FI68866C - Centrifugalspinnkopp och foerfarande foer centrifugalspinnandeav fibrer - Google Patents

Description

[7JgF*l rBl KUULUTUSJULKAISU

®ΙΙΙΊ| (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT OOODO

C (45) Pate;*.lii myönnetty 11 11 1985

Patent rrdcHlat (51) Kvlk*/lntCI4 D 01 ° 4/°6’ 5/18 " (51) Kv.lk. /lnt.CI. c Q3 β 37/()i, ^U0|^|| FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansöknfng 801128 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 09.0^.80 (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 09.04.80 (41) Tullut (ulkiseksi — Blivit offentlig 10.10.80

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm— o 1 07 85

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publlcerad J · / ’ J

(32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus— Begärd prioritet 09.04.79, 03-03.80 Englanti-England(GB) 7912359, 800708** (71) Imperial Chemical Industries Limited, Imperial Chemical House, Millbank, London SW1, Englanti-England(GB) (72) Margaret Lilian Strel , The Heath Runcorn, Cheshire, Paul Snowdon,

Stockton on Tees, Cleveland, Englanti-England(GB) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Keskipakokehruukuppi ja kuitujen keskipakokehruumenetelmä - Centrifugal spi nnkopp och förfarande för centrifuga1spinnande av fibrer

Keksinnön kohteena on keskipakokehruukuppi, joka käsittää onton lieriön, jossa on useita erillisiä kanavia, jotka on sijoitettu sen kehäseinää pitkin ja jotka ulottuvat sen läpi lieriön sisäpinnasta lähtien ja välineet, jotka syöttävät nestemäistä kuidunmuodos-tusainetta nestemäisessä muodossa lieriön lieriömäiselle sisäpinnalle niin, että kuidunmuodostusaine virtaa lieriömäisen pinnan yli, ennen kuin se saavuttaa kanavat, sekä kuitujen keskipakokehruumenetelmä.

Keskipakokehruumenetelmässä, joista esimerkkeinä voidaan mainita DK-kuulutusjulkaisu 143 127 ja FR-patenttijulkaisu 2 383 249, kuidun muodostava aine syötetään nopeasti pyörivän pyörän tai kupin sisälle, joka tavallisesti pyörii pystysuoran akselin ympäri; kuidun muodostava aine juoksee keskipakovoiman ansiosta kupin sisäseinän luokse, josta se kehrätään kuituina kanavien ulosmenoaukoista kupin seinän kautta. FR-patenttijulkaisun 2 383 249 kupissa on sylinteri-mäinen sisäpinta, jonka päälle kuidun muodostava aine virtaa niin, että kaikki syötön epäsäännöllisyydet tasoittuvat keskipakovoiman 2 68866 avulla ennen kuin aine saapuu kupin seinän läpi kulkeviin kanaviin.

Kun kuidun muodostava aine kehrätään kupin seinän läpi tehtyjen kanavien ulosmenoaukoista, on normaalisti kupin sisäseinän alueita läheisten kanavien tuloaukkojen välissä, kun sisäseinä on lieriömäinen, olemme todenneet nämä alueet haitallisiksi, koska ne mm. aiheuttavat kuidun muodostavan aineen pysähtymistä, joka sen luonteesta riippuen voi pilaantua ja/tai jähmettyä. Kuidunmuodostus-aineen tällainen kasaantuminen on siis haitaksi, koska siitä voi osia poistua ajoittain näin syntyneestä "kuolleesta pisteestä" ja joutua kehrätyiksi kanavien läpi. Tämä voi johtaa kirjavuuteen tai kuituihin, joiden ominaisuudet ovat ala-arvoiset. Lisäksi kupin lieriömäisen sisäseinän alueet läheisten kanavien välissä sallivat kuidunmuodostusaineen kulkea edelleen kupin seinää pitkin, joka johtaa mahdolliseen kehruuseen kanavan ulosmenoaukon sivusta eikä sen ylä- tai alaosasta, tai äärimmäisissä tapauksissa kuidunmuodostusaineen kerääntymiseen kuppiin kanavien taakse, so. kupin päähän, jos kupin pää on umpinainen. Jos pää ei ole umpinainen, voi tällainen kuidunmuodostusaine, joka kulkee lieriömäisen kupin sisäseinää pitkin kanavien välistä, joutua kehrätyksi kupin reunasta, mikä johtaa sekin mahdolliseen kirjavuuteen ja/tai kuituihin, joiden ominaisuudet poikkeavat kanavien läpi kehrättyjen kuitujen ominaisuuksista.

Olemme todenneet, että nämä haitat voidaan välttää jakamalla kuidunmuodostusaine erillisiksi virtauksiksi sen jälkeen kun se on virrannut ainakin sylinterimäisen sisäpinnan osan yli ja syöttämällä kunkin virtauksen koko aine kupin läpi ulottuvaan kanavaan, jonka ulosmenoaukosta se kehrätään. DE-hakemusjulkaisussa 1 782 339 on esitetty keskipakovoimalla toimiva levyhajoittaja, jossa on virtauk-senhajoitusvälineet hajoitettavan aineen suuntaamiseksi levyn ulos-menoihin, jolloin vierekkäisten ulosmenojen välissä oleviin seiniin syntyvä kasautuminen tulee estetyksi. Vastaavia järjestelyjä on esitetty NL-patenttihakemuksessa 6 611 819 ja JP-patenttijulkaisussa 46-30996. Näissä julkaisuissa ei ole kuitenkaan minkäänlaista mainintaa sylinterimäisestä pinnasta, jonka yli aine virtaa ennen kuin se joutuu ulosmenoihin johtaviin kanaviin. Näin ollen näillä laitteilla ei aikaansaada minkäänlaista syötön epäsäännöllisyyksien tasoittumista.

6 8 8 6 6

Keksinnön takroituksena on aikaansaada laite ja menetelmä, joiden avulla aiemmissa laitteissa esiintyneet epäkohdat voidaan eliminoida. Tähän on päästy keksinnön mukaisen kehruukupin avulla, joka on tunnettu välineistä, jotka jakavat kaiken kuidunmuodostus-aineen sen jälkeen kun aine on virrannut ainakin lieriömäisen pinnan osan yli, useiksi erillisiksi virroiksi, joiden lukumäärä on sama kuin kanavien lukumäärä kunkin virran ollessa yhteydessä yhteen kanavaan, ja välineistä, jotka johtavat kunkin virran kaiken kuidunmuo-dostusaineen ko. virran kanssa yhteydessä olevan kanavan ulosmeno-aukkoon.

Keksinnön mukainen menetelmä on puolestaan tunnettu siitä, että kuidunmuodostusaine jaetaan sen virrattua ainakin lieriömäisen pinnan osan yli useiksi erillisiksi virroiksi, joiden lukumäärä on sama kuin kanavien lukumäärä kunkin virran ollessa yhteydessä yhteen kanavaan, ja että kunkin virran koko kuidunmuodostusaine syötetään ko. virran kanssa yhteydessä olevaan kanavaan.

Seuraavassa kuvauksessa edellytetään, että kupin kiertoakse-li on pystysuora ja että kuidunmuodostusaine juoksee alas pitkin kupin sisäseinää kanaviin. On kuitenkin selvää, että kuppia voi myös käyttää toisin päin, niin että aine juoksee ylös pitkin kupin sisäseinää kanaviin, tai niin, että kupin akseli on vaakasuora tai jossakin välikulmassa. Kanavat voivat olla kupin seinän läpi porattuja tai leikattuja reikiä.

Keksinnössä käytetään välineitä, jotka jakavat kuidunmuodos-tusaineen useiksi virtauksiksi, joista jokaisen aine syötetään kanavaan ja kehrätään tämän ulosmenoaukosta. Nämä jakovälineet voi järjestää helposti siten, että läheiset kanavat alku- eli tulopäissään osuvat yhteen, so. koskevat toisiaan, niin että kanavia kohti juokseva kuidunmuodostusaine tulee suunnatuksi johonkin kanavaan, tai voidaan käyttää erillisiä virtauksenjakovälineitä, esim. koruja, jotka johtavat kanaviin.

Keksinnön eräässä parhaana pidetyssä toteutusmuodossa virtauksen jakoväline sisältää sarjan ulkonemia kupin lieriömäisellä sisäseinällä, jolla on terävät tai pyöristetyt päät ja jotka jakavat kuidunmuodostusaineen eri virtauksiksi, jotka juoksevat läheisten ulkonemien välissä kanavien tuloaukkoihin. Nämä ulkonemat ulottuvat mieluiten rinnan kupin kiertoakselin kanssa. Ulkonemilla on 4 68866 mieluiten rinnakkaissivut sekä leveys, joka on sama kuin läheisten kanavien tuloaukkojen keskinäinen etäisyys, niin että kupin lieriömäisen sisäpinnan niillä osilla, jotka ovat ulkonemien välissä, on yhdensuuntaiset sivut ja leveys, joka on sama kuin kanavien tulo-aukkojen leveys.

Tällä tavoin virtauksenjakoväline jakaa kupin sisäpintaa pitkin juoksevan kuidunmuodostusaineen eri virtauksiksi, jotka juoksevat kupin lieriömäisen sisäseinän rinnakkaissivuisten osien yli ennen kuin menevät kanaviin. Näin keskipakovoima, joka kohdistuu kuidun-muodostusaineeseen sen juostessa kupin lieriömäisen sisäpinnan osan ylitse, voi tasoittaa mahdolliset epäsäännöllisyydet kuidunmuodostusaineen virtauksen paksuudessa, jotka esim. johtuvat virtauksen jaosta.

Joskin kanavien ulosmenoaukot erotetaan mieluiten tasaisin välein pitkin kupin kehää, on ehkä joskus, varsinkin, kun käytetään paljon kanavia, katkaistava kanavien ulosmenoaukkojen säännöllinen rivi, esim. jättämällä pois yksi tai useampia kanavia tilan saamiseksi esim. pulttirei'ille kupin osien kiinnittämiseksi yhteen. Tässä tapauksessa pidetään parhaana virtauksen esijakajien käyttöä, joiden lukumäärä on sama ja sijainti vastaava kuin ulosmenoaukko-rivin katkot, kuidunmuodostusaineen jakamiseksi ensiövirtauksiksi, jotka sitten jälleen jaetaan virtauksiksi, jotka syötetään jokaiseen kanavaan. Parempana pidetään jälleen näiden virtauksen esijakajien sijoittaneista niin, että kuidunmuodostusaine voi juosta rinnakkais-sivuisina virtauksina kupin sisäseinän osien ylitse virtauksen esijakajien välissä ennen alijakoa, niin että keskipakovoima, jonka kupin pyöriminen kohdistaa kuidunmuodostusaineeseen, voi tasoittaa mahdolliset epäsäännöllisyydet näiden ensiövirtausten paksuudessa, jotka ovat virtauksen esijakajien aiheuttamia.

Kuidunmuodostusaineen kehräämiseksi kuituina eikä kalvona tai nauhana on suotavaa, että käytetään keinoa, joka ohjaa kuidunmuodostusaineen kohti kanavan ulosmenoaukon yläpäätä. Tämä keino voidaan helposti toteuttaa kallistamalla kanavia suhteessa vaakatasoon niin, että kanavien ulosmenopiste on alempana kuin tulopiste, jolloin kuidunmuodostusaine, joka tulee kanaviin poispäin niiden yläpäästä, on taipuvainen keskipakovoiman ansiosta, joka kohdistuu kuidunmuodostusaineeseen sen kehruun aikana, virtaamaan vaakasuorasti ja siten kohti kanavien yläpäätä niiden ulosmenokohdassa.

Täten kuidunmuodostusaine, joka tulee kanaviin niiden sivuja 5 68866 pitkin alas, on taipuvainen juoksemaan oleellisen vaakasuorasti keskipakovoiman vaikutuksen alaisena ja se tulee siten ohjatuksi kohti kanavan yläpäätä sen ulosmenoaukossa. Vaihtoehtoisesti ja/tai lisäksi virtauksenjakoväline voi ohjata kuidunmuodostusaineen kanavien yläpäähän (jotka kanavat voivat kallistua suhteessa vaakatasoon haluttaessa) .

Kuten jäljempänä kuvataan, on eriäiden kuidunmuodostusainei-den kohdalla suotavaa heittää ulos kaasun, tavallisesti ilman, virtaus kupista ottamaan mukaansa kuidut ja siirtämään ne pois kupista. Tällöin kanavakoko, kaasun virtausnopeus, kuidunmuodostusaineen syöttönopeus ja kupin kiertonopeus järjestetään siten, että kuidun-muodostusaine ei täytä kanavaa, vaan juoksee sen läpi sen yläpinnalla, jolloin muu osa kanavasta on vapaana kuidut kuljettavan kaasun läpivirtaukselle. Kanavan ulosmenoaukon kohdalla kuidunmuodos-tusaine kehrätään pois kupista ja kanavien läpi virtaava kaasu vie sen mukaansa. Tämä kaasuvirta voi ohentaa kuituja ja/tai saada ne jähmettymään ja/tai kuljettaa ne kokooma-alueelle.

Keksinnön eräässä toteutusmuodossa kanavat voi järjestää niin, että kanavien tuloaukko on ulosmenoaukkoa leveämpi. Täten kanavien leveys voi kaventua kupin sisältä ulospäin. Tämä kapeneminen voi olla jatkuva tai siinä voi olla alkuosa, jonka leveys pienenee ja joka johtaa rinnakkaissivuiseen osaan, joka on lähempänä kanavan ulosmenoaukkoa. Kanavien leveyden pienentymisellä on se etu, että kanavien ulosmenoaukot voi erottaa suuremmalla välimatkalla, mikä pienentää läheisistä ulosmenoaukoista kehrättyjen kuitujen tarttumis- tai sotkeentumisvaaraa.

On selvää, että jos läheisten kanavien tuloaukot osuvat yhteen, esim. kohtaavat veitsenterällä, niin nämä läheisten kanavien väliset veitsenterät voivat toimia virtauksen jakajina. Eräissä tapauksissa on mahdollista järjestää saman leveyden omaavat, läheiset kanavat yhteenosuviksi esim. tekemällä kanavien ulosmenoaukot riittävän suuriksi ja/tai käyttämällä tarpeeksi pitkiä kanavia. Pitkien kanavien käyttö edellyttää kuitenkin kupin paksua seinää, mikä lisää kupin massaa ja siten hitautta, jolloin kupin pyöriminen vaatii enemmän voimaa. Kanavan ulosmenoaukon suurempi leveys on myös haitaksi , koska se voi saada läheisten kanavien ulosmenoaukoista kehrätyt kuidut tarttumaan ja/tai sotkeentumaan keskenään ja voi merkitä, että kaasun on virrattava nopeammin voidakseen viedä kuidut tyy- 6 63866 dyttävästi mukanaan, sekä voi suurentaa kuitujen kokoa, koska kui-dunmuodostusaineella on suurempi leveys kanavan ulosmenoaukossa, josta kuidut kehrätään. Siksi pidämme parempana erillisten virtauksen jakajien ja/tai kanavien käyttöä, joiden leveys pienenee kartio- maisesti.

Lisäksi on selvää, että kun kanavat osuvat yhteen ja/tai kun käytetään virtauksen erillisiä jakajia kuidunmuodostusaineen virtauksen jakamiseksi, ei virtauksen jakajilla, so. kanavien yhteen-osuvilla tuloaukoilla, tarvitse olla veitsenterää, vaan tämä reuna voi olla pyöristetty kuperan pinnan muodostamiseksi, joka jakaa kuidunmuodostusaineen johonkin kanavaan. Kanavilla voi olla mikä tahansa sopiva poikkileikkausmuoto, esim. suorakaide, ympyrä tai V-muoto.

Kun kanavien leveys pienenee kartiomaisesti, on kuidunmuodostusaineen suuremmalla määrällä taipumus joutua kehrätyksi alueista, jotka ovat lähellä kanavan ulosmenoaukon kehän äärirajoja, verrattuna aineeseen, joka kehrätään kanavan ulosmenoaukon pinnalta, joka on sen kehän äärirajojen välillä. Tästä voi olla tuloksena epätasaisia kuituja ja/tai kirjavuutta. Tähän on syynä se, että kanavaan tuleva kuidunmuodostusaine tulee pakotetuksi juoksemaan sä-teittäisesti ulospäin keskipakovoiman vaikutuksesta, joten vaikka osa kuidunmuodostusaineesta voi juosta säteittäisesti suoraan kanavan tuloaukosta ulosmenoaukkoon, joutuu se kuidunmuodostusaine, joka tulee tuloaukkoon lähempänä sen kehän äärirajoja, säteittäisesti ulospäin juostessaan käännetyksi pois säteisvirtaussuunnas-taan kanavan kapenevien seinien vaikutuksesta, jolloin se virtaa seiniä pitkin ulosmenoaukon kehän äärirajojen luokse.

Pidämme siksi parhaana, että käytettäessä kapenevia kanavia siitä riippumatta, kapenevatko ne jatkuvasti vai onko niissä kape-neva alkuosa, jota seuraa rinnakkaissivuinen osa lähempänä ulosme-noaukkoa, jokainen kanava on vino siten, että sen ulosmenoaukko on siirrettynä kehän suunnassa sen tuloaukosta siinä määrin, että säteet kupin geometrisesta akselista kanavan ulosmenoaukon kehän äärirajoihin eivät ulotu kanavan tuloaukon kehän äärirajojen välistä. Tällä tavoin kaikki kanavaan tuleva kuidunmuodostusaine juostessaan säteittäisesti ulospäin tulee käännetyksi pois säteisvirtaussuun-nasta kanavan yhden seinän vaikutuksesta, jolloin se juoksee tätä seinää pitkin ja tulee kehrätyksi kanavan ulosmenoaukon kehän yhdestä äärirajasta. Kun kanavilla on muuttumaton leveys eli rinnakkais- 7 68866 seinät, ne voivat myös olla vinot, jotta kehruu varmasti tapahtuu ulosmenoaukon kehän yhdestä äärirajasta.

Keksintö on erityisen käyttökelpoinen tehtäessä kuituja muo-viaineliuoksista, varsinkin kovamuoveista. Liuoksen tällaisessa kehruumenetelmässä hartsi, joka on liuotettu sopivaan liuottimeen, kehrätään pyörivästä kupista. Kuitu vakavoidaan liuottimen haihtumisen avulla, ja kun hartsi on lämmössä kovettuva, tätä voidaan tehostaa hartsin karkaisulla. Jotta ulosmenoaukoista kehrättyjä kuituja voitaisiin ohentaa riittävästi, on tällaisissa liuottimen kehruujärjestelmissä usein suotavaa hidastaa liuottimen haihtumista ja/tai hartsin kovettumista. Tämä tehdään esim. puhaltamalla kaasua, esim. ilmaa, ulos ulosmenoaukkojen kautta kuitujen kanssa, jolloin kaasu on sellaisessa tilassa, että liuottimen haihtuminen ja/tai kovettuminen hidastuu. Esim. kun liuotin on vesi ja hartsi kovettuu lämmön vaikutuksesta, voidaan käyttää viileää, kosteaa ilmaa kuitujen halutun ohennusasteen aikaansaamiseksi. Kun kuidut on ohennettu haluttuun asteeseen, ne voidaan viedä kosketukseen kuumennetun kaa-suvirran kanssa liuottimen haihduttamiseksi ja/tai kuitujen kovetta-miseksi.

Samoin, kun kuidunmjodostusaine kehrätään sulana, esim. tehtäessä lasikuituja, voidaan kuumennettu kaasuvirta puhaltaa ulos ulosmenoaukoista kuidun pitämiseksi sulassa tilassa ohentamisen aikana.

Keksintö on erityisen käyttökelpoinen tehtäessä kuituja kova-muovien vesiliuoksista, kuten karbamidin, melamiinin ja/tai fenoli-formaldehydin liuoksista. Hartsien kovettumisen aikaansaamiseksi siihen lisätään ennen kehruuta katalyyttiliuos, esim. happo, kuten rikki- tai fosforihappo, tai ammoniumsuola, kuten ammoniumsulfaatti tai diammoniumvetyfosfaatti. Usein katalyyttiliuoksen ohella lisätään kehruun apuaine, kuten vedessä liukeneva polymeeriänne, esim poly(vinyylialkoholi) tai poly(eteenioksidi).

Kupin kiertonopeus on yleensä yli 1 000 k/min, tavallisesti 3 000 - 15 000 k/min.

Seuraavassa kuvataan keksinnön eri toteutusmuotoja viitaten piirustuksiin, joissa: kuvio 1 esittää poikkileikkauskuvantoa ensimmäisen toteutus-muodon mukaisesta kehruukupista; kuvio 2 esittää läpileikkausta pitkin kuvion 1 viivaa II-II; 8 68866 kuvio 3 esittää samanlaista poikkileikkauskuvantoa kuin kuvio 1 kupin toisesta toteutusmuodosta; kuvio 4 esittää pohjakuvantoa kuvion 3 toteutusmuodon ren-gasosasta ja sen viiva III-III vastaa kuvion 3 läpileikkausviivaa; kuvio 5 esittää isometristä kuvantoa rengasosasta, josta kuvio 4 esittää pohjakuvantoa; kuvio 6 esittää samanlaista pohjakuvantoa kuin kuvio 4 kupin kolmannen toteutusmuodon rengasryhmästä 26; kuvio 7 esittää suurennettua kuvantoa kuvion 6 ulomman ren-gasosan 27 osasta; kuvio 8 esittää poikkileikkauskuvantoa kolmannesta toteutus-muodosta ja sen läpileikkaus vastaa kuvion 6 viivaa VIII-VIII; kuvio 9 esittää pystyleikkauskuvantoa neljännen toteutusmuodon kehruukupista; kuvio 10 esittää pohjakuvantoa ylhäältä kuvion 9 kupista ja siinä on osa yläosasta leikattu pois; kuvio 11 esittää läpileikkausta pitkin kuvion 10 viivaa XI-XI; kuvio 12 esittää pystyleikkauskuvantoa kupin sisäpinnan osasta nähtynä kuvion 10 nuolien XII-XII suunnassa; kuvio 13 esittää samanlaista kuvantoa kuin kuvio 10 neljännen toteutusmuodon muunnoksesta; ja kuvio 14 esittää läpileikkausta pitkin kuvion 13 viivaa XIV- XIV.

Kuvion 1 näyttämässä toteutusmuodossa kehruukuppikytkye sisältää kupin 1, jonka muoto on ontto ja lieriömäinen ja alapää umpinainen. Kupin sisällä sen kanssa samana kappaleena on osa 2, jossa on useita reikiä 3. Yleensä reikiä 3 on 24 erotettuina tasaisin välein ympäri osaa 2. Osa 2 jakaa kupin ylä- ja ala-alueeksi. Samankeskisestä osan 2 kanssa on kytketty pystysuora vetoakseli 4 , jolla kuppia voidaan pyörittää. Vetoakselin 4 ja kupin yläalueen sisäreunan 6 välissä on kuidunmuodostusaineen syöttöputki 5. Kuppiseinän alaosassa 7 on useita kanavia 8 tasaisin välein pitkin kupin seinän kehää reikien muodossa, joilla on sama pyöreä poikkileikkaus ja jotka on porattu kupin seinän läpi. Kanavien lukumäärä riippuu eri tekijöistä, mm. niiden koosta ja kupin läpimitasta. Parhaana pidämme vähintään 6 ja erityisesti vähintään 12 kanavaa. Kupissa, jonka läpimitta on n. 12 cm, voi olla esim. 24 kanavaa, joiden halkaisija on 3 mm.

9 68866 Tässä toteutusmuodossa kupin sisäseinää 7 on levitetty sisäänpäin kanavien 8 alueella ja tässä kohdassa on leikattu pystysuoria uria 9, joiden määrä on sama kuin kanavien 8 määrä ja jotka muodostavat virtauksen jakavia kouruja, joiden sijainti ja koko ovat sellaiset, että niiden pohjat 10 ovat yhteydessä kanavien 8 kanssa, kun taas niiden sisäpäät 11 osuvat yhteen, so. ne kohtaavat veitsenterässä pisteessä, joka on kanavien 8 sisäpään yläpään 12 yläpuolella.

Käytössä kuidunmuodostusaine syötetään syöttöputkesta 5 kupin yläalueeseen, josta se kulkee reikien 3 kautta kupin ala-alueeseen. Kaasuvirta syötetään ei-näytetyllä keinolla kupin yläalueeseen vetoakselin 4 ja kupin yläalueen sisäkehän 6 välisen tilan kautta. Tämä kaasuvirta kulkee osan 2 reikien 3 kautta kupin ala-alueeseen. Kupin pyörimisen kehittämä keskipakovoima pakottaa kuidunmuodostus-aineen kupin sisäseinälle 7, jolla se juoksee alaspäin kalvona. Tämän kalvon jakavat sisäänpäin ulottuvat ulkonemat, jotka ovat kupin sisäseinän urien 9 välisten osien muodostamia, erillisiksi virtauksiksi, joista kukin syötetään kanavan 8 tuloaukkoon. Koska nämä ulkonemat ulottuvat sisäänpäin, purkii kuidunmuodostusaine kohti urien 9 pohjia 10 ja tästä kohti kanavien 9 yläpäitä 12. Näin ollen kuidunmuodostusaine on taipuvainen tulemaan kehrätyksi kanavien 8 ulosmeno-aukkojen yläpäästä. Kupin ala-alueeseen syötetty kaasu tulee myös heitetyksi ulos kupista kanavien 8 kautta.

Keksinnön toisessa toteutusmuodossa, joka näytetään kuvioissa 3-5, on kuvioiden 1 ja 2 kuppia muunnettu siten, että kupin sisäseinää 7 ei ole levitetty sisäänpäin, vaan sen alapää 13 on viistetty. Kupin seinän 7 pään ja kupin pohjan muodostavan osan 14 välissä on tiaran muotoinen rengasosa 15, joka näytetään erillään kupin muusta osasta kuvioissa 4 ja 5. Tiaran muotoisessa osassa on yläpinta 16, joka on viistetty, niin että se sopii yhteen kuppisei-nän viistetyn pään 13 kanssa. Säteittäiset, rinnakkaissivuiset raot 17 on jyrsitty viistepintaan 16 kanavien 18 muodostamiseksi kupin sisältä sen ulkopuolelle. Kun kupin halkaisija on 12 cm, voi rakojen 17 leveys olla 1-2 mm. Kunkin raon 17 välissä renkaan sisäpuolella on ylöspäin ulottuva ulkonema 19, jolla on rinnakkaiset sivut 20 jaterävä kärki 21. Ulkonemien 19 keskinäinen etäisyys on sama kuin rakojen 17 leveys. Ulkonemien ulkopintojen muodostaman lieriön halkaisija on yhtä kuin kupin lieriömäisen sisäseinän 7 halkaisija, ίο 6 3 8 6 6 niin että ulkonemien 19 ulkopinnat sopivat tiukasti kupin sisäseinää 7 vasten.

Tiaran muotoinen rengasosa 15 on kiinnitetty paikalleen kupissa pulteilla (ei näytetty), jotka ulottuvat reikien 22 läpi, jotka on erotettu 60° kulmassa ympäri rengasta ja jotka ulottuvat viistepinnan 16 läpi. Tilan saamiseksi näitä pulttireikiä 22 varten on rakojen 17 rivi renkaassa katkaistu jättämällä pois rako jokaisen pultin paikalla. Joten, jos on 6 tasaisin välein erotettua pult-tireikää 22, niin tyypillisessä järjestelyssä käytettäisiin yhteensä 30 rakoa, jotka on erotettu 10° välein pulttireikien 22 välillä. Ulkonema 23 rakojen 17 välillä pulttireiän 22 kummallakin puolella on pitempi kuin muut ulkonemat 19, joten kuidunmuodostusaine, joka juoksee alas kupin sisäseinää 7 pitkin, kohtaa ensin pitkänomaisten ulkonemien 23 terävät päät 24 ja tulee siten jaetuksi ensiövirtauk-siksi, jotka juoksevat edelleen alas kupin seinää 7 pitkin vierekkäisten, pitkänomaisten ulkonemien 23 välillä. Sitten muiden ulkonemien 19 terävät päät 21 jakavat nämä ensiövirtaukset, jolloin muodostuvat virtaukset juoksevat alas kupin seinää 7 pitkin vierekkäisten ulkonemien 19 välissä. Kun virtaukset juoksevat alas pitkin kupin seinää 7 vierekkäisten ulkonemien rinnakkaissivujen välillä, voi tapahtua kuidunmuodostusainekalvon paksuuden epätasaisuuksien tasoittumista. Sitten kuidunmuodostusaine juoksee kupin viistepään 13 yli pitkin kunkin raon 17 viivaa ja sen kehruu tapahtuu tämän ulkoreunasta 25.

Kolmannessa toteutusmuodossa, joka on toisen muunnettu muoto ja näytetään kuvioissa 6-8, muodostavat tiaramaisen rengasosan 26 kaksi osaa, nimittäin ensinnäkin rengas 27, jossa on viistepinta 28, joka sopii yhteen kupin viistepään 13 kanssa, ja toiseksi rengas 29, joka kantaa ulkoneman 19. Tässä toteutusmuodossa raot 17 on leikattu renkaaseen 27 ja ne kapenevat siten, että leveys pienenee renkaan 27 sisäpuolelta kohti sen ulkopuolta. Lisäksi raot 17 ovat vinot, niin että niiden ulosmenoaukot 30 ovat kehän suunnassa siirrettyjä tuloaukoista 31. Vinouden määrä on sellainen, että säteet OA, OB (kuvio 7) kupin geometrisestä akselista raon ulosmenoaukon 30 kehän äärirajojen 32, 33 läpi eivät ulotu raon tuloaukon 31 kehän äärirajojen 34, 35 välistä.

Tässä toteutusmuodossa rakoon 17 tuleva kuidunmuodostusaine 11 68866 juoksee ulospäin, kunnes raon seinä 36 kääntää sen säteisvirtaus-suunnasta. Kuidunmuodostusaine tulee siten kehrätyksi ulosmenoaukon 30 äärirajasta 33, joka on kehän suunnassa lähempänä tuloaukon äärirajoja.

Kuten on näytetty, on rakojono tässä toteutusmuodossa jatkuva, joten toisessa toteutusmuodossa käytettyjä, pitkänomaisia ulko-nemia 23 ei tarvita. Osat on kiinnitetty yhteen pulteilla, jotka ulottuvat läheisten rakojen 17 välisten reikien 37 läpi.

Kuvioiden 9-12 näyttämässä keksinnön neljännessä toteutus-muodossa käytetään käännettyä järjestelmää, jossa kuppi on järjes-tettu siten, että kuidunmuodostusaine juoksee ylös eikä alas pitkin kupin sisäseinää. Tässä kuppi sisältää onton, lieriömäisen astian 38, johon on kiinnitetty kansi 39 ei-näytetyllä tavalla. Kuppia voidaan pyörittää pystyakselinsa ympäri onton vetoakselin 40 avulla, joka on kiinnitetty kanteen 39 sen läpi ulottuvana. Ontto vetoakseli 40 toimii myös kaasun syöttöputkena ja siihen on asennettu koaksiaa-lisesti kuidunmuodostusaineen syöttöputki 41.

Kupin seinän läpi ulottuu useita kanavia 42. Kanavien lukumäärä riippuu mm. niiden koosta ja kupin halkaisijasta. Pidämme tässäkin parhaana vähintään 6 ja mieluiten vähintään 12 kanavaa. Tässä toteutusmuodossakanavat kapenevat kartiomaisesti, joten vaikka kanavien poikkileikkaus voi olla pyöreä tai soikea valmistuksen helpottamiseksi, ne ovat mieluiten monikulmien, lähinnä kolmion tai suorakaiteen, muotoisia. Näytetyssä järjestelyssä ne ovat suorakaiteen muotoiset. Esim. kupissa, jonka halkaisija on n. 12 cm, voi olla 24 kanavaa, joiden ulosmenoaukon leveys on 3 mm ja korkeus 5 mm.

Kupin seinän läpi ulottuvien kanavien 42 leveys pienenee niin, että niiden tuloaukoilla on suurempi leveys kuin ulosmenoau-koilla. Kapenemisaste on sellainen, että kupin sisäseinän 7 kohdalla läheiset kanavat osuvat yhteen eli kohtaavat veitsenterässä 43.

Kuvioiden 11 ja 12 mukaisesti kanavien 42 alapinta 44 on vino ylöspäin, niin että kanavan ulosmenoaukon pohja on sen tulo-aukon pohjan yläpuolella. Tämä vino pinta 44 auttaa kanavan 42 kautta kulkevaa kaasuvirtaa tasoittamaan mahdolliset epäsäännöllisyydet sen kuidunmuodostusaineen muodostamassa kalvossa, joka juoksee ylös pitkin kupin sisäseinää 7 ja pinnan 4 ylitse, ja lisäksi, koska aine, joka juoksee kanaviin 42 niiden sisäseiniä pitkin, on taipuvainen juoksemaan vaakasuorasti keskipakovoiman vaikutuksesta, tämä kuidunmuodostusaineen virtaus keskittyy kanavan ulosmenoaukon pinnalle 44.

12 68866

On ilmeistä, että kannen 39 alasivu muodostaa kanavien 42 yläpään.

Kuvioiden 13 ja 14 näyttämässä muunnoksessa läheisten kanavien 42 väliset yhtymäkohdat 43 sijaitsevat sisäseinän 7 ulkopuolella. Tämän ansiosta kaasuvirta voi tasoittaa kuidunmjodostusaine-kalvon ennen kuin kanavat 42 jakavat sen erillisiksi virtauksiksi. Tässä muunnoksessa läheisten kanavien 42 välinen yhtymäkohta 43 on pyöristetty sen sijaan, että se muodostaisi veitsenterän.

Läheisten kanavien välisen yhtymäkohdan siirtäminen taakse kupin 7 jatkuvan sisäseinän 7 ulkopuolelle kuvioiden 13 ja 14 mukaisesti helpottaa lisäksi valmistusta, kun tarvitaan pyöristettyä eikä veitsenterän muotoista yhtymäkohtaa äheisten kanavien 42 välillä.

On selvää, että kapenevat kanavat 42 voivat olla vinot samoin kuin edellä kuvatussa, kolmannessa toteutusmuodossa.

Claims (10)

13 6 8 8 6 6

1. Keskipakokehruukuppi, joka käsittää onton lieriön (1), jossa on useita erillisiä kanavia (8), jotka on sijoitettu sen kehäseinää pitkin ja jotka ulottuvat sen läpi lieriön sisäpinnasta (7) lähtien ja välineet, jotka syöttävät nestemäistä kuidunmuodostusainetta nestemäisessä muodossa lieriön lieriömäiselle sisäpinnalle (7) niin, että kuidunmuodostusaine virtaa lieriömäisen pinnan yli, ennen kuin se saavuttaa kanavat, tunnettu välineistä (9; 19? 43), jotka jakavat kaiken kuidunmuodostusaineen sen jälkeen kun aine on virrannut ainakin lieriömäisen pinnan (7) osan yli, useiksi erillisiksi virroiksi, joiden lukumäärä on sama kuin kanavien (8; 18; 42) lukumäärä kunkin virran ollessa yhteydessä yhteen kanavaan, ja välineistä (10; 12; 13; 44), jotka johtavat kunkin virran kaiken kuidunmuodostusaineen ko. virran kanssa yhteydessä olevan kanavan ulosmenoaukkoon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen keskipakokehruukuppi, tunnettu siitä, että vierekkäisten kanavien (42) sisäänme-noaukot rajoittuvat toisiinsa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen keskipakokehruukuppi, tunnettu siitä, että virtauksen jakovälineet käsittävät sarjan ulkonemia (9; 19) kupin lieriömäisellä sisäseinällä (7), joista jokainen ulkonema (9; 19) on vierekkäisten kanavien tulo-aukkojen välissä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen keskipakokehruukuppi, tunnettu siitä, että ulkonemat (19) on sijoitettu niin, että lieriömäisen sisäpinnan (7) vierekkäisten ulkonemien (19) välissä olevilla osilla on yhdensuuntaiset sivut ja niiden leveys on yhtä suuri kuin vierekkäisten kanavien sisäänmenoaukkojen välinen etäisyys.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen keskipakokehruukuppi, tunnettu siitä, että siinä on virtauksen esijakajia (23), jotka jakavat kuidunmuodostusaineen useiksi virtauksiksi, jotka virtaavat kupin lieriömäisen sisäpinnan (7) osan ylitse ennen kuin ne tulevat edelleen jaetuiksi virtauksiksi, jotka johdetaan kanavien ulosmenoaukkoihin.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen keskipakokehruukuppi, tunnettu siitä, että se sisältää virtauksen ohjaavat välineet (13; 44), jotka ohjaavat kuidunmuodostusaineen kohti 14 68866 kanavan ulosmenoaukon sitä osaa, joka on lähimpänä, kupin aksiaali-suunnassa, kupin sisäpintaa (7), jolle kuidunmuodostusaine syöte- t a a n.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen keskipakokehruukuppi, tunnettu siitä, että kukin kanava on vino, niin että kanavan sisäänmenoaukko on kupin aksiaalisuunnassa lähempänä kupin sisäpintaa, jolle kuidunmuodostusaine syötetään, kuin kanavan ulos-menoaukko.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen keskipakokehruukuppi, tunnettu siitä, että kanavien sisäänmenoaukot ovat niiden ulosmenoaukkoja leveämpiä.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen keskipakokehruukuppi, tunnettu siitä, että kukin kanava (18) on vino, niin että sen ulosmenoaukko (30) on siirretty kehän suunnassa sen sisäänmenoaukosta (31) siinä määrin, että säteet (OA; OB) kupin akselista (O) kanavan ulosmenoaukon (30) kehämäisten äärirajoihin (33, 32) eivät kulje kanavan sisäänmenoaukon (31) kehämäisten äärirajojen (35, 34) välistä.

10. Kuitujen keskipakokehruumenetelmä, joka käsittää nestemäisen kuidunmuodostusaineen syöttämisen onton, lieriömäisen, nopeasti pituusakselinsa ympäri pyörivän kehruukupin lieriömäiselle sisäpinnalle, jolloin kehruukupin kehäseinää pitkin on sijoitettu useita erillisiä kanavia, jotka ulottuvat mainitun kehäseinän läpi kehruukupin lieriömäiseltä sisäpinnalta niin, että kuidunmuodostusaine virtaa lieriömäisen pinnan yli ennen kuin se saavuttaa kanavat ja kerätään kuiduiksi kanavien ulostuloaukoista, ja tuloksena saatujen kuitujen keräämisen, tunnettu siitä, että kuidunmuodostusaine jaetaan sen virrattua ainakin lieriömäisen pinnan osan yli useiksi erillisiksi virroiksi, joiden lukumäärä on sama kuin kanavien lukumäärä kunkin virran ollessa yhteydessä yhteen kanavaan, ja että kunkin virran koko kuidunmuodostusaine syötetään ko. virran kanssa yhteydessä olevaan kanavaan. is 68866