PL181190B1

PL181190B1 - Urządzenie przędzalnicze

Info

Publication number: PL181190B1
Application number: PL95315840A
Authority: PL
Inventors: Franz Schwenninger; Friedrich Ecker; Wilhelm Feilmair; Christoph Schrempf; Heinrich Firgo
Original assignee: Chemiefaser Lenzing Ag
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1995-11-27
Publication date: 2001-06-29
Also published as: ATE166677T1; EP0746642B1; MY115450A; WO1996019598A2; HU9602257D0; SK104496A3; AU703733B2; IL116292A; RO114811B1; ZA9510655B; TW293040B; CN1068910C; GB9617170D0; BR9506858A; GB9617016D0; CN1146218A; CZ230596A3; HUT78008A; GB2301060A; EP0746641B1

Abstract

1 . Urzadzenie przedzalnicze do realizacji metody aminotlenkowej technika przedzenia na sucho/na mokro za- wierajace dysze przedzalnicza, majaca otwory przedzalni- cze do wyciskania filamentów, usytuowane obok dyszy przedzalniczej urzadzenie nadmuchowe, znajdujacy sie po- nizej dyszy przedzalniczej zbiornik z kapiela przedzalnicza, umieszczony w kapieli przedzalniczej element ukladajacy w wiazki, oraz majace szczeline powietrzna która jest zdefi- niowana jako odleglosc dyszy przedzalniczej od powierzch- ni kapieli przedzalniczej, znamienne tym, ze element (2) ukladajacy w wiazki znajduje sie w takiej odleglosci od dy- szy przedzalniczej (3), ze kat (a), jaki tworza filamenty z prostopadla do powierzchni (la) kapieli przedzalniczej, wy- nosi co najwyzej 45°, przy czym spelniona jest zaleznosc w której d 0 oznacza odleglosc (mm) pomiedzy jednym otworem przedzalniczym i otworem sasiadujacym z nim na dyszy przedzalniczej (3 ), h - odleglosc (mm) elementu (2 ) ukladajacego w wiazki od dyszy przedzalniczej (3 ), zas I - szczeline powietrzna (mm), przy czym 0,4 mm < d0 < , 2 mm i O mm < 1 < 60 mm. FI G. 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie przędzalnicze do realizacji metody aminotlenkowej techniką przędzenia na sucho/na mokro, przeznaczone zwłaszcza do wytwarzania włókien celulozowych.

Ogólnie rzecz biorąc, technika przędzenia na sucho/na mokro polega na tym, że masa przędzalnicza jest wyciskana przez narzędzie formujące, na przykład dyszę przędzalniczą, w medium nie powodujące koagulacji masy przędzalniczej, na przykład powietrze lub gaz obojętny, przy czym w przypadku zastosowania dyszy przędzalniczej tworzone są filamenty, które są rozciągane w tym medium, a następnie prowadzone przez kąpiel przędzalniczą (kąpiel koagulacyjną), w której filamenty ulegają koagulacji.

Pod pojęciem metody aminotlenkowej rozumiane jest ogólnie wytwarzanie kształtek celulozowych przy użyciu trzeciorzędowych aminotlenków. Celulozę rozpuszcza się przy tym w mieszaninie trzeciorzędowego aminotlenku i wody, roztwór formuje przy użyciu narzędzia formującego i prowadzi przez wodną kąpiel koagulacyjną w której celuloza ulega koagulacji. Jako aminotlenek stosuje się w pierwszym rzędzie N-tlenek N-metylomorfolinowy. Inne aminotlenki są opisane na przykład w europejskim zgłoszeniu patentowym nr EP-A-0 553 070. Sposób wytwarzania formowalnych roztworów celulozy jest znany przykładowo z europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP-A-0 356 419.

Realizacja metody aminotlenkowej techniką przędzenia na sucho/na mokro jest znana na przykład z niemieckiego opisu patentowego nr DE-A-29 13 589.

Z publikacji międzynarodowych nr WO 93/19230 i WO 95/04173 zgłaszającego znane jest urządzenie do wytwarzania włókien celulozowych oraz korzystna postać realizacji metody aminotlenkowej, w której roztwór celulozy w trzeciorzędowym aminotlenku formuje się na gorąco i uformowany roztwór wprowadza przez gazowe medium (powietrze) do kąpieli koagulacyjnej, aby wytrącić zawartą w nim celulozę, przy czym ciepły, uformowany roztwór oziębia się przed umieszczeniem w kąpieli koagulacyjnej. Chłodzenie jest przeprowadzane bezpośrednio po formowaniu i polega w zasadzie na poziomym przedmuchiwaniu kształtki celulozowej powietrzem. Sposób według tego wynalazku umożliwia przędzenie roztworu celulozy o wysokiej gęstości włókien bez obawy, że dojdzie do sklejenia przędzionych włókien po wyjściu z dyszy przędzalniczej.

Niemieckie zgłoszenie nr DD-A-218 121 dotyczy również sposobu przędzenia na sucho/na mokro, służącego do wytwarzania włókien celulozowych z roztworów celulozy w trzeciorzędowych aminotlenkach. Również według tego sposobu roztwór celulozy przędzie się do szczeliny powietrznej, która oznacza odległość pomiędzy dyszą przędzalniczą i powierzchnią kąpieli przędzalniczej, naciąga i wprowadza do wodnej kąpieli koagulacyjnej. W niemieckim zgłoszeniu nr DD-A-218 121 wspomina się o tym, że szczelinę powietrzną można skrócić, nie pogarszając jakości przędzenia, jeżeli do roztworu celulozy doda się przed przędzeniem eteru polialkilenowego. Mała szczelina powietrzna jest korzystna, ponieważ zmniejsza niebezpieczeństwo sklejania się świeżo wyciśniętych filamentów.

W europejskim zgłoszeniu patentowym nr EP-A-0 574 870 opisany jest sposób przędzenia na sucho/na mokro, służący do przetwarzania roztworów celulozy w trzeciorzędowych aminotlenkach, w którym to sposobie wskazuje się na zalety wynikające z małej szczeliny powietrznej. Ten sposób umożliwia, według danych zamieszczonych w opisie tego zgłoszenia patentowego, przędzenie z zastosowaniem małej szczeliny powietrznej i dużej liczby otworów przędzalniczych przypadającej na jednostkę powierzchni. Mimo takich założeń miało dochodzić w trakcie przędzenia do niewielkich sklejeń filamentów. Zaleca się, aby styk przędzionych filamentów z kąpielą przędzalniczą odbywał się w lejku przędzalniczym. We współprądzie z filamentami przez ten lejek przędzalniczy prowadzi się kąpiel przędzalniczą. Oś lejka przędzalniczego jest w zasadzie prostopadła do płaszczyzny dyszy przędzalniczej, a strumień kąpieli przędzalniczej jest skierowany z góry do dołu, przy czym przepływ powstaje, ogólnie rzecz biorąc, wskutek swobodnego spadku kąpieli przędzalniczej.

Rozciąganie ewentualnie naciąganie świeżo wyciśniętych filamentów osiągane jest według europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP-A-0 574 870 tak, że filamenty z płynącej przez lejek przędzalniczy kąpieli przędzalniczej przyspiesza się w zasadzie do prędkości ich wyciągania.

Wada tego znanego urządzenia przędzalniczego polega na tym, że rura lejka przędzalniczego wyznacza, wskutek swej stosunkowo małej średnicy, górną granicę maksymalnego całkowitego przekroju przeprowadzanej wiązki filamentów, która to wartość i tak jest niezadowalająco niska z punktu widzenia technicznej realizacji sposobu na dużą skalę. Z doświadczenia zgłaszającego wynika, że przy średnicy równej 6 mm, jaka jest podana przykładowo w europejskim zgłoszeniu patentowym nr EP-A-0 574 870, przez lejek można przeprowadzić wiązkę składającą się z co najwyżej 100 filamentów, ponieważ trzeba przezeń również transportować kąpiel przędzalniczą. To z kolei oznacza, że przy zastosowaniu tego rodzaju lejka przędzalniczego można używać dyszy przędzalniczej o co najwyżej 100 otworach.

Jeżeli zaś z drugiej strony zastosuje się szeroką dyszę przędzalniczą o tysiącach otworów, jaką opisano przykładowo w austriackim patencie zgłaszającego nr AT-B 397.392, wówczas rura lejka musi być odpowiednio większa, co powoduje spływanie i konieczność tłoczenia znacznie większej ilości kąpieli przędzalniczej. To wysokie natężenie przepływu kąpieli przędzalniczej prowadzi do powstania w kąpieli turbulencji, zakłócających metodę przędzenia na sucho/na mokro.

W zgłoszeniu brytyjskim nr GB-A-1,017,855 opisane jest urządzenie do przędzenia na sucho/na mokro polimerów syntetycznych. Również tutaj zaleca się użycie lejka przędzalniczego, przez który przepuszcza się kąpiel przędzalniczą we współprądzie z wyciskanymi włóknami. Dysza przędzalnicza znajduje się około 0,5 cm nad powierzchnią kąpieli przędzalniczej.

Znane j est ponadto w stanie techniki, na przykład z publikacj i patentowej zgłaszaj ącego nr WO 95/04173, chłodzenie metodą nadmuchową wyciskanych z dyszy filamentów.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji urządzenia przędzalniczego, które umożliwi realizację metody aminotlenkowej techniką przędzenia na sucho/na mokro z użyciem prostej aparatury, a mimo to z zachowaniem dobrej przędliwości (wysokiej jakości przędzenia), przy czym pod pojęciem dobrej przędliwości należy rozumieć jak największy możliwy do uzyskania wyciąg końcowy (= jak najmniejszy titr) przed zerwaniem włókna. Kolejnym wyznacznikiem przędliwości jest czas, w którym można prząść bez wystąpienia wad przędzalniczych, wymagających nadzoru technicznego. Ponadto nawet przy zastosowaniu dysz przędzalniczych o wysokiej gęstości otworów należy wyeliminować możliwość sklejania świeżo wyciśniętych filamentów w szczelinie powietrznej oraz osiągnąć w miarę możliwości stały titr (niewielkie wahania jego wartości).

Urządzenie przędzalnicze do realizacji metody aminotlenkowej techniką przędzenia na sucho/na mokro zawierające dyszę przędzalniczą mającą otwory przędzalnicze do wyciskania filamentów, usytuowane obok dyszy przędzalniczej urządzenie nadmuchowe, znajdujący się poniżej dyszy przędzalniczej zbiornik z kąpielą przędzalniczą, umieszczony w kąpieli przędzalniczej element układający w wiązki, oraz mające szczelinę powietrzną, która jest zdefiniowana jako odległość dyszy przędzalniczej od powierzchni kąpieli przędzalniczej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że element układający w wiązki znajduje się w takiej odległości od dyszy przędzalniczej, że kąt, jaki tworzą filamenty z prostopadłą do powierzchni kąpieli przędzalniczej, wynosi co najwyżej 45°, przy czym spełniona jest zależność (h—1)

0,1+ 0,0051< 0,7 d₀ ¹---h w której d₀ oznacza odległość (mm) pomiędzy jednym otworem przędzalniczym i otworem sąsiadującym z nim na dyszy przędzalniczej, h - odległość (mm) elementu układającego w wiązki od dyszy przędzalniczej, zaś 1 - szczelinę powietrzną (mm), przy czym

0,4 mm < d₀ < 2 mm i mm < 1 < 60 mm.

181 190

Korzystnie, element układający w wiązki ma postać elementu zaginającego.

Korzystnie, element układający w wiązki w postaci elementu zaginającego jest nieobrotowy.

Korzystnie, kąt jaki tworzą filamenty z prostopadłą do powierzchni kąpieli przędzalniczej, wynosi co najwyżej 20°.

Korzystnie, dysza przędzalnicza ma obrotowo-symetryczny korpus, w którego środku znajduje się doprowadzenie gazu chłodzącego, doprowadzenie roztworu celulozy, pierścieniową wkładkę przędzalniczą z otworami przędzalniczymi i talerz odbojowy.

Korzystnie, zbiornik zawierający kąpiel przędzalniczą jest przemieszczalny za pomocą podnośnika pionowo w kierunku dyszy przędzalniczej i w kierunku przeciwnym do niej, przy czym odległość h elementu układającego w wiązki od dyszy przędzalniczej pozostaje stała.

Urządzenie przędzalnicze do realizacji metody aminotlenkowej techniką przędzenia na sucho/na mokro zawierające dyszę przędzalniczą mającą otwory przędzalnicze do wyciskania filamentów, usytuowane obok dyszy przędzalniczej urządzenie nadmuchowe, znajdujący się poniżej dyszy przędzalniczej zbiornik z kąpielą przędzalniczą umieszczony w kąpieli przędzalniczej element układający w wiązki, oraz mające szczelinę powietrzną która jest zdefiniowana jako odległość dyszy przędzalniczej od powierzchni kąpieli przędzalniczej, według innej odmiany wynalazku charakteryzuje się tym, że element układający w wiązki ma postać nieobrotowego elementu zaginającego.

Korzystnie, dysza przędzalnicza ma obrotowo-symetryczny korpus, w którego środku znajduje się doprowadzenie gazu chłodzącego, doprowadzenieroztworu celulozy, pierścieniową wkładkę przędzalniczą z otworami przędzalniczymi i talerz odbojowy.

Korzystnie, zbiornik zawierający kąpiel przędzalniczą jest przemieszczalny za pomocą podnośnika pionowo w kierunku dyszy przędzalniczej i w kierunku przeciwnym do niej, przy czym odległość elementu układającego w wiązki od dyszy przędzalniczej pozostaje stała.

Okazało się, że cel wynalazku można zrealizować, jeżeli zastosowane urządzenie przędzalnicze będzie spełniało dwa wyżej wymienione kryteria (kąt a, jaki tworzą filamenty z prostopadłą do powierzchni kąpieli przędzalniczej, wynosi maksymalnie 45° oraz spełnienie dwóch podanych wyżej nierówności). Przy użyciu dysz przędzalniczych o wysokiej gęstości otworów konieczne jest chłodzenie świeżo wyciskanych filamentów bezpośrednio po ich wyjściu z otworów przędzalniczych. Element układający w wiązki mający postać elementu zaginającego ma tę zaletę, że filamenty są na nim nie tylko układane w wiązki, lecz także zaginane.

Korzystne okazało się takie ukształtowanie elementu zaginającego, aby nie obracał się on przy zaginaniu filamentów. Według tej postaci wykonania elementu zaginaj ącego nie stanowi zatem obrotowa rolka lub wałek. Dzięki temu odrywane filamenty nie są nawijane na element zaginający, co ułatwia realizację metody aminotlenkowej.

Okazało się, że dla jakości przędzenia metodą na sucho/na mokro decydujące znaczenie ma to, aby kąt wyciągania filamentów w szczelinie powietrznej, to jest kątajaki tworzą filamenty z prostopadłą do powierzchni kąpieli przędzalniczej, był jak najmniejszy, korzystnie zaś nie przekraczał 20°. W ten sposób można zminimalizować niebezpieczeństwo sklejania się filamentów w przestrzeni pomiędzy dyszą przędzalniczą i powierzchnią kąpieli przędzalniczej, zwiększając tym samym jakość przędzenia.

Dysza przędzalnicza o konstrukcji według wynalazku umożliwia prowadzenie przędzenia przy jeszcze większej gęstości otworów, a jednocześnie pozwala skutecznie zapobiegać sklejaniu się świeżo wciśniętych filamentów w szczelinie powietrznej.

W korzystnej postaci urządzenia przędzalniczego według wynalazku zbiornik zawierający kąpiel przędzalniczą jest połączony z podnośnikiem, za pomocą którego zbiornik można przemieszczać pionowo w kierunku dyszy przędzalniczej i w kierunku przeciwnym do niej, co powoduje zmianę odstępu, to jest szczeliny powietrznej 1, przy czym element układający w wiązki jest tak usytuowany, że pomimo tego ruchu jego odległość h elementu układającego w wiązki od dyszy przędzalniczej pozostaje stała.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny schemat urządzenia przędzalniczego do przędzenia na sucho/na mokro wraz z wielkościami istotnymi dla zależności według wynalazku, fig. 2 - inny przykład wykonania urządzenia według wynalazku, a fig. 3 - dalszy przykład wykonania urządzenia według wynalazku.

Na figurze 1 jako 1 oznaczony jest zbiornik na kąpiel przędzalniczą, przy czym powierzchnia kąpieli jest oznaczona jako la. W trakcie procesu przędzenia masa przędzalnicza jest wyciskana przez dyszę przędzalniczą 3, a wyciskane filamenty 4, 5 są wyciągane przez szczelinę powietrznąl do kąpieli przędzalniczej, w której ulegają koagulacji. Na elemencie 2 układającym w wiązki w postaci elementu zaginającego, którym jest nieobrotowy, cylindryczny pręt, skoagulowane filamenty sąłączone w wiązkę, zaginane i wyciągane ukośnie do góry. Jako szczelinę powietrzną 1 definiuje się odległość dolnej powierzchni dyszy przędzalniczej 3 od powierzchni la kąpieli przędzalniczej. Kąt, który filamenty tworzą z prostopadłą do powierzchni kąpieli przędzalniczej, jest oznaczony jako a.

Odnośnik 4 oznacza filament, który pochodzi z otworu przędzalniczego znajdującego się na zewnętrznej krawędzi kołowego pierścienia utworzonego przez otwory przędzalnicze w dyszy przędzalniczej 3. Jako d_t oznaczony jest promień (2 mm) koła, które ogranicza od zewnątrz pierścień utworzony z otworów przędzalniczych. Jako d₀ oznaczony jest odstęp pomiędzy tym otworem przędzalniczym i sąsiadującym z nim otworem przędzalniczym, przy czym odstępy są mierzone zawsze między środkami sąsiednich otworów przędzalniczych. Jako h oznaczona jest odległość elementu 2 układającego w wiązki od dyszy przędzalniczej 3, zaś 1 oznacza szczelinę powietrzną.

Według postaci wykonania pokazanej na fig. 1 zbiornik 1 jest ustawiony na podnośniku (nie przedstawionym), za pomocąktórego zbiornik 1 można przemieszczać pionowo, zmieniając w łatwy sposób wielkość szczeliny powietrznej 1.

Szczególnie korzystne okazało się, gdy element 2 układający w wiązki nie jest zamocowany na zbiorniku 1, lecz zbiornik 1 jest ruchomy, a jednocześnie odległość h pozostaje stała. W ten prosty sposób, utrzymując stałą odległość h, można zmieniać szczelinę powietrznąl. Oznacza to istotne uproszczenie regulacji urządzenia przędzalniczego według wynalazku. Fig. 2 i fig. 3 ukazują inne przykłady wykonania urządzenia przędzalniczego według wynalazku.

Figura 2 ukazuje w zasadzie urządzenie przędzalnicze według fig. 1, przy czym jednakowe części zostały opatrzone jednakowymi odnośnikami. Nieobrotowy element 2 układający w wiązki jest poprzez sztywne ramię 6 połączony ze stałym elementem 7, który nie jest połączony ze zbiornikiem 1, tak że przy podnoszeniu lub opuszczeniu zbiornika 1 nie porusza się wraz z nim. Element 7 może na przykład stanowić ścianka. Na figurze 2 ukazane sądwa położenia zbiornika 1, przy czym niższe położenie jest zaznaczone linią przerywaną. Urządzenie do podnoszenia i opuszczania zbiornika 1 nie jest przedstawione. Na figurze 2 widać jasno, że podnoszenie i opuszczanie zbiornika 1 umożliwia skracanie lub wydłużanie szczeliny powietrznej, przy czym odległość h pozostaje wówczas stała.

Figura 3 ukazuje kolejną postać wykonania urządzenia przędzalniczego według wynalazku. W tej postaci wykonania element 2 układający w wiązki jest za pomocą sztywnego ramienia 9 zakotwiony na dnie 8. Ramię 9 wy staje przez odpowiedni otwór 11, znajdujący się w zbiorniku 1. Aby ciecz nie wydostawała się ze zbiornika 1 do jego uszczelnienia przewidziano płaszcz 10, który jest po prostu ściągany przy opuszczaniu zbiornika 1 za pomocą nie przedstawionego urządzenia.

Przedmiot wynalazku jest opisany jeszcze bliżej na podstawie zamieszczonych poniżej przykładów 1,2,3 i 4, przy czym przykłady 1 i 2 udowadniają wpływ kąta a na przędliwość roztworów celulozy. Przykład 4 dokumentuje korzystne oddziaływanie nieobrotowego elementu zaginającego na przędliwość.

Przykład 1

Zastosowano urządzenie przędzalnicze, które odpowiadało w zasadzie fig. 1, przy czym jako element układający w wiązki użyty tutaj został lejek przędzalniczy według wymienionego w opisie stanu techniki europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP-A-0 574 870. Jako dyszę

181 190 przędzalniczą zastosowano dyszę opisanąw publikacji międzynarodowej nr WO 95/04173, na którą powołuje się niniejszy opis.

Ta znana wcześniej dysza przędzalnicza (liczba otworów: 3960; średnica otworów: 100 pm; zewnętrzna średnica dyszy (skrajny rząd otworów) dj: 145 mm) ma w zasadzie obrotowo-symetryczny korpus, w którego środku znajduje się doprowadzenie gazu chłodzącego, doprowadzenie roztworów celulozy (13,5% celulozy; temperatura: 120°C), pierścieniowa, głęboko tłoczoną wkładkę przędzalniczą z metalu szlachetnego z otworami przędzalniczymi, która to wkładka ma przekrój w kształcie rynny, oraz talerz odbojowy do kierowania strumienia gazu chłodzącego na filamenty celulozowe, wyciskane z otworów przędzalniczych (prędkość wyciskania: 0,025 g/min), tak że strumień gazu chłodzącego (24 m³/h) padał w zasadzie prostopadle na wyciskane filamenty celulozowe. Otwory przędzalnicze były rozmieszczone we wkładce w zasadzie w jednakowych odstępach względem siebie (odstęp otwór-otwór d₀ 1000 pm). Szczelina powietrzna 1 miała długość 15 mm. Powietrze w szczelinie powietrznej miało temperaturę 24,5°C, a zawartość wody wynosiła 4,5 g/kg powietrza.

Przeprowadzono wiele prób przędzenia, w czasie których przy stałej szczelinie powietrznej 1 zmieniana była odległość h punktu wiązania lejka (przejście od cylindrycznej rury do właściwego lejka) od powierzchni dyszy przędzalniczej tak, że zachowana była zależność , (h- 1)

0,1+ 0,0051< 0,7 d₀ h

Przy czym 1 = 15 i d₀ = 1000. W czasie każdej próby mierzono maksymalny możliwy do osiągnięcia wyciąg końcowy, to znaczy maksymalną prędkość wyciągania filamentów przy pękaniu włókien. Wyniki zestawiono w tabeli 1:

Tabela 1

h (mm)	Kąta	Wyciąg końcowy (m/min)
240	16,8°	43
190	20,9°	42
140	27,4°	42
90	38,8°	41
70	46,0°	29
40	61,1°	0

Z tabeli 1 wynika, że aż do kąta równego około 40° nie obserwuje się zmniejszenia prędkości wyciągu końcowego, a zatem pogorszenie przędliwości. Począwszy od kąta 45° następuje jednak wyraźne zmniejszenie prędkości wyciągu końcowego. Przy kącie równym około 61° roztwór nie nadaj e się już do przędzenia.

Przykład 2

Zastosowano urządzenie przędzalnicze, które odpowiadało fig. 2, a jako dyszę przędzalniczą zastosowano dyszę opisaną schematycznie w publikacji międzynarodowej nr WO 95/04173 (liczba otworów: 28 392; średnica otworów: 100 pm; zewnętrzna średnica dyszy (skrajny rząd otworów) : 155 mm; odstęp otwór-otwór d₀: 500 pm). Zastosowany roztwór celulozy zawierał 13,5% celulozy, a jego temperatura wynosiła 120°C. Prędkość wyciskania wynosiła 0,025 g/min. Szczelina powietrzna 1 miała długość 20 mm. Powietrze w szczelinie powietrznej miało temperaturę 12°C, a zawartość wody wynosiła 5 g/kg powietrza.

Filamenty były zaginane na cylindrycznym, nieobrotowym pręcie i wyciągane ukośnie do góry z kąpieli przędzalniczej.

Przy zachowaniu stałej szczeliny powietrznej 1 zmieniano odległość h i analogicznie do przykładu 1 wyznaczano maksymalnąprędkość wyciągu końcowego i kąt a. Wyniki sąpodane w tabeli 2.

181 190

Tabela 2

h (mm)	Kąta	Wyciąg końcowy (m/min)
345	13°	18
165	25°	18
115	34°	18
75	46°	4

Jak wynika z tabeli 2, przy zmianie kąta a od 13 do 34° nie następuje zmniejszenie maksymalnej prędkości wyciągu końcowego. Jeżeli jednak kąt a zostanie zwiększony o 46°, wówczas prędkość wyciągu końcowego, tj. przędliwość, ulega drastycznemu zmniejszeniu. Przy dalszym skracaniu odległość h (a zatem zwiększaniu kąta a) roztwór nie nadaj e się już do przędzenia.

Przykład 3

Zastosowane zostało takie samo urządzenie przędzalnicze, jakie opisano w przykładzie 2, jednak wielkość szczeliny powietrznej 1 była ustawiona na stałe i wynosiła 30 mm.

Zmieniana była natomiast odległość h. Na podstawie występowania wad przędzalniczych (pęknięcia filamentów, wyjątkowo intesywne sklejanie filamentów ze sobą) scharakteryzowano przędliwość roztworu w zadanych warunkach.

Wysoką jakość przędzenia uzyskuje się wówczas, gdy w przedziale czasowym dłuższym niż 15 minut nie występują wady przędzalnicze. Jeżeli wady te wystąpią w ciągu 15 minut lub wcześniej, wówczas przędzenie na skalę techniczną wymaga stałego nadzoru technicznego.

Przędliwość została zatem scharakteryzowana za pomocą parametru czasowego, przy czym w poniższej tabeli 3 informacja „> 15 min” oznacza dobrą przędliwość (praktycznie żadnych wad przędzalniczych w ciągu 15 minut). Informacja na przykład „< 10 min” oznacza, że już przed upływem 10 minut po rozpoczęciu przędzenia wystąpiła duża ilość wad przędzalniczych, które spowodowały konieczność przerwania przędzenia.

Tabela 3

h (mm)	Kąta	Przędliwość
345	13°	> 15 min
165	25°	> 15 min
115	34°	> 15 min
100	38°	10-15 min
85	42°	< 10 min

Z tabeli 3 wynika, że aż do odległości h równej 115 mm zapewniona jest dobra przędliwość. Jeżeli odległość h jest mniejsza, wówczas zależność według wynalazku nie jest już spełniona, a przędliwość ulega drastycznemu pogorszeniu. Ma to miejsce w obu ostatnich przypadkach. To pogorszenie przędliwości następuje w niniejszym przykładzie już przy kącie a znacznie mniejszym niż 45°.

Przykład 4

W pilotażowym urządzeniu do wytwarzania włókien celulozowych metodą aminotlenkową w licznych pojedynczych próbach, przeprowadzonych na urządzeniu przędzalniczym według wynalazku, zbadano także rodzaj i sposób zaginania filamentów w kąpieli przędzalniczej.

Przetestowano obrotowo-symetryczne, obrotowe elementy zaginające w najróżniejszych wariantach (rolki z prętami szklanymi, które miały gładką lub żebrowaną powierzchnię). W próbach tych stwierdzano za każdym razem, że wówczas, gdy element zaginający obraca się wokół swej własnej osi, w krótszym czasie dochodzi do owijania filamentów na rolce zaginającej. Przyczyną tego owijania jest bez wątpienia fakt, że w kąpieli przędzalniczej dochodzi czasami do zrywania pojedynczych nici, które są wychwytywane przez obracającą się rolkę, zabierane przez nią i w połączeniu z innymi zabieranymi filamentami prowadzą do powstawania coraz większych zwojów. Przędzione filamenty ulegają wówczas uszkodzeniu, ponieważ filamenty owinięte wokół rolki muszą być usunięte mechanicznie, co prowadzi do pogorszenia jakości produktu finalnego.

Okazało się, że przy użyciu obrotowej rolki zaginającej proces przędzenia trzeba przerywać w odstępach krótszych niż 30 minut, aby usunąć włókna nawinięte na rolkę.

Jeżeli przy utrzymaniu pozostałych parametrów wyeliminowany zostanie obrót elementu zaginającego, na przykład za pomocą sztywnego zamocowania, wówczas nie dochodzi już w zasadzie do powstawania zwojów. Okazało się, że umożliwia to prowadzenie ciągłego procesu przędzenia przez kilka godzin. Należy zatem unikać stosowania obrotowych elementów zaginających. Aby zapewnić bezawaryjną pracę, konieczne jest wykonanie jak największej ilości elementów zaginających w wersji nieobrotowej.

FIG. 3

181 190

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie przędzalnicze do realizacji metody aminotlenkowej techniką przędzenia na sucho/na mokro zawierające dyszę przędzalniczą mającą otwory przędzalnicze do wyciskania filamentów, usytuowane obok dyszy przędzalniczej urządzenie nadmuchowe, znajdujący się poniżej dyszy przędzalniczej zbiornik z kąpielą przędzalniczą umieszczony w kąpieli przędzalniczej element układający w wiązki, oraz mające szczelinę powietrzną która jest zdefiniowana jako odległość dyszy przędzalniczej od powierzchni kąpieli przędzalniczej, znamienne tym, że element (2) układający w wiązki znajduje się w takiej odległości od dyszy przędzalniczej (3), że kąt (a), jaki tworzą filamenty z prostopadłą do powierzchni (la) kąpieli przędzalniczej, wynosi co najwyżej 45°, przy czym spełniona jest zależność (h- 1)

0,1+ 0,0051< 0,7 d₀ w której d₀ oznacza odległość (mm) pomiędzy jednym otworem przędzalniczym i otworem sąsiadującym z nim na dyszy przędzalniczej (3), h - odległość (mm) elementu (2) układającego w wiązki od dyszy przędzalniczej (3), zaś 1 - szczelinę powietrzną(mm), przy czym 0,4 mm < d₀ < 2 mm i

0 mm < 1 < 60 mm.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element (2) układający w wiązki ma postać elementu zaginającego.
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że element (2) układający w wiązki w postaci elementu zaginającego jest nieobrotowy.
4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kąt (a) wynosi co najwyżej 20°.
5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że dysza przędzalnicza ma obrotowo-symetryczny korpus, w którego środku znajduje się doprowadzenie gazu chłodzącego, doprowadzenie roztworu celulozy, pierścieniową wkładkę przędzalniczą z otworami przędzalniczymi i talerz odbojowy.
6. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że zbiornik (1) zawierający kąpiel przędzalniczą]est przemieszczalny za pomocąpodnośnika pionowo w kierunku dyszy przędzalniczej i w kierunku przeciwnym do niej, przy czym odległość h elementu (2) układającego w wiązki od dyszy przędzalniczej (3) pozostaje stała.
7. Urządzenie przędzalnicze do realizacji metody aminotlenkowej techniką przędzenia na sucho/na mokro zawierające dyszę przędzalniczą mającą otwory przędzalnicze do wyciskania filamentów, usytuowane obok dyszy przędzalniczej urządzenie nadmuchowe, znajdujący się poniżej dyszy przędzalniczej zbiornik z kąpielą przędzalniczą umieszczony w kąpieli przędzalniczej element układający w wiązki, oraz mające szczelinę powietrzną która jest zdefiniowana jako odległość dyszy przędzalniczej od powierzchni kąpieli przędzalniczej, znamienne tym, że element (2) układający w wiązki ma postać nieobrotowego elementu zaginającego.
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że dysza przędzalnicza ma obrotowo-symetryczny korpus, w którego środku znajduje się doprowadzenie gazu chłodzącego, doprowadzenie roztworu celulozy, pierścieniową wkładkę przędzalniczą z otworami przędzalniczymi i talerz odbojowy.
9. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że zbiornik (1) zawierający kąpiel przędzalniczą jest przemieszczalny za pomocąpodnośnika pionowo w kierunku dyszy przędzalniczej i w kierunku przeciwnym do niej, przy czym odległość h elementu (2) układającego w wiązki od dyszy przędzalniczej (3) pozostaje stała.

181 190 * * *