendo tratado con calor en un entorno de altas
temperaturas de presión de vapor, etc. El tratamiento térmico
extiende uniformemente el aceite, dando un gran efecto para
prevenir los defectos superficiales de filamentos causados por la
adherencia entre filamentos, y se puede obtener un haz de fibras
que tiene una mayor finura preferida y grado de orientación de
cristal. La presión de vapor, la temperatura, la proporción de
estiramiento, etc. durante el postestiramiento puede ser
seleccionada adecuadamente de tal manera que no se produzca rotura
de filamentos ni haya pelusa.
La invención se explica además debajo en
referencia a ejemplos. El tamaño de grano medio de la superficie
satinada de la guía de desviación y el ángulo de arrollamiento de
filamentos descargados desde los orificios de hilado
ultraperiféricos de la superficie de hilera y la dirección de avance
hacia la guía de desviación han sido obtenidos respectivamente
según los métodos de medición descritos anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
Una solución obtenida disolviendo 20% en peso de
un polímero acrílico que tiene una viscosidad intrínseca [\eta]
de 1,75 obtenido de 99% mol de acrylonitrilo y 1% mol de ácido
itacónico, en dimetil sulfóxido (en lo sucesivo abreviado como
DMSO) fue polimerizada en solución para obtener una solución de
polímero.
El gas de amoníaco fue soplado en la solución de
polímero obtenida hasta que el pH fuera 8.5, para neutralizar el
ácido itacónico e introducir grupos de amonio en el polímero, para
aumentar la hydrofilicidad de la solución de polímero, y así
obtener una solución de hilado bruta. La temperatura de la solución
de hilado bruta obtenida de hilado era de 30ºC.
Se preparó una hilera 6 teniendo dos zonas de
grupos de orificios de hilado cada una teniendo 3.000 orificios de
hilado 5, p. ej., teniendo 6.000 orificios de hilado en total. La
anchura de la zona sin orificios de hilado entre las dos zonas de
grupos de orificios de hilado era de 4 mm. El cociente de aspecto Ra
de la serie de orificio de hilado era de 3.2. Los intervalos de los
orificios de hilado adyacentes (separación de los orificios de
hilado) eran de 2,5 mm.
El diámetro de orificio de hilado D de los
orificios de hilado respectivos 5 era de 0,15 mm, y la longitud de
orificio de hilado L era de 0,45 mm. Se prepararon una placa
perforada 10 y una placa de bifurcación 8. La hilera 6, la placa
perforada 10 y la placa de bifurcación 8 se montaron en la caja de
hilador 2, y el hueco entre la hilera 6 y la placa perforada 10 se
puso a 4 mm, para preparar un conjunto de hilado 1.
Debajo del conjunto de hilado 1, se dispuso un
depósito de baño de coagulación 161. En el depósito de baño de
coagulación 161, se colocó una guía de desviación de acero
inoxidable presentando una superficie satinada y cromada con cromo
duro 202 teniendo un tamaño medio de grano de 15 \mum, un diámetro
de área de sección Gd de 5 mm y un radio de curvatura RC de 1.500
mm en la dirección longitudinal. La guía de desviación 167 fue
dispuesta en las paredes del depósito del depósito de baño de
coagulación 161 para que pudiera girar alrededor del eje de
la
misma.
misma.
En el depósito de baño de coagulación 161, se
suministró un líquido de coagulación 162 consistiendo en 35% en
peso de DMSO y 65% en peso de agua. La temperatura del líquido de
coagulación 162 era de 5ºC. El hueco entre la superficie líquida
del líquido de coagulación 162 y la superficie de hilera 7 era de
aproximadamente 3 mm, y estaba presente una parte de fase gaseosa
164 compuesta de aire.
La solución de hilado bruta preparada como se ha
descrito anteriormente era alimentada por el puerto de alimentación
de la solución de hilado bruta 4 del conjunto de hilado 1 y
descargada de los numerosos orificios de hilado 5 de la hilera 6.
El flujo de la solución de hilado bruta que consiste en numerosas
líneas descargada y formada por los orificios de hitado 5 pasó por
la parte de fase gaseosa 165 y entró en el líquido de coagulación
162, para formar un haz de fibras 166 consistiendo en numerosos
filamentos. La dirección del haz de fibras formado fue cambiada por
la guía de desviación 167 y enrollado a una velocidad de
arrollamiento de 25 m/minuto hacia el exterior del depósito de baño
de coagulación 161.
Cuando el haz de fibras fue arrollado, el ángulo
de arrollamiento \thetab de los filamentos desde los orificios de
hilado ultraperiféricos de los lados largos 6LE de la hilera 6 era
de 87º, y el ángulo de arrollamiento \thetaa de los filamentos
desde los orificios de hilado ultraperiféricos de los lados cortos
6SE de la hilera 6 era de 90º.
El haz de fibras en circulación sacado del
depósito de baño de coagulación 161 lavado en sucesión con el agua
y estirado 3 veces en agua caliente teniendo una temperatura de
70ºC, siendo pasado además por un baño de aceite, para tener aceite
de silicona depositado sobre el mismo.
El aceite de silicona era una emulsión acuosa
conteniendo una silicona modificada con amino, una silicona
modificada con epoxi y una silicona modificada con oxido de
alquileno. El baño de aceite fue diluido con agua para asegurar que
el contenido puro de aceite (ingredientes de silicona) fuera del
2,0% en peso.
El haz de fibras tratado con el aceite además
fue hecho circular en contacto con un rodillo calentador teniendo
una temperatura de 180ºC, para ser secado durante un tiempo de
contacto de 40 segundos. El haz de fibras obtenido secado fue
estirado a una proporción de alargamiento de aproximadamente 5 veces
en vapor de presión de 0,4 MPa-G. La proporción
total de alargamiento del haz de fibras en el proceso entero era
aproximadamente 13 veces.
Entonces, dos haces de fibra, cada uno obtenido
como se ha descrito, fueron unidos para obtener un haz de fibras
consistiendo en 12.000 filamentos. El haz de fibras tenía una finura
de filamento de 1,1 dtex, una fuerza de 6,4 g/dtex y una elongación
del 7,3%. La cantidad depositada de aceite de silicona puro del haz
de fibras era 1,0% en peso. El haz de fibras tenía propiedades
suficientes como un haz de fibras precursor acrílico para la
producción de fibras de carbón.
Se produjo un haz de fibras 166 usando el mismo
aparato y método que los del Ejemplo 1, pero el número total de
orificios de hilado 5 fue cambiado a 8,000, la cantidad de solución
de hilado bruta descargada desde los orificios de hilado 5 fue
cambiada a 1,67 veces, el ángulo de arrollamiento \thetab de las
fibras individuales de los orificios de hilado ultraperiféricos de
los lados largos 6LE de la hilera 6 fue cambiado a 86º, y el ángulo
de arrollamiento \thetaa de las fibras individuales de los
orificios de hilado ultraperiféricos de los lados cortos 6SE de la
hilera 6 era de 89º.
El haz de fibras obtenido consistió en 16.000
filamentos, y tenía una resistencia de 6.0 g/dtex y una elongación
del 7,1%. El haz de fibras tenía propiedades suficientes como un haz
de fibras precursor acrílico para la producción de fibras de
carbón.
Ejemplo Comparativo
1
Un haz de fibras 166 fue producido usando el
mismo aparato y método que los del Ejemplo 1, pero la distancia
entre la hilera 6 y la guía de desviación 167 se hizo más corta.
Se intentó obtener un haz de fibras consistiendo
en 6.000 filamentos teniendo una finura de filamento de 1,1 dtex,
pero ya que los filamentos formados desde los orificios de hilado
ultraperiféricos de la hilera 6 a menudo se rompían, la producción
estable del haz de fibras no podía ser continuada. En este caso, el
ángulo de arrollamiento \thetab desde los filamentos de los
orificios de hilado ultraperiféricos de los lados largos 6LE de la
hilera 6 era de 79º, y el ángulo de arrollamiento \thetaa de los
filamentos desde los orificios de hilado ultraperiféricos de los
lados cortos 6SE de la hilera 6 era de 82º.
Se produjo un haz de fibras 166 usando el mismo
aparato y método que los del Ejemplo 1, pero el tamaño medio de
grano del acabado satinado de la superficie terminada de la guía de
desviación 167 fue cambiado a 35 \mum., el radio de curvatura RC
en la dirección longitudinal fue cambiado a 2.500 mm, y el ángulo de
arrollamiento \thetaa de los filamentos desde los orificios de
hilado ultraperiféricos de los lados cortos 6SE de la hilera 6 fue
cambiado a 92º.
El haz de fibras obtenido consistió en 12. 000
filamentos, y tenía una fuerza de 5,9 g/dtex y una elongación del
6,8%. El haz de fibras tenía propiedades suficientes como un haz de
fibras precursor acrílico para la producción de fibras de
carbón.
Ejemplo Comparativo
2
Se produjo un haz de fibras 166 usando el mismo
aparato y método que los del Ejemplo 1, pero el tamaño medio de
grano del acabado de la superficie satinada de la guía de desviación
167 fue cambiado a 0 \mum., p. ej., una superficie de acabado de
espejo, el radio de curvatura RC en la dirección longitudinal fue
cambiado a 3, 300 mm, y el ángulo de arrollamiento \thetaa de los
filamentos desde los orificios de hilado ultraperiféricos de los
lados cortos 6SE de la hilera 6 fue cambiado a 93º.
En la producción del haz de fibras, la
disposición de filamentos fue alterada en una progresión de proceso
antes y después de la guía de desviación 167. El haz de fibras
obtenido era irregular en la disposición de filamentos y pobre en
cuanto a la calidad de su aspecto.
Ejemplo Comparativo
3
Se produjo un haz de fibras 166 usando el mismo
aparato y método que los del Ejemplo 1, pero el tamaño medio de
grano del acabado de la superficie satinada de la guía de desviación
167 fue cambiado a 35 \mum., el radio de curvatura RC en la
dirección longitudinal fue cambiado a 900 mm, el ángulo de
arrollamiento \thetab de los filamentos de los orificios de
hilado ultraperiféricos de los lados largos 6LE de la hilera 6 fue
cambiado a 85º, y el ángulo de arrollamiento \thetaa de los
filamentos de los orificios de hilado ultraperiféricos de los lados
cortos 6SE de la hilera 6 fue cambiado a 89º.
Debido a que el radio de curvatura RC de la guía
de desviación 167 en la dirección longitudinal era demasiado
pequeño, numerosos filamentos del haz de fibras se juntaron
demasiado densamente, y en el haz de fibras obtenido, muchos
filamentos adheridos el uno al otro. El haz de fibras tenía los
filamentos rotos en el paso de alargamiento, para bajar la eficacia
de operación del paso de estiramiento.
Ejemplo Comparativo
4
Se produjo un haz de fibras 166 usando el mismo
aparato y método que los del Ejemplo 1, pero el tamaño medio de
grano del acabado de la superficie satinada de la guía de desviación
167 fue cambiado a 35 \mum., el radio de curvatura RC en la
dirección longitudinal fue cambiado a 3,300 mm, y el ángulo de
arrollamiento \thetaa de los filamentos de los orificios de
hilado ultraperiféricos de los lados cortos 6SE de la hilera 6 fue
cambiado a 92º.
En la producción del haz de fibras, la
disposición de filamentos fue alterada en una progresión de proceso
antes y después de la guía de desviación 167. El haz de fibras
obtenido era irregular en la disposición de filamentos y pobre en
cuanto a la calidad de su aspecto.
Se produjo un haz de fibras 166 usando el mismo
aparato y método que los del Ejemplo 1, pero el tamaño medio de
grano del acabado de la superficie satinada de la guía de desviación
167 fue cambiado a 60 \mum., y el radio de curvatura RC en la
dirección longitudinal fue cambiado a 1.200 mm.
Como en el caso del Ejemplo 1, el haz de fibras
consistente en 12.000 filamentos podría ser producido establemente.
El haz de fibras obtenido tenía una fuerza de 5,1 g/dtex y una
elongación del 5.9%.
Ejemplo Comparativo
5
Se produjo un haz de fibras 166 usando el mismo
aparato y método que los del Ejemplo 1, pero el tamaño medio de
grano del acabado de la superficie satinada de la guía de desviación
167 fue cambiado a 35 \mum., y la guía de desviación 167 fue
sujetada para que no girara alrededor del eje de la misma.
En la producción del haz de fibras, la tensión
de arrollamiento del haz de fibras era inestable. Por consiguiente,
los filamentos del haz de fibras obtenido eran irregulares en la
finura en la dirección longitudinal del mismo, y la calidad del
aspecto del haz de fibras era baja.
La invención para el hilado semihúmedo que usa
una hilera teniendo 6.000 o más orificios de hilado permite la
producción de un haz de fibras en el que visto que los filamentos
respectivos que constituyen el haz de fibras hilado se ven
probablemente no se verán afectados por el flujo del líquido de
coagulación acompañando el haz de fibras avanzando en el baño de
coagulación, donde existe muy poca o prácticamente ninguna
irregularidad de finura entre los filamentos formados desde los
orificios de hilado colocados cerca del centro de la superficie de
hilera y los filamentos formados desde los orificios de hilado
colocados cerca de la circunferencia exterior de la superficie de
hilera. El haz de fibras producido tenía pocos o prácticamente
ningún filamento rotos.
Dicho haz de fibras puede ser usado
preferentemente como fibra precursora para la producción de fibras
de carbón, y el haz de fibras de carbón producido usando el haz de
fibras contribuye a la reducción del coste de producción del haz de
fibras de carbón que tiene una gran finura, ya que el número de
filamentos de carbón es grande.
Claims (20)
1. Conjunto de hilado para el hilado semihúmedo
comprendiendo una caja de hilera, un conducto de solución bruta de
hilado formado dentro de la caja de hilera, un orificio de
alimentación de solución de hilado bruta formada en la caja de
hilera, para alimentar la solución de hilado bruta en el conducto de
solución bruta de hilado, y una hilera colocada en la caja de
hilera y que tiene numerosos orificios de hilado dispuestos a
intervalos para descargar la solución bruta de hilado de la salida
de solución bruta de hilado, donde la superficie externa de la
hilera se enfrenta a la superficie líquida de un líquido de
coagulación que pasa por una fase gaseosa, y donde el número de
orificios de hilado es de 6000 o más y cociente de aspecto Ra de
una hilera de orificios de hilado es 2,5 o más, en la cual el
cociente de aspecto Ra se define con la fórmula Ra = A2/B2, en la
cual B2 es la longitud del segmento lineal más corto de entre los
segmentos lineales obtenidos cuando las líneas rectas que pasan por
el centro de la superficie de hilera atraviesan la zona de orificios
de hilado y A2 es la longitud del segmento lineal más largo de
entre los segmentos lineales obtenidos cuando las líneas derechas
perpendiculares al segmento lineal más corto atraviesan la región de
orificios de hilado, y donde la zona de orificios de hilado es una
cara rodeada por una línea de contorno trazada empalmando los
orificios de hilado situados sobre el lado más exterior de la hilera
de orificios de hilado de entre los numerosos orificios de hilado
ordenados en la superficie de hilera.
2. Conjunto de hilado para el hilado semihúmedo
según la reivindicación 1, donde el intervalo entre los orificios
adyacentes de hilado es del orden de 1 a 3 mm.
3. Conjunto de hilado para el hilado semihúmedo
según la reivindicación 1, donde se coloca una placa de bifurcación
para bifurcar el flujo de la solución bruta de hilado en la salida
de alimentación de solución bruta de hilado en la caja de
hilera.
4. Conjunto de hilado para el hilado semihúmedo
según la reivindicación 1, donde está colocada una placa perforada
para dispersar el derrame de la solución bruta de hilado en la
salida de alimentación de solución bruta de hilado en la caja de
hilera, y el espacio entre la placa perforada y la hilera es del
orden de 1 a 5 mm.
5. Conjunto de hilado para el hilado semihúmedo
según la reivindicación 1, donde los numerosos orificios de hilado
se clasifican por lo menos en dos grupos de orificios de hilado
sobre una superficie de la hilera y una zona sin orificio de hilado
privada de orificios de hilado está prevista entre los grupos de
orificios de hilado.
6. Conjunto de hilado para el hilado semihúmedo
según la reivindicación 5, donde la anchura de la zona sin orificio
de hilado es del orden de 2,5 a 8 mm.
7. Conjunto de hilado para el hilado semihúmedo
según la reivindicación 1, donde la planicidad de una superficie de
la hilera es del orden de 0,02 mm o menos.
8. Dispositivo para producir un haz de fibras,
que comprende un conjunto de hilado para el hilado semihúmedo, un
depósito de baño de coagulación situado por debajo del conjunto de
hilado con un espacio formado entre sí, y una guía de desviación
colocada en el depósito de baño de coagulación, para cambiar la
dirección de avance del haz de fibras sumergidas y extendiéndose en
un líquido de coagulación contenido en el depósito de baño de
coagulación, en el cual el conjunto de hilado para el hilado
semihúmedo es un conjunto de hilado para el hilado semihúmedo según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
9. Aparato para producir un haz de fibras según
la reivindicación 8, donde la dirección del lado largo de la hilera
que corresponde a la dirección de la anchura del cociente de aspecto
Ra es paralelo a la dirección axial de la guía de desviación y se
satisface la relación siguiente: 0,5 anchura del haz de fibras sobre
la guía de desviación/longitud de los lados largos de la hilera
1,0.
10. Aparato para producir un haz de fibras según
la reivindicación 8, en el cual la guía de desviación tiene una
curva que tiene un radio de curvatura de 1000 a 3000 mm en la mayor
parte de su dirección longitudinal y es sostenida en rotación en el
depósito de baño de coagulación.
11. Aparato para producir un haz de fibras según
la reivindicación 10, en el cual una superficie de la guía de
desviación es una superficie satinada teniendo un tamaño de grano
del orden de 5 a 50 \mum.
12. Aparato para producir un haz de fibras según
la reivindicación 8, en el cual se prevé un orificio de observación
en el depósito de baño de coagulación para permitir la observación
del interior del depósito desde el exterior del depósito.
13. Aparato para producir un haz de fibras según
la reivindicación 8, en el cual el haz de fibras es un haz de
fibras precursor utilizado para producir fibras de carbono.
14. Procedimiento para producir un haz de
fibras, en el cual se produce un haz de fibras utilizando un aparato
para producir un haz de fibras compuesto de un conjunto de hilado
para el hilado semihúmedo, un depósito de baño de coagulación
situado debajo del conjunto de hilado con un espacio formado entre
sí y una guía de desviación instalada en el depósito de baño de
coagulación, para cambiar la dirección de circulación del haz de
fibras sumergido y que se extiende en un líquido de coagulación
alojado en el depósito de baño de coagulación, en el cual el
conjunto de hilado para el hilado semihúmedo es un conjunto de
hilado para el hilado semihúmedo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, y el ángulo de arrollamiento de las fibras
descargadas de los orificios de hilado más exteriores formados lo
más cerca de la circunferencia externa de la hilera y extendiéndose
hacia la guía de desviación, con respecto a la superficie de hilera
de la hilera es del orden de 83 grados a 92 grados.
15. Procedimiento para producir un haz de fibras
según la reivindicación 14, en el cual el ángulo de arrollamiento
de las fibras liberadas por los orificios más exteriores de hilado
en dirección del lado largo de la hilera correspondiente a la
dirección de la anchura del cociente de aspecto Ra y se extiende
hacia la guía de desviación con relación a la superficie de hilera
de la hilera es del orden de 87 grados a 92 grados, y el ángulo de
arrollamiento de las fibras liberadas de los orificios más
exteriores de hilado en dirección del lado corto de la hilera
correspondiente a la dirección de la longitud del cociente de
aspecto Ra y se extiende hacia la guía de desviación con respecto a
la superficie de hilera de la hilera es del orden de 83 grados a 87
grados.
16. Procedimiento para producir un haz de fibras
según la reivindicación 14, en el cual la guía de desviación tiene
una curva que tiene una sección de curvatura del orden de 1000 a
3000 mm en la mayor parte de su dirección longitudinal y está
sostenida en rotación en el depósito de baño de coagulación.
17. Procedimiento para producir un haz de fibras
según la reivindicación 16, en el cual una superficie de la guía de
desviación es una superficie satinada teniendo un tamaño de grano
del orden de 5 a 50 \mum.
18. Procedimiento para producir un haz de fibras
según la reivindicación 14, en el cual la dirección del lado largo
de la hilera correspondiente a la dirección de la anchura del
cociente de aspecto Ra es paralela a la dirección axial de la guía
de desviación y se satisface la relación siguiente: 0,5 de anchura
del haz de fibras sobre la guía de desviación/longitud de los lados
largos de la hilera 1,0.
19. Procedimiento para producir un haz de fibras
según la reivindicación 14, en el cual se prevé un orificio de
observación en el depósito de baño de coagulación para permitir la
observación de! interior del depósito desde el exterior del
depósito.
20. Procedimiento para producir un haz de fibras
según la reivindicación 14, en el cual el haz de fibras es un haz
precursor de fibras utilizado para producir fibras de carbono.
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