FI64660C - Foerfarande foer eliminering av ytadhesion hos nyss spunna filament - Google Patents

Description

"I Γο1 ... KUULUTUSJULKAISU - . ^ Λ ® (11) UTLÄGGN 1 NGSSKRIFT 64 660 C (45) r.'tcr.iu ryi'η r. el. ty 12 12 1933 Patent ceddeIni V w y (51) Kv.lk.^Int.CI.3 D 01 P 11/02 SUOMI —FINLAND (21) P*tenttlh»k«mu*— P»tentan$öknln| 783295 (22) Hikamlspihrl — Anteknlnpdaj 30.10.78 A5®)' (23) Alkupilvl —Glltljh*t»d«f 30.10.78 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offrntllg 01.05.79

Patentti- ja rekisterihallitut (44) Nlhtlvlkslpanon Ja kuuLJuIkalwn pvm.— n .

Patent och registerstyrefsen Ans6ktn utlagd och utUskriften pubtkerad 31.08.83 (32)(33)(31) pyydetty etuoikeus—Begird prlorltet 31.10.77 USA(US) 81+7200 (71) Akzona Incorporated, P.O.Box 2930 Asheville, North Carolina 28802, USA(US) (72) Clarence Curtis McCorsley III, Asheville, North Carolina, USA(US) (7I+ ) Oy Kolster Ab (5I+) Menetelmä juuri kehrättyjen filamenttien pintatarttuvuuden poistamiseksi — Förfarande för eliminering av ytadhesion hos nyss spunna filament

Valmistettaessa filamentteja selluloosakehruuliuoksesta suu-lakepuristamalla syntyy ongelmia filamenttien pintaliittymisestä ja/tai -yhtymisestä, kun säikeet saatetaan kosketukseen toistensa kanssa kokoomapisteessä. Tällainen filamenttien yhteenliittyminen ja/tai tarttuminen aikaansaa lisävaikeuksia säikeiden jatkokäsittelyssä, kun niistä muodostetaan lankaa. Mielenkiintoinen on tekniikan tunnettuun tasoon kuuluva US-patentti 3 767 756, jossa esitetään menetelmä filamenttien kehräämiseksi polyamidi-kehruuliuok-sesta ja filamenttien kuljettaminen inerttiä, ei-koaguloivaa nestettä olevan kerroksen läpi ja koaguloimiskylpyyn ennen filamenttien saattamista yhteen jatkokäsittelyä varten. Myös US-patentti 3 414 645 kohdistuu menetelmään täysin aromaattisten polyamidi-kuitujen kehräämiseksi, jossa menetelmässä filamentit suulakepurista-misen jälkeen kuljetetaan lyhyen matkaa kaasumaisen väliaineen läpi 2 64660 pienen liuotinmäärän haihduttamiseksi ennen filamenttien tuloa koa-guloimiskylpyyn, minkä jälkeen ne pestään ja venytetään. Aikaisemmin ei kuitenkaan ole esitetty pintakäsittelyä filamenteille, jotka on muodostettu selluloosan liuoksesta amiinioksidissa, ei-liuotta-van nesteen pintapäällysteellä, joka estää filamenttien yhteenliittymisen ja/tai tarttumisen,kun ne kootaan.

Keksinnön kohteena on menetelmä vierekkäisten, selluloosan kehruuliuoksesta amiinioksidin ja veden seoksessa jatkuvasti suulakepuristamalla juuri kehrättyjen filamenttien pintatarttuvuu-den poistamiseksi ennen kuin filamentit yhdistetään ja kootaan niiden johtamiseksi pesulaitteisiin tai muihin langankehruussa tavanomaisiin laitteisiin.

Keksinnölle on tunnusomaista, että juuri kehrättyjen filamenttien pinnalle ennen niiden joutumista kosketukseen toistensa kanssa saatetaan yhtäjaksoinen kerros ei-liuottavaa nestettä liuottimen vaikutuksen vähentämiseksi.

Filamenttien ei-liuottavalla nesteellä tapahtuvan pinta-päällystyksen lisäksi filamentit voidaan kuljettaa kammion läpi, jossa on ei-liuottavan nesteen höyryatmosfääri, esimerkiksi ei-liuottavan nesteen pienten hiukkasten ja pisaroiden sumua, jolloin ei-liuottavan nesteen hiukkaset kerrostuvat filamenttien pinnalle. Nesteosasten kerrostumisen lisäämiseksi suulakepuristettujen filamenttien pinnalle voidaan filamentteihin saattaa sähköstaattinen varaus, siten, että filamenttien pinnalla on päinvastainen polaa-risuus kuin höyryllä kuormitetun atmosfäärin hiukkasilla, jolloin hiukkasten vetovoima filamenttien pintaan lisääntyy.

Toinen menetelmä, jolla suulakepuristetut filamentit voidaan päällystää ei-liuottavalla nesteellä, on kuljettaa filamentit suulakepuristettuina ei-liuottavan nesteen höyrykerroksen läpi hyvin lyhyenä ajanjaksona ja sitten säiliöön, joka sisältää tätä ei-liuottavaa nestettä ja sen jälkeen saattaa päällystetyt filamentit yhteen.

Vielä eräs tapa filamenttien päällystämiseksi ei-liuottavalla nesteellä on suulakepuristaa filamentit kehruusuuttimen läpi, johon joukko suutinaukkoja, jotka ovat yhteydessä kammion kanssa, joka muodostaa ei-liuottavan nesteen jatkuvan lähteen, on sijoitettu kehruusuuttimen läheisyyteen. Kuljettamalla ei-liuottava 3 64660 neste suutinaukkojen läpi kehruusuuttimeen, kun filamentit suulake-puristetaan kehruusuutinaukkojen läpi, on jokaisen filamentin pinta välittömästi tai oltuaan hyvin lyhyen ajan kosketuksessa ilman kanssa kehruusuuttimen aukkojen ja ei-liuottavan nesteen välissä olevassa raossa,päällystynyt ei-liuottavalla nesteellä, mikä estää filamenttien yhteenliittymisen tai tarttumisen, kun ne saatetaan yhteen.

Tämän keksinnön mukaisesti suulakepuristetut säikeet voidaan saattaa vedonalaisiksi ei-liuottavan nesteen levittämisen aikana, jolloin pääosa filamenttien vedosta, filamenttien fysikaalisten ominaisuuksien parantamiseksi, suoritetaan ennen ei-liuottavalla nesteellä päällystettyjen filamenttien kokoamista yhteen. Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä käsiteltyjä suulakepuristettuja filamentteja voidaan, sen jälkeen kun ne on päällystetty ei-liuot-tavalla nesteellä, käsitellä tavanomaisilla märkäkehruulaitteilla.

Nämä ja muut kohteet käyvät ilmi seuraavasta edullisten suoritusmuotojen kuvauksesta ja esimerkeistä sekä oheisista piirroksista, jotka kuvaavat kaaviopiirroksena laitteistoa, jota voidaan käyttää keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen, jolloin piirroksissa: kuvio 1 on kaaviokuva laitteistosta keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jossa ei-liuottava neste levitetään fila-menteille telalevittimellä; kuvio 2 on kaaviokuva kuvion 1 telalevittimen muunnelmasta, ja se näyttää välimatkojen erottamat samankeskiset urat filamenttien koskettaessa urien pintoja levitystelan pinnalla; kuvio 3 on kaaviokuva kuvion 1 muunnelmasta, jossa ei-liuottava neste levitetään filamenteille saattamalla kosketukseen sellaisen levypinnan reunan kanssa, jolla on kalvo ei-liuottavaa nestettä; kuvio 4 on kaaviokuva kuvion 3 muunnelmasta, jossa levyn kosketuspinta on renkaanmuotoinen ja sisältää ei-liuottavaa nestettä olevan kalvon; kuvio 5 on kaaviokuva eräästä muusta keksinnön suoritusmuodosta ja se esittää laitteistoa ei-liuottavan nesteen levittämiseksi filamenttien pinnalle, jotka kulkevat säiliön läpi, joka sisältää ei-liuottavan nesteen sumutettujen hiukkasten aerosolia; 4 64660 kuvio 6 on kaaviokuva vielä eräästä keksinnön suoritusmuodosta ja se esittää laitetta ei-liuottavan nesteen levittämiseksi filamenttien pinnalle, kun filamentit kulkevat pystysuoran putken läpi, jonka läpi virtaa ei liuottavaa nestettä; ja kuvio 7 on kaaviokuva vielä eräästä keksinnön suoritusmuodosta ja se esittää ei-liuottavan nesteen virtauksen kehruusuutin-levyn sellaisten suuntausaukkojen läpi, jotka ovat kehruusuutin-aukkojen vieressä.

Kuvio 8 on vielä kaaviokuva eräästä keksinnön suoritusmuodosta, ja se esittää laitetta ei-liuottavan nesteen levittämiseksi filamenttien pinnalle, jotka kulkevat vaahdotettua ei-liuottavaa nestettä sisältävän kammion läpi.

Kuviossa 1 on esitetty ei-liuottavan nesteen levitys fila-mentin pinnalle, joka on kehrätty amiinioksidiin liuotetusta selluloosasta, tämän keksinnön mukaisesti. Selluloosan amiinioksidiliuos voidaan valmistaa tavanomaisella tavalla, esim. liuottamalla selluloosa amiinioksidiliuokseen kuumennetussa säiliössä, edullisesti paineenalaisena, tai muulla tavalla. Esimerkiksi, kuten on kuvattu, amiinioksidiliuottimella kyllästettyjä selluloosa-arkkeja pannaan syöttösuppiloon 10 ja syötetään suulakepuristimella 11 nokan 12 läpi annostuslaitteeseen 13, jolloin selluloosa täysin liukenee amiinioksidiin korotetussa lämpötilassa ja paineessa suulakepuristimessa, puristetaan eli kehrätään sitten kehruusuuttimen 14 läpi.

Suulakepuristimen käyttö amiinioksidilla kyllästetyn selluloosan liuottamiseksi on täydellisemmin kuvattu hakijan FR-paten-tissa 868 738.

Selluloosaliuosta puristetaan jatkuvasti kehruusuuttiraesta 14 muodostamaan useita filamentteja 15, jotka, johtuen niiden sisältämästä amiinioksidimäärästä, täytyy huolellisesti pitää erillään toisistaan, niin että ei tapahdu säikeiden yhteenliimautumis-ta tai yhdistymistä. Tämän toteuttamiseksi kehruusuuttimen aukot on sovitettu siten, että kehrätyt kuidut pysyvät erillään toisistaan kunnes ne kootaan yhteen jatkokäsittelyä varten. Filamentit 15 kulkevat alaspäin pienen ilmatilan 16 läpi, jossa jonkin verran helposti haihtuvaa liuotinta poistuu säikeiden pinnalta. Kaikki säikeet suulakepuristetaan siten, että ne kulkiessaan alaspäin koskettavat osaa levitystelan 17 pinnasta, jota telaa voidaan pyörit- 5 64660 tää millä tahansa nopeudella kumpaankin suuntaan, mutta edullisesti se pyörii kehräyssuuntaan ja kehänopeudella, joka on pienempi kuin filamenttien lineaarinen nopeus, filamenttien tarttuvuuspyrki-myksen vähentämiseksi pyörivä levitystela 17 on sijoitettu siten, että sen pohjaosa on upotettuna astiaan 18, joka sisältää ei-liuot-tavaa nestettä, niin että sen pinta syöttää vakiomäärän ei-liuotta-vaa nestettä nestepinnan kanssa kosketukseen tulevan filamentin päällystämistä varten. Ei-liuottavaa nestettä syötetään astiaan 18 varastosäiliöstä 19 pumpulla 20 ei-liuottavan nesteen vakiomäärän ylläpitämiseksi astiassa 18. Huomattakoon, että levitystelan täytyy olla tehty aineesta, joka pystyy sopivasti ottamaan nestettä mukaansa, niin että sen pinta jatkuvasti antaa nestemäärän, joka tehokkaasti päällystää filamenttien pinnan, kun ne saatetaan kosketukseen levitystelan pinnan kanssa.

Filamenttien päällystämisen jälkeen ei-liuottavalla nesteellä ne kootaan ja kuljetetaan kääntötelan 21 ympäri ja sitten syöt-tötelojen 22 ja 22A välistä vastaanottotelalle 23. Ennen filamenttien kokoamista ja kuljettamista johtotelan 21 yli niillä on pinnallaan ohut kalvopäällyste ei-liuottavaa nestettä, joka oleellisesti poistaa vierekkäisten filamenttien yhteenliittymisen ja/tai tarttumisen .

Levitystelan 17 pinnalla on edullisesti samakeskisiä erillään toisistaan olevia uria 24, jotka on sijoitettu niin, että yksittäisiä filamentteja 15 voidaan ohjata niiden ollessa kosketuksessa levitystelan 17 kanssa. On selvää, että yksittäiset urat 24 eivät ainoastaan auta pitämään filamentteja halutuilla etäisyyksillä toisistaan, vaan muodostavat myös uriin ei-liuottavan nesteen kasauman, joka edistää ei-liuottavan nesteen levitystä filamenttien pinnalle, jolloin aika, jona filamenttien pinnan täytyy olla kosketuksessa levitystelan 17 pinnan kanssa, on lyhyempi (ks. kuvio 2).

On huomattava, että ei-liuottavan nesteen telalevityksessä filamentit voidaan suunnata niin, että erillään olevien filamenttien pinnat vain hipaisevat telalevittimen pintaa tai voidaan saattaa kosketukseen niin, että ne pysyvät kosketuksessa telan pinnan kanssa tietyllä pinnan osalla. Kosketuksen määrä riippuu tietenkin levitystelan pinnan kyvystä ottaa mukaansa ei-liuottavaa nestettä ja antaa sitä filamentin pinnalle. On tärkeätä, että levitystelalla 64660 on pinta, joka ei raaputa tai katkaise filamentteja, samalla kun sillä on kyky ottaa mukaansa riittävästi nestettä ja kerrostaa se tehokkaasti filamentin pinnalla kosketusjakson aikana.

Telalevitintä voidaan pyörittää kumpaankin suuntaan, mutta kun telalevitintä 17 pyöritetään filamentin kanssa samaan suuntaan, kuten on esitetty kuviossa 2, tulisi tangentiaalisessa pisteessä, jossa filamentti ensin koskettaa pintaa, telan kehänopeuden edullisesti olla pienempi kuin filamentin lineaarinen nopeus. Kummassakaan tapauksessa ei telan kehänopeuden tulisi olla pienempi kuin nopeus, joka tuo riittävän määrän ei-liuottavaa nestettä filament-tien päällystämiseksi.

On selvää, että ei-liuottava neste voidaan levittää tela-levittimen pinnalle muillakin tavoin kuin upottamalla levitin, kuten ruiskutussuuttimilla tai kaapimella, jolle nestettä voidaan ruiskuttaa tai se voidaan kaapia telan pinnalle antamaan haluttu määrä nestettä levitettäväksi filamenttien pinnalle.

Toinen menetelmä ei-liuottavan nesteen kosketuslevittämi-seksi filamenttien pinnalle on esitetty kuviossa 3, jossa filamen-tit 15 saatetaan kosketukseen levityslevyn 26 kaarevan reunan 28 kanssa, jonka levyn alaspäin kallistuva pinta päättyy kaarevaan reunaan 28. Levylevittimen pinnalle on sovitettu joukko erillään toisistaan sijaitsevia poistoaukkoja 30, joiden läpi jatkuvasti virtaa ei-liuottavaa nestettä, joka kulkee levyjen pinnan yli ja kulkee sitten kaarevan reunan yli niin, että filamentit jatkuvasti koskettavat reunaa 28, jossa ne tulevat päällystetyiksi ei-liuot-tavalla nesteellä.

Poistoaukot 30 on yhdistetty syöttöjohtoon 31, jonka läpi ei-liuottavaa nestettä jatkuvasti syötetään poistoaukkoihin pumpun 32 avulla varastolähteestä 33, joka sijaitsee levityslevyn 26 alapuolella. Reunan 28 yli kulkeva ei-liuottava neste kootaan varas-tolähteeseen 33, josta se palautetaan levylle 26.

Eräs menetelmä ei-liuottavan nesteen levittämiseksi suula-kepuristettujen filamenttien pinnalle on esitetty kuviossa 4, jossa toruksen muotoista levitinpintaa 40 käytetään levittämään ei-liuottava neste suulakepuristetuille filamenteille. Filamentit 15 kuljetetaan kosketukseen sjisemmän rengaspinnan kanssa. Toruksen muotoisen levittimen 40 yläpinnalla on sarja välimatkojen erotta- 7 64660 mia reikiä 43, jotka ovat yhdistetyt syöttöjohtoon 44, jossa on annostelupumppu 45, joka syöttää ei-liuottavaa nestettä vakiovir-tauksena toruksen muotoisen levittimen yläpinnalle varastolähtees-tä 46, joka on sijoitettu ohjaustelan 47 alapuolelle, joka on nesteellä päällystettyjen filamenttien kokoamispiste. Kootut filamen-tit ohjaustelalta 47 käännetään ja kuljetetaan syöttötelojen 48, 48A välistä ja sitten vastaanottotelalle 49. Virrattuaan sisemmän rengaspinnan 41 yli neste kootaan varastolähteeseen. Reikien 43 sijainti on sen kaarevan pinnan alaspäin viettävällä sivulla, joka muodostaa sisemmän rengaspinnan yläpuolen, niin että neste virtaa kohti rätä pintaa ja sen yli syöttämään tarvittava määrä ei-liuottavaa nestettä filamenteille. Nesteen suuntaa voitaisiin kääntää niin, että neste kulkee toruksen ulkoreunaan ja filamentit pidetään kosketuksessa toruksen ulomman pyöristetyn reunan kanssa. Samalla tavalla voidaan käyttää litteätä vaakasuoraa pyöreätä levyä, jonka reunat on pyöristetty, ei-liuottavan nesteen levittämiseksi filamenttien pinnalle. On selvää, että kaikissa levylevitinrakenteissa suulakepuristetut filamentit koskettavat levyn reunaa ja kehruu-suuttimen aukot on muotoiltu niin, että filamentit kehrääntyvät siten, että ne eivät kosketa toisiaan ennen kuin ei-liuottava neste on levitetty.

On myös huomattava, että kehruuliuoksen viskositeetin täytyy olla riittävä, niin että siitä muodostetut filamentit pystyvät kestämään kaikki voimat, joita voi esiintyä kosketusjakson aikana levityspinnan kanssa, niin että ei tapahdu lankalinjan katkeamista. Kehräämiseen perehtynyt pystyy säätämään olosuhteet, ts. kehruuno-peuden, levittimen sijainnin ja vastaanottonopeuden, kehruukylvyn amiinioksidin väkevyyden kuidun saamiseksi, jolla on haluttu deni-eriluku ja halutut fysikaaliset ominaisuudet.

Kuvio 5 esittää edelleen keksinnön mukaisen menetelmän erästä suoritusmuotoa. Tässä suoritusmuodossa syöttösuppilo 10 syöttää kiinteätä selluloosaa ja amiinioksidiliuotinta tai amiini-oksidiliuottimella kyllästettyä selluloosaa suulakepuristimeen 11, joka sekoittaa aineet ja jossa muodostuu liuos, kuten edellä mainittiin, joka kuljetetaan annostuslaitteeseen 13, joka voi olla pumppu, kuljettaa mitatun määrän liuosta kehruusuuttimen 14 läpi muodostamaan jatkuvasti suulakepuristettuja filamentteja 15. Fila- 8 64660 mentit 15 kulkevat kehruusuuttimesta sumukammion 51 yläpäähän, joka sisältää ei-liuottavan nesteen hiukkasilla kuormitetun atmosfäärin. Filamentit kulkevat sumukammion 51 läpi alempaan kammioon 52, jossa ne kootaan vastaanottotelalle 53 tai käsitellään edelleen, esim. leikataan tapulikuiduiksi, pestään jne.

Kulkiessaan sumukammion läpi ei-liuottavan nesteen hiukkaset tiivistyvät filamenttien pinnalle inaktivoimaan liuotin aikaan-saadakseen siten selluloosan saostumisen filamenttien pinnalle poistaen täten tahmeuden pinnalta ja filamenttien pyrkimyksen tarttua toisiinsa. Ei-liuottava neste kootaan alempaan kammioon 52 ja palautetaan pumpun 54 avulla johdon 55 kautta kammioon 51 sumusuut-timen 56 läpi, joka on sijoitettu kammioon 51.

Alempaan säiliöön 52 on sovitettu poistoaukko 57 ei-liuot-tavalla nesteellä kuormatun ilman poistamiseksi, jolloin ilma kuljetetaan lauhdutuslaitteen 59 läpi, jolloin ei-liuottavasta nesteestä vapaa ilma poistuu aukon 60 kautta ilmakehään ja tiivistetty ei-liuottava neste kulkee johdon 61 kautta pumppuun 54, josta se palautetaan sumusuuttimeen 56.

Sumukammiossa 51 on edullisesti enemmän kuin yksi sumusuu-tin 56 sijoitettuna niin, että sumukammioon tulee pääasiallisesti tasainen ei-liuottavilla nestehiukkasilla kuormitettu atmosfääri auttamaan filamenttien pintojen peittymistä ei-liuottavalla nesteellä kun filamentit kulkevat kehruusuuttimesta kokoamispistee-seensä vastaanottotelalle.

On huomattava, että aerosolina olevien eli sumutettujen ei-liuottavan nesteen hiukkasten täytyy olla melko pieniä ja ne täytyy tuoda sumua tuottavaan kammioon sellaisella tavalla, että syntyy mahdollisimman vähän pyörettä estämään alaspäin kulkevien filamenttien poikkeaminen normaalilta kulkutieltään sumutettujen hiukkasten vaikutuksesta. Atmosfääriin suspendoitujen ei-liuottavan nesteen hiukkasten pitoisuuden täytyy myös olla riittävä, niin että kaikkien kammion 51 läpi kulkevien filamenttien pinnalle kerrostuu ei-liuottavan nesteen sumutettuja hiukkasia pääasiallisesti koko niiden kulun aikana kammion 51 läpi. Edullisesti suulake-puristetut filamentit voivat olla sähköisesti varattuja, niin että filamentin pinta vetää puoleensa nesteen suspendoituja hiukkasia. Sopiva säätölaite 62 voidaan järjestää varmistamaan, että 9 64660 paine johdossa 55 pysyy sellaisena, että oikea määrä ei-liuottavaa nestettä kulkee suuttimien läpi antamaan haluttu atmosfääri.

Piirrosten kuvio 6 esittää vielä yhtä tämän keksinnön mukaisen menetelmän suoritusmuotoa. Tässä suoritusmuodossa filamen-tit 15 suulakepuristetaan kehruusuuttimesta 14 pienen ilmatilan 16 läpi upotussäiliöön 70, joka sisältää ei-liuottavaa nestettä. Upotussäiliöstä 70 poistuu alaspäinpistävä putki 71, joka menee alempaan säiliöön 72. Säiliön 72 pohjaan on yhdistetty nesteensyöt-töjohto 73, joka pumpun 74 avulla siirtää ei-liuottavaa nestettä alemmasta säiliöstä 72 upotussäiliöön 70. Pummpulaite 74 ylläpitää ei-liuottavan nesteen vakiovirtauksen alemmasta säiliöstä 72 upotussäiliöön 70 tason pitämiseksi vakiona upotussäiliössä, korvaten siten ei-liuottavan nesteen, joka virtaa alas pystyputken 71 kautta.

Filamentit kulkevat ei-liuottavan nesteen läpi upotussäiliöön ja pidennetyn putken 71 läpi ja leikkuurullien 75 yli, missä ne leikataan tapulikuiduiksi, jotka kootaan ja poistetaan kuitujen jatkokäsittelyä varten.

Ilmatilassa 16 ylläpidetään vakio höyrykerros, joka voi koostua inertistä kaasusta tai ei-liuottavan nesteen höyrystä tai sumusta kehruusuuttimen ja nesteen pinnan välissä upotussäiliössä 70. On havaittu, että saadaan erinomaisia tuloksia, kun kaasu- tai höyrykerros, jonka läpi säikeet kulkevat, on pituudeltaan noin 0,5 - yli 10 cm.

Piirrosten kuvio 7 kuvaa vielä erästä keksinnön mukaista suoritusmuotoa, jossa ei-liuottava neste suihkutetaan suoraan suu-lakepuristettujen filamenttien kulkutielle alaspäin filamenttien muodostuttua. Tässä menetelmässä ei-liuottava neste suihkutetaan useista aukoista 70, jotka ovat kehruusuuttimen 14 etupinnalla, ja jotka sijaitsevat kehruusuuttimen aukkojen läheisyydessä. Ei-liuottavan nesteen peittämät filamentit kulkevat alaspäin ohjaustelal-le 71, jossa filamentit kootaan ja käännetään ja kuljetetaan syöt-tötelojen 72, 72A välistä vastaanottotelalle 73.

Aukot 70 ovat yhteydessä ei-liuottavan nesteen säiliön kanssa, joka neste pakotetaan aukon läpi pumpulla 74 syöttöjohdon 75 kautta säiliössä 76 olevasta ei-liuottavan nesteen varastosta. Suihkutettu ei-liuottava neste, joka ei tartu filamenttien pinnal- _ - 1.

10 64660 le, putoaa painovoiman vaikutuksesta säiliöön 76. Pumppu 74 ylläpitää riittävän paineen nestejohdossa 75 varmistamaan, että oikea määrä ei-liuottavaa nestettä suihkutetaan aukon 70 läpi antamaan nestesuihkuja, jotka tehokkaasti peittävät suulakepuristettujen filamenttien pinnan ennen niiden yhteensaattamista.

Kuvio 8 on samanlainen kuin kuvio 7 ja samoja viitenumeroja on käytetty samoja kohteita varten. Kuviossa 8 filamentit kehrätään kehruusuuttimen 14 läpi kammioon 80, jossa on sisääntulo 81 ja poistoaukko 82 ei-liuottavan nesteen ja vaahdotusaineen, kuten pinta-aktiivisen aineen, tuomista varten, joka pinta-aktiivinen aine voidaan helposti vaahdottaa sekoitusastiassa 83 sekoittamalla ei-liuottavan nesteen kanssa ja voidaan helposti erottaa ei-liuot-tavasta nesteestä. Vaahdotusaine aikaansaa nopean ja täydellisen kosketuksen ei-liuottavan nesteen kanssa filamentin poistuessa keh-ruusuuttimesta. Edullinen pinta-aktiivinen vaahdotusaine voi olla ei-ioninen pinta-aktiivinen aine, kuten etoksyloidut rasva-alkoholit, etoksyloidut rasvahapot tai etoksyloidut (S) alkyylifenolit tai pitkäketjuiset amiinioksidit, esim. dimetyylikookosamiinioksi-di, N-kookos-morfoliinioksidi.

Ei-liuottavan nesteen levittämisen aikana filamentteja voidaan venyttää venytyssuhteella 1:1 - noin 1:100, jolloin pääosa filamentin venyttämisestä suoritetaan lähellä kehruusuutinta ja selvästi ennen niiden yhteenkokoamista.

On selvää, että tämän keksinnön menetelmän mukaisesti käsitellyt filamentit voidaan kuljettaa suoraan leikkuutelalle muodostamaan tapulikuitua, joka sitten kootaan kuitujen jatkokäsittelyä varten. On havaittu, että erittäin hyvät tulokset saavutettiin, kun kuituja kehrättiin lineaarisella nopeudella 300 m/min. asti ja että kehruunopeuksia mitattuina vastaanottotelalla enintään noin 1000 m/min asti ja jopa korkeampia voidaan käyttää ilman oleellista filamenttien yhteenliittymistä tai yhdistymistä koottaessa. Tavanomaisella kylvyllä ei kuitenkaan voida saavuttaa suurempia kehruunopeuksia kuin noin 200 m/min.

On huomattava, että mitä tahansa amiinioksidi-yhdistelmää, joka muodostaa liuoksen selluloosan kanssa ja on yhteensopiva veden kanssa, voidaan käyttää. Esimerkkejä joistakin amiinioksideista 11 64660 ovat Ν,Ν-dimetyylisykloheksyyliaiuiinioksidi, dimetyylietanoiiamii-nioksidi, N-metyylimorfoliinioksidi, dimetyylibentsyyliamiinioksi-di jne. Amiinioksidien käyttö prosesseissa selluloosan liuottamiseksi on esitetty Johnson'ille myönnetyissä US-patenteissa 3 447 939 ja 3 508 941/ joissa erityisesti esitetään menetelmiä selluloosan liuottamiseksi tertiäärisiin amiinioksideihin. Myös Graenacher'in US-patentissa 2 179 181 esitetään tertiäärisiä amiineja, jotka sisältävät 14 hiiliatomia tai vähemmän ja esitetään, että oksideina voivat olla trialkyyliamiini tai alkyylisykloali-faattinen tertiäärinen amiini. Kaikissa tapauksissa on kuitenkin päädytty siihen, että amiinioksidit vaativat kriittisen määrän vettä läsnäolon selluloosan liuottamiseksi.

Tämän keksinnön mukaisen kehruuliuoksen koostumus käsittää liuoksia, jotka sisältävät selluloosaa noin 1-40 paino-%, amii-nioksidia noin 98 - 50 paino-% ja vettä noin 20-1 paino-%.

Ei-liuottava neste, jonka on havaittu tehokkaasti päällystävän kuidut, voi olla vesi tai mikä tahansa sopiva aproottinen orgaaninen neste, joka ei reagoi amiinioksidin kanssa ja joka ei liuota selluloosaa. Esimerkiksi alkoholeja, joissa on 1 - 5 hiili-atomia, kuten metyylialkoholia, n-propyylialkoholia, isopropyyli-alkoholia, butanolia jne., voidaan käyttää ei-liuottavana aineena. Myös tolueenia, ksyleeniä jne. voidaan käyttää ei-liuottavana nesteenä. On havaittu, että vaihtelevia määriä amiinioksidia voidaan yhdistää ei-liuottavaan nesteeseen; amiinioksidin pitoisuuden tulee kuitenkin olla riittävän alhainen, niin että nesteen luonne pysyy ei-liuottavana selluloosaan nähden. Lisäksi on huomattava, että sellaisten yhdisteiden seoksia, jotka eivät liuota selluloosaa ja jotka edellä mainittiin, voidaan käyttää ei-liuot-tavana nesteenä.

Seuraavat esimerkit ovat tyypillisiä tämän keksinnön prosesseja ja esittävät olosuhteita ja tuloksia ei-liuottavan neste-päällysteen levittämisestä suulakepuristettujen filamenttien pinnalle ennen niiden yhteensaattamista.

12 64660

Esimerkki I

Tässä esimerkissä pursotettuja säikeitä käsiteltiin tämän keksinnön menetelmän mukaisesti saattamalla säikeen pinta kosketukseen ei-liuotinnestettä sisältävää pintaa vasten.

Valmistettiin 60 mm läpimittainen kehruusuutin, jossa oli 13 kpl 250 reikää kahdessa rivissä, toisessa rivissä oli 6 reikää ja toisessa rivissä 7 reikää, rivit vuorottain järjestettyinä, jolloin kummankin reikärivin keskusviivat olivat 6,4 mm etäisyydellä ja rei'ät kussakin rivissä 3,2 mm etäisyydellä toisistaan.Telalevitintä käytettiin välineinä ei-liuotinnesteen levittämiseksi kuiduille ja se oli sijoitettu 27 cm etäisyydelle keh-ruusuuttimen etupinnasta, jolloin kdiruusuuttimen reikärivit kulkivat yhdensuuntaisina telalevittimen pyörimisakselin suhteen. Ko-koomapiste oli johtotela 91 cm etäisyydellä kehruusuuttimen etupinnasta.

Käytettiin kehruuliuosta, joka sisälsi 23,8 % selluloosaa, 65,7 % amiinioksidia ja 10,5 % 1^0, ϊβ. pursotuslämpötila oli 120°C kehruusuuttimen tasolla. Ylläpidettiin 5,72 m/rnin purso-tusnopeus vastaanottonopeuden ollessa 187 m/min, mikä antaa venytyssuhteeksi 33:1. Pursotetut säikeet kuljetettiin telalevittimen yli, joka pyöri kehänopeudella, joka oli suurinpiirtein säikeiden nopeus, kosketuksessa telalevittimen kanssa. Telaleivitin oli upotettu veteen antaen siten vesipäällysteen säikeiden pinnalle le-vitystelan pinnan mukaan ottamasta vedestä. Säikeet koottiin ohjaus-rullan kautta ja kuljetettiin puolalle ja saatu lanka leikattiin 2,54-19 min, pestiin, kuivattiin ja karstattiin. Käsitelty lanka karstautui erittäin hyvin, mikä osöittii, että kuitenkin yhteen-tarttuminen tai yhdistyminen oli pääasiallisesti poistunut kuituja ei-liuotinnesteellä Pintakäsittelemällä.

Esimerkki II

Samaa kehruuliuosta ja samoja prosessiolosuhteita kuin esimerkissä I esitettiin voidaan käyttää säikeiden valmistukseen keksinnön menetelmän mukaisesti paitsi, että metanoli korvaa ei-liuotinnesteen, joka levitettiin säikeiden pinnalle telalevittimellä.

64 660

Saadut säikeet leikataan sitten 25,4 - 19 mm pätkiksi, pestään ja kuivataan.

Esimerkki III

Tässä esimerkissä kehruuliuos, joka oli samanlainen kuin edellisissä esimerkeissä, pursotettiin kuviossa 6 esitetyssä kehruulait-teessa. Senjälkeen kun polymeeri kulkee suulakkeen 12 läpi, joka on varustettu suolalla paineen tai lämpötilan tuntemiseksi, polymeeri syötetään kehruusuuttimeen 14 annostelupumpulla 13, jonka kapasiteet- 3 ti on 0,584 cm /min. Annostuspumppua 13 ympäröi lohko, jota voidaan kuumentaa saattamalla nestettä virtaamaan sen läpi. Pursotetut säikeet suunnattiin alaspäin ei-liuotinnesteen kanssa, joka virtasi putken 15 läpi, vastaanottotelalle 75.

Esimerkki IV

Tässä esimerkissä käytettiin samaa esimerkissä I esitettyä kehruuliuosta, pursotettuja säikeitä käsiteltiin kuljettamalla säikeet ei-liuotinnesteen juoksevan kylvyn läpi. Pursotetut säikeet kuljetettiin kammion läpi, joka sisälsi sumutetuilla vesihiukkasil-la kyllästetyn atmosfäärin. Säikeet pursotettiin nopeudella 4,65 m/min ja vastaanottonopeus oli 207 m/min., mikä antoi venytys-suhteeksi 44,6:1, jolloin säikeet kulkivat sumutetut vesihiukkaset sisältävän kammion läpi enemmän kuin 75 % matkastaan ennen niiden kokoamista. Poistettuaan kammiosta vedellä päällystetyt säikeet koottiin yhteen ja otettiin vastaanottotelalle. Valmistetut kuidut leikattiin sitten 25,4 - 19 mm pituisten tapulikuitujen muodostamiseksi, pestiin ja kuivattiin.

Kuivatut kuidut karstautuivat erittäin hyvin, mikä osoitti, että kuitujen yhteentarttuvuus tai yhdistyminen oli pääasiallisesti poistunut käsittelyn aikana. Kuitujen lujuus oli 2,03 g/denieri; denieri oli 3,4, venymä oli 9,4 %.

Uskotaan, että säikeiden päällystäminen ei-liuotinnesteellä välittömästi senjälkeen kun ne on pursotettu, auttaa säilyttämään suuntautumisen, joka on kehittynyt lankaan venyttämällä ja antaa myös langalle käsittelylujuutta lisäjäähdytyksen ja osan amiiniok-sidia poistumisen vaikutuksesta liuoksesta.

Claims (13)

14 64660

1. Menetelmä vierekkäisten, selluloosan kehruuliuoksesta amiinioksidin ja veden seoksessa jatkuvasti suulakepuristamalla juuri kehrättyjen filamenttien pintatarttuvuuden poistamiseksi ennen kuin filamentit yhdistetään ja kootaan niiden johtamiseksi pe- sulaitteisiin tai muihin langankehruussa tavanomaisiin laitteisiin, tunnettu siitä, että juuri kehrättyjen filamenttien pinnalle ennen niiden joutumista kosketukseen toistensa kanssa saatetaan yhtäjaksoinen kerros ei-liuottavaa nestettä liuottimen vaikutuksen vähentämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ei-liuottavana nesteenä käytetään steerisesti ei-estynyttä yhdistettä, joka on alhaisen molekyylipainon omaava alkoholi, erikoisesti 1 - 5 hiiliatomia sisältävä alkoholi, orgaaninen happo, laimea mineraalihappo tai erikoisesti vesi tai näiden seos.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että filamentit saatetaan venytyksen alaiseksi välittömästi suulakepuristuksen jälkeen niiden fysikaalisten ominaisuuksien parantamiseksi, jolloin ainakin pääosa venytyksestä suoritetaan ennen filamenttien saattamista yhteen ja jolloin veny-tyssuhde on edullisesti välillä 1:1 ja noin 1:100.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että filamenttien pinta päällystetään pyörivän sylinterin (17) avulla, jonka pinnalle syötetään jatkuvasti ei-liuottavaa nestettä, jolloin pyörivän sylinterin kehänopeus on selvästi alhaisempi kuin filamenttien lineaarinen nopeus.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että pyörivän sylinterin (17) pinnalla on joukko perifeerisiä, toisistaan välimatkan päässä olevia uria (24) , jolloin jokainen filamentti kulkee yhdessä näistä urista osalla sylinterin (17) kehästä jatkuvassa kosketuksessa urissa olevan ei-liuottavan nesteen kanssa.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että filamenttien pinta päällystetään kiinteän levyn (26) avulla, jolla on pyöristetty reuna (28), jonka yli ei-liuottava neste virtaa jatkuvasti, jolloin filamentit (15) ovat 6 4 6 60 kosketuksessa ei-liuottavan nesteen kanssa, kun se virtaa levyn (26) pyöristetyn reunan (28) yli.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että filamenttien pinta päällystetään kiinteän renkaanmuotoisen kappaleen (40) avulla, jossa on alaspäin pyöristetyt reunat, joiden yli ei-liuottava neste virtaa jatkuvasti ja filamentit (15) ovat kosketuksessa näiden reunojen yli virtaavan ei-liuottavan nesteen kanssa.

8. Patenttivaatimuksen: 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että renkaan muotoinen kappale on torus (40) , jonka renkaan-muotoisella sisäpinnalla (41) ja/tai ulkopinnalla virtaa ei-liuot-tavaa nestettä ja että kehruusuuttimet on sovitettu siten, että ne suuntaavat suulakepuristetut filamentit (15) reunoille ilman että filamentit joutuvat kosketukseen toistensa kanssa.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että filamentit (15) johdetaan atmosfäärin lävitse, joka sisältää ei-liuottavan nesteen hiukkasia, ei-liuottavan nesteen päällysteen saattamiseksi filamenttien (15) pinnalle.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että filamentteihin (15) on indusoitu sähkövaraus ei-liuottavan nesteen hiukkasten vetämiseksi puoleensa filamenttien (15) pinnalle tarkoituksena lisätä ei-liuottavan nesteen kerrostumista.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ei-liuottava neste saatetaan suulakepuristuksen aikana filamenttien pinnalle hienoina pisaroina aukoista (70) , jotka on sovitettu kehruusuuttimeen (14) siten, että ne suuntaavat ei-liuotta-van nesteen filamenttien (15) pinnalle.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että filamentit (15) johdetaan ennen niiden yhdistämistä oleellisesti pystysuoran putken (71) lävitse oleellisesti samalla nopeudella kuin ei-liuottava neste virtaa putken (71) lävitse.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että filamenttien pinnalle saatetaan vaahtoa, joka käsittää ei-liuottavan nesteen ja vaahtoavan pinta-aktiivisen aineen, varsinkin filamenttien kulkiessa ei-liuottavaa nestettä olevaa vaahtoa sisältävän kammion (80) lävitse. 16 64660