Przedmiotem wynalazku jeist sposób wyttwarza- nia krótkich wlókien i urzadzenie do wytwarzania krótkich wlókien.Znany jest sposób wytwarzania krótkich wlókien przez gwaltowne rozprezanie dwufazowej miesza¬ niny cieczy zlozonej ze stopionego polimeru i roz¬ puszczalnika, znajdujacych sie w /wysokiej tempe¬ raturze i pod duzym cisnieniem. W zasadzie jest bardzo trudno otrzymywac tego rodzaju wlókna, z powodu ich wyjatkowo duzej objetosci, jak rów¬ niez szybkosci z jaka \sa one wytwarzane. Ponie¬ waz powinny one byc wytwarzane sposobem eko¬ nomicznym, poddaje sie je obróbce powodujacej rozdrobnienie, która zmniejsza ich wymiary, ale ma to szkodliwy wplyw na 4ch wlasnosci fizyczne, angazuje sie stosunkowo duzo srodków produkcji i wystepuje znaczne zuzycie energii.Z tego powodu opracowano sposób bezposrednie¬ go wytwarzania wlókien krótkich, stosujac nagle 20 rozprezenie, wyzej omawianych mieszanin.W patencie belgijskim nr 787 032 zostal opisany bezposredni sposób wytwarzania krótkich wlókien, w którym dwufazowa imieszanina jest rozproszona w cieczy nosnej az do momentu, w którym zostaje ona poddana naglemu rozprezeniu. Zgodnie z bel- gijskilm patentem mr 787 033 uzyskuje sie podobny wynik, wówczas gdy wlókna otrzymane przez nagle rozprezenie mieszaminy dwufazowej sa rozdrab- niane w chwili ich formowania za pomoca po¬ przecznego strumienia cieczy.Mimo, ze te sposoby ulepszaja w znacznym stop¬ niu technike wytwarzania nieciaglych wlókien, maja one jednak jeszcze pewne wady, z których podisitawowa jest koniecznosc stosowania bardzo duzych ilosci cieczy nosnej dla odpowiedniego rozdrobnienia.Dotychczasowe badania szly w kierunku opraco¬ wania bezposredniego sposobu wytwarzania /wló¬ kien bez koniecznosci stosowania cieczy nosnej.•W patencie, belgijskim mr 811780 jest opisany sposób wytwarzania krótkich wlókien polegajacy na mechanicznym rozpyleniu wypryskiwanego stoz¬ ka cieczy tworzacego sie u wylotu otworu, za po¬ moca którego dokonuje sie gwaltownego rozpre¬ zenia. Ten sposób wymaga jednak stosow&fiia urza¬ dzen mechanicznych takich jak. wirujace z duza predkoscia plytki umiieszczone w bardzo imalej odleglosci od otworu rozprezajacego. Z tego wy¬ nika, ze sposób ten mimo:, ze pozwala na osiagnie¬ cie dobrych wyników wymaga stosowania kosztow¬ nych urzadzen podatnych na uszkodzenia mecha¬ niczne powodujace przestoje produkcyjne.Wydaje sie, wiec, ze w obecnej chwili, mimo jiuz dokonanego^ znacznego pdstepu, nie opracowano skutecznego sposobu, nie wymagajacego cieczy nos¬ nej, bezposredniego wytwarzania któtkich wlókien 94 73994 73 3 przez gwaltowne rozprezanie dwufazowych mie¬ szanin stopionych polimerclw i rozpuszczalników.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wy¬ twarzania krótkich wlókien, który nie mialby wy¬ zej omówionych wad i do którego mozna byloby 5 zastosowac oszczedniejsze /uirizadaeoie.Cel ten osiagnieto; przez opracowanie sposobu wytwarzania wlókien krótkich przez gwaltowne rozprezanie mieszaniny dwufazowej zawierajacej stopiony polimer i rozpuszczalnik, znajdujacej sie 10 pod wysokd/m cisnieniem i w wysokiej temperatu¬ rze, wtryskiwanej przez otwór w taki sposób, ze nastepuje natychmiastowe odparowanie rozpusz¬ czalnika i zestalenie polimeru. Sposób ten, zgodnie z wynalazkiem, polega na^ tym, zle zaklóca sie '15 wplyw dwufazowej mieszaniny w chwili, gdy wchodzi ona w otwór rozprezajacy.Okreslenie „wlókna krótkie" obejmuje wlókna bardzo cienkie, o grubosci rzedu mikrona, pola¬ czone imdedzy soba,.w celu stworzenia siatki trój- 20 wymiarowej. Te klaczkowe wlókna sa przewaznie podluzne. Ich dlugosc zmdeinia sie od 0,5 mm do cm, a ich srednica od 0*01 do 5 mm. Te wlókna sa doskonalym materialem wyjsciowym do wy¬ twarzania znanymi sposobami, materialów nietka- a nych i syntetycznych papierów. Powierzchnia tych wyrobów jest bardzo duza. Jest ona wieksza od 1 m2/lg, a w wii£lu przypadkach nawet wieksza niz 10m2/g. y ' Jezeli mieszanine polimeru i odpowiedniego roz- 30 puszczainika, o odipowiedniim stezeniu polimeru, znajdujaca sie w temperaturze topnienia polimeru, podda sie bardzo wysokiemu cisnieniu, stwierdzi sie, ze mieszanina ma postac jednorodnej cieczy.Jezeli nastepnie, utrzymujac wszystkie inne wa- 35 runki stale, zmniejsza sie stopniowo cisnienie, stwier¬ dzono, ze poczawszy od pewnego cisnienia, zalez¬ nego od przypadku, jednorodna faza ciekla zanika na skutek pojawienia sie ukladu dwóch faz ciek¬ lych, utworzonego przez ciagla faze bogata w poli- 4< mer, w której sa rozproszone kropelki fazy cieklej o malej zawartosci polimeru. Wiielkosc cisnienia, przy którym pojawia sie to zjawisko moze byc latwo okreslona na drodze doswiadczalnej, dla róznych temperatur i róznych stezen polimeru. 45 W celu otrzymania przez gwaltowne rozprezenie wlókien o wysokiej jakosci, zaleca sie wykonywac je z mieszanin znajdujacych sie w stanie dwufa¬ zowym.Poiliimer lub poflimery znajdujace sie w miesza- 50 ninie poddanej gwaltownemu rozprezeniu moga byc róznego rodzaju pod warunkiem, aby two¬ rzyly mieszaniny dwufazowe z odpowiednimi roz- puiszczainikaarii.W zasadzie, opisanym sposobem mozna rozwlók- 55 niac-wszystkie nadajace isde do rozwlóknienia poli¬ mery. Jako przyklad mozna wymienic poliolefimy, poliamidy, tenmoplasltyczne poliestry, poliuretany, poliweglany, polimery winylowe np. polimery na bazie chlorku winylu, ocltan winylu albo fluorek co wiiinylidenu, i polimery akrylowe np. polimery ni¬ trylu akrylowego albo akrylanu metylu.W zasadziie lepiej jest stosowac polimery kry¬ staliczne, których stopien skrystalizowania, mie¬ rzony metoda dyfrakcji promieni rentgena jest « 4 wyzszy niz 10%, a jeszcze lepiej jak jest wyzszy od 20°/o. W istocie, rozciaganie jakiemu sa pod- dane bardzo cienkie nitki, tworzace rozwlóknienia, podczas naglego wyparowania rozpuszczalnika, na skutek naglego wydobywania sie par rozpuszczai- mika^ nadaje (Wlóknom budowe ukierunkowana, a gdy sa one zbudowane z krysltalicznego polimeru uzyskuja bardzo dobre wlasnosci- anechanifcne.Najlepsze wyniki uzyskuje sie stosujac poliole¬ finy krystaliczne, z których najczesciej stosowane sa polimery o wyraznie liniowej budowie zawiera¬ jace co najmniej 50°/» molowych adifa-oiefiny skla¬ dajacej sie z czastek zawierajacych od 2 do € ato¬ mów wegla. Jako przyklad .mozna podac polietylen p duzej gestosci i polipropylen izaltaktyczny, który Jest latwo dostepny, jak rówiteez pclMibutylen-1 izo- tafctyczny oraz poli-4-metylopentan-l izotaktyczny, które sa wytwarzane w mniejszych ilosciach. Co sie tyczy rozpuszczalników, ik lepiej jest aby one nie rozpuszczaly polimerów w warunkach normal¬ nych cisnieniia i temperatury to jest przy cisnieniu atmosferycznym i temperaturze 20°C. W tych wa¬ runkach nie pcwinny one rozpuszczac wiecej niz 50 g/litr, a lepiej, nie wiecej niz 10 g/litr danego polimeru.Drugim warunkiem jest, aby ich punkt wrzenia byl polozony mozliwie najnizej, w stosunku do temperatury, w której polimer lufo polimery moga odksztalcac sie plastycznie. Powinny one miec, w warunkach normalnego cisnienia, temperature wrzenia nizsza o 20°C, a jeszcze lepiej nizsza o 40°C od temperatury miekniecia polimeru luib polimerów. Poza tym powinny cne tworzyc ciekle mieszaniny dwufazowe tego typu, jak to okreslono poprzednio, w takich warunkach temperatury i cis¬ nienia, które pozwalaja na natychmiastowe odpa¬ rowanie i zestalenie polimeru.Dla ulatwienia, korzystniej jest zawsze stosowac wspólny rozpuszczalnik, g|dy stosuje slie wiele róz¬ nych polimerów.Z licznych odpowiednich do zastosowania roz¬ puszczalników mozna wymienic weglowodory ali¬ fatyczne tego typu jak normalny butan, pentan*' heksan, hepltan i oktan oraz ich izomery, weglo¬ wodory cykloalifatyczne takie jak cykloheksan i metylocyfcloheksan, weglowodory • aromatyczne takie jak benzen, toluen i ksylen, halogenki para¬ fin takie jak chlorometany, chlorofluorometany, chloroetany i chlorofluorometany, alkohole, aceton, estry,, amidy, nitryle i etery.Przy stosowaniu jednego lub kilku polimerów wybranych sposród poliolefin krystalicznych za¬ leca sie stosowanie rozpuszczalnika wybranego sposród weglowodorów alifatycznych i cyklofatycz- nych zawierajacych w czastce od 4 do 8 atomów wegla, na przyklad techniczny heksan i cyklo¬ heksan.Zgodnie z wynalazkiem, nalezy dobrac cisnienie dla mieszaniny poddawanej naglemu rozprezeniu w taki sposób, aby miala ona postac mieszaniny dwufazowej. W ten sposób nalezy takze dobrac temperature i stezenie polimeru.Korzystnie proces prowadzi sie w temperaturze od 100 do 300°C, a najkorzystniej w tem|perajturze /94 739 od 125 do 250°C. Stezenie "polimeru powinno wy¬ nosic w zasadzie od 1 do 500 g na kilogram mie¬ szaniny. Lepiej stosowac mieszaniny zawierajace od 10 do 300 g polimeru na kilogram rozpuszczal¬ nika, a jeszcze lepiej od 50 do 200 g/kg. * Poza polimerem i rozpuszczalnikiem, które two¬ rza same (mieszanine,, mieszanina dwufazowa po¬ winna poza tym za\wieirac zwykle stosowane do polimerów dodatki, tego rodzaju jak przeciwutle- niacze, czynniki stabilizujace przy swietle, czyn- io niki antystatyczne, czynniki napieciowoczynne, czynniki wzmacniajace, wypelniacze, pigmenty, barwniki, które nie przeszkadzaja w tworzeniu mieszaniny w natychmiastowym odparowaniu roz¬ puszczalnika i utwardzaniu polimeru. 15 Podczas gwaltownego rozprezania cisnienie mie¬ szaniny albo mieszanin dwufazowych jest sprowa¬ dzcie w bardzo krótkim czasie, krótszym korzy¬ stnie od 1 sekundy, do wielkosci bliskiej cisnienia atmosferycznego, korzystnie do cisnienia ponizej 20 3 kg/om2. To rozprezenie izachodzi przez przejscie mieszaniny przez otwór, korzystnie cylindryczny, którego srednica wynosi od 0,1 do 3 rzystniej od 0,5 do 1»5 mm, \ którego stosunek dlugosci' do srednicy wynosi od 0,1 do 10, a ko- * rzystnie 0,5 do 2.Zgodnie z wynalazkiem strumien mieszaniny dwufazowej, który wplywa w wejscietotworu roz¬ prezenia jest zaklócony fw momencie przed wej¬ sciem do niego. Ciagla faza ciekla mieszaniny so dwufazowej, bedaca faza bogata w polimer, po¬ siada wyjatkowo duza lepkosc. Na podstawie tego faktu przypuszcza sie, ze ona plynie ruchem lami- narnym, a strugi cieczy maja trajektorie równo- legle. Zaklócenie ma na celu zmiane charakteru, J5 ruchu wyplywu wlasnie w momencie przed wply¬ nieciem (mieszaniny dwufazowej w otwór rozpre¬ zajacy. Jasne jest, ze to zaklócenie powinno nasta- pic w takich warunkach, aby nie zaniklo ono w momencie, gdy dwufazowa mieszanina przejdzie 40 w otwór rozprezajacy.Jest korzystnie, gdy wyplyw mieszaniny dwu¬ fazowej jest zaklócony przez odchylenie czesci' stru¬ mienia, powyzej otworu rozprezajacego. Czesc stru¬ mienia mieszaniny dwufazowej poddana naglemu tt rozprezeniu jest kierowana w taki sposób, ze wcho¬ dzi cna w otwór rozprezajacy pod katem do osi tego otworu.Korzystnie kat utworzony miedzy kierunkiem przeplywu czesci strumienia j«fet mdzliwie riajbar- 50 dziej odchylony od osi otwonu rozprezajacego i wy¬ nosi od 30 do 135°. Najlepsze wyniki otrzymuje sie, gdy ten kat miesci sie w granicach od 75 do 120°.W najprostszym wykonaniu kat ten wynosi 90°.Najlepiej jest spowodowac odchylenie strumienia B5 przepuszczajac mieszanine dwufazowa, poddana gwaltownemu rozprezeniu, przez komore zaklóce¬ niowa dochodzaca do otworu rozprezania.'W innym przykladzie wyjkonania sposobu wedlug wynalazku strumien mieszaniny dwufazowej, wcho- 60 dzacy do komory zaklóceniowej przez otwór zasi¬ lajacy, dzieli sie na wiele strumieni. Podzialu strumienia mieszaniny dwufazowej mozna doko^ nac zwiekszajac ilosc otworów zasilajacych komo¬ re zaklóceniowa przez wstawienie na drodze stru- w mienia ksztaltki do rozdzialu strumienia w postaci kraty lub dziurkowanej blachy metalowej.Gdy stosuje sie blache meltalowa, mozna ja na przyklad umiescic powyzej otworu zasilajacego komore zaklóceniowa, to znaczy umiescic ja przy górnej powierzchni przegrody, w której wywier¬ cony jest otwór zasilajacy. Lepiej jest, jezeli umies¬ ci sie blache metalowa w komorze zaklóceniowej przy przegrodzie zawierajacej otwór do zasilania.Korzystnie blacha metalowa powinna byc umiesz¬ czona prostopadle do kierunku przeplywu stru¬ mienia mieszaniny dwufazowej. iBlacha metalowa powinna miec otwory o sred¬ nicy co najmniej 0,1 mm, w celu unikniecia znisz¬ czenia albo ewentualnego zatkania. Wymiar otwo¬ rów w blasze metalowej moze osiagnac wymiar otworu zasilania, a nawet go przekroczyc^tak, aby co najmniej jedna z.nitek strumienia'znajdowala sie naprzcciWko otworu zasilania, 'to znaczy znaj¬ dowala sie na torze strumienia mieszaniny dwu¬ fazowej.Mozna równiez spowodowac podzial strumienia mieszaniny dwufazowej zasilajac komore zaklóce¬ niowa wieloma otworaimi zasilajacymi. Otwory te moga byc wywiercone w przegrodzie górnej, ogra¬ niczajacej komore zaklóceniowa. Osie tych otworów powinny byc równolegle wzgledem siebie lub moga byc nachylone jedne w stosunku do drugich.Rozwiazania podane w obydwu przykladach mogabyc zastosowane lacznie, a takze mozna zasi¬ lac komore zaklóceniowa za pomoca wielu otwo¬ rów, jak równiez zaopatrzyc te komore w blache metalowa.Moze byc równiez korzystne umieszczenie przy wyjsciu z otworu rozprezajacego, scianki rozbiez¬ nej do rozdzielenia i ukierunkowania krótkich roz- wlóknien wychodzacych z tego otworu. Kat roz¬ warcia scianki rozbieznej wynosi co najmniej 150°.Korzystnie, mieszanina dwufazowa przechodzi do komory zaklóceniowej przez jeden lub wiecej otwo¬ rów, które osie tworza kat ze scianka- wejsciowa, równy co najwyzej 30° lub co najmniej 150°.Powyzej opisane sposoby pozwalaja na bezpo¬ srednie . wytwarzanie krótkich wlókien, któremu czesto towarzyszy tworzenie sie stosunkowo duzej liczby niepozadanych pastylek, to znaczy malych ciezkich czastek o strukturze blonki albo luski, których najwiekszy wymiar moze dochodzic, a na¬ wet przekroczyc 0,5 mm.Obecnosc tych pastylek w krótkich wlóknach jest szkodliwa przy dalszym wytwarzaniu papierów syntetycznych z tych wlókien. W zasadzie stwier¬ dzono, ze te pastylki sa trudne do usuniecia i prze¬ waznie znajduja sie w wyrobach papierowych w postaci przezroczystych punktów albo zanieczysz¬ czen, które psuja wyglad wyrobu koncowego.Mozliwe jest znaczne ograniczenie tworzenia sie pastylek, a nawet ich calkowite zlikwidowanie przez smarowanie sciany otworu rozprezajacego warstwa smaru nie mieszajacego sie z mieszanina dwufazowa.Zgodnie z wynalazkiem, mozna pokryc scianki otworu rozprezajacego cienka warstwa odpowied¬ niego smaru, na jprzyklad silikonu.7 Je&nakze stwierdzona znaczna poprawa z punktu widzenia zmniejszenia' liczby pastylek nie jest stalam Zauwazono, ze liczba tworzacych sie pasty¬ lek, która znacznie sie zmniejszyla zaraz po uru¬ chomieniu produkcji, ma tendencje do stalego wzrostu w miara /trwania procesu produkcyjnego.Aby temu zapobiec smaruje sie sciany otworu roz¬ prezajacego przez ciagly przeplyw blonki cieklego smaru niemieszajacego sie z mieszanina dwufa¬ zowa, która wytwarza sie u wejsciia do otiworu rozprezajacego. Mozna wskutek tego stwierdzic, ze zmniejszanie sie liczby pastylek albo ich zanikanie nie zmienia sie iw czasie calej produkcji.W procesie produkcyjnym mozna stosowac jaki¬ kolwiek smar, który jednak nie miesza sie z mie¬ szanina idwufazoiwa, to znaczy nie tworzy odreb¬ nej fazy^ciaglej z ta mieszanina dwufazolwa, a przede wszystkim nie rozpuszcza on polimeru znajdujacego sie w tej mieszaninie. Smar ten jest najpierw ogrzewany do temperatury bliskiej tem¬ peraturze mieszaniny dwufazowej, przed wprowa¬ dzeniem go na scianki otworu rozprezajacego.Dla uproszczenia i oszczednosci mozna stosowac wode jako czynnik smarujacy. W istocie ten typ smaru pozwala na osiagniecie nadzwyczajnych wy¬ ników. Poza tym wyprodukowane w ten sposób krótkie wlókna bardzo latwo mieszaja sie z woda, nawet gdy poldmer z którego sa wykonane ma wlasciwosci hydrofobowe. Na koniec podczas pro^ dukcji wlókien woda wyparowuje i w postaci pow¬ loki otacza strumien wlóklien co zabezpiecza wlók¬ na przed przylepianiem sie do goracych czesci dyszy rozprezajacej.Ciekly smar jest wprowadzany w ilosci od 30 do 250 litrów/godzine, korzystnie od 40 do 150 li¬ trów/godzine, w przypadku, gdy stosuje sie urza¬ dzenia specjalne opisane poprzednio, których otwór rozprezajacy ma srednice okolo 1 mm.Wynalazek obejmuje równiez urzadzenie do wy¬ twarzania krótkich wlókien.Dysze zastosowane w urzadzeniu wedlug wyna¬ lazku róznia sie od znanych dotychczas tym, ze zawieraja komore zaklóceniowa zaopatrzona w otwór zasilajacy ii przeciwlegly otwór rozpreza^ jacy.,W najprostszym przykladzie wykonania, cylin¬ dryczny otwór zasilajacy i otwór rozprezajacy sa wspólosiowe, a komora zaklóceniowa ma ksztalt obrotowy wzgledem osi tych otworów.W pierwszym przykladzie wykonania komora za¬ klóceniowa moze byc zaopatrzona w krate meta¬ lowa, albo w szereg otworów zasilajacych.Zgodnie z drugim przykladem wykonania komo¬ ra zaklóceniowa moze byc otoczona druga komora zewnetrzna, która jest polaczona ze zródlem ciekle¬ go smaru, który dochodzi do komory zaklóceniowej przez szczeline pierscieniowa, która otacza otwór rozprezajacy.Komora zewnetrzna jest polaczona z komora za¬ klóceniowa w taki sposób, ze kieruje ciagla war¬ stwe smaru cieklego na scianki otworu rozpreza¬ jacego.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie do wytwarzania krótkich 1739 8 wlókien, w przekroju podluznym, fig. 2 do 7 — rózne przyklady wykonania czesci /koncowej urza¬ dzenia z fig. 1, w przekroju podluznym, fig. 8 — przedstawia przyklad wykonania urzadzenia z kil- koma komorami zaklóceniowymi ulozonymi w sze¬ reg w przekroju (podluznym, fig. 9 — urzadzenie zaopatrzone w krate metalowa,, w przekroju pod¬ luznym, fig. 10 — urzadzenie zaopatrzone w szereg otworów zasilajacych, w przekroju podluznym, fig. II — przekrój wzdluz lini A — A' oznaczonej na fig. 10, fi|g. 112 — inny przyklad wykonania urzadzenia z fig. 10, fig. 13 — inny przyklad wy¬ konania urzadzenia, umozliwiajacy wytwarzanie ciaglej warstwy smaru na scianie otworu .rozpreza¬ ja jacego.Dysza 1 (fig. 1—7) zawiera otwór rozprezajacy 2 i urzadzenie wstepnego rozprezenia. To urzadzenie do wstepnego rozprezenia ma przegrode 3, ewen¬ tualnie z otworem centralnym 4. Celem jego jest zapewnienie straty ladunku w mieszaninie stopio¬ nego polimeru i rozpuszczalnika, znajdujacego sie w postaci cieczy jednofazowej przechodzacej przez dysze w celu spowodowania powstania mieszaniny dwufazowej. Takie rozwiazanie daje nastepujace aa korzysci, z jednej strony gest bardzo proste przy¬ gotowanie mieszaniny jednofazowej, a z drugiej strony, mieszanina dwufazowa ma stala jakosc.Otwór centralny 4 moze byc pominiety w przy¬ padku gdy dysza jest zasilana bezposrednio mie- szanina dwufazowa polimeru i rozpuszczalnika.Dysza zawiera ^ponadto komore zaklóceniowa 5 ograniczona przez scianke zawierajaca otwór za¬ silajacy 7 na czesci srodkowej. Otwory zasilania- i rozprezania sa wspólosiowe • i ulozone naprzeciw . siebie. Komora zaklóceniowa jest cylindryczna o przekroju; kolowym.. Otwory sa usytuowane w srodkach podstaw. Odleglosc miedzy otworami jest na ogól mniejsza od 10 cm, a korzystnie wy¬ nosi 7,5 cm. Dodatkowe dane dotyczace tej komory 40 beda podane dalej.Na fig. 2 do 7 pokazano wlot otworu rozprezaja¬ cego 2, które moga miec irózne ksztalty.Jezeli komora 8 jest zasilana mieszanina dwufa¬ zowa stopionego polimeru i rozpuszczalnika, mie- 45 szanina ta, na skutek ulozenia na linii prostej oltfwo- ru zasilajacego 7 w scianie 6 i otworu rozprezaja¬ cego 2, przeplywa przez komore zaklóceniowa, korzystnie wzdluz srodkowego strumienia 9 cieczy i wzdluz strumieni bocznych 10, które w poblizu 50 otworu 2 sa kierowane poprzecznie w stosunku do strumienia centralnego przez sciany komory zakló¬ ceniowej. Kat podania tych strug poziomych moze byc zmieniany przez zmiane profilu sciany zawie¬ rajacej otwór rozprezajacy 2. Kat utworzony mde- 3* dzy osia otworu rozprezajacego i sciana komory, w której ten otwór jest wywiercony, okresla kat padania najbardziej zewnetrznych strumieni pozio¬ mych, które sa' najbardziej odchylone. Ten kat miesci sie na ogól w granicach od 30 do 135°, naj- 00 lepsze wyniki otrzymuje sie jezeli miesci sie on w granicach od 75 do 120°. W najprostszych wy¬ konaniach (fig. 1, 3, 4, 7 i 8) jest on rówtny 90°.Z drugiej strony mozna równiez korzystnie wy¬ profilowac komore zaklóceniowa 5, na przyklad w likwidujac martwe katy, jak to podano na fig. 7w 94 739 9 tak, aby trajektorie bocznych strumieni, najbar¬ dziej odchylone, które ukladaja sie w poblizu scian, byly styczne do scian we wszystkich punkitach.W tym przypadku^ imaksyimaiLna szybkosc ma ta czesc strumienia, która jest najbardziej odchylona.Korzystniejszy jest ksztalt dyszy podany na fig 8, któira ma wiele komór zaklócajacych 5 ulo¬ zonych w szereg. Poza tyim pozadane jest, aby ko¬ mora zaklócajaca odipowiadaia róznym kryteriom optymalizacji jej skutecznosci. Oczywiscie dobrze byloby, aby komora, zaklóceniowa miala wystar¬ czajacy wymiar poprzeczny dla stworzenia' stru¬ mieni poziomych zdolnych do zaklócenia strumienia centralnego na poziomie otworu rozprezajacego 2.Z podobnego powodu dobrze byloby równiez, aby odleglosc miedzy otworami Ikomory zaklóceniowej, czyli wysokosc komory, byla równiez wieksza od srednicy otworu zasilajacego. Wówczas, gdy wy¬ sokosc komory zaklóceniowej jest zbyt mala, stru¬ mienie poziome odchyilane nie moga byc skiero¬ wane w skuteczny sposób poprzecznie do strumie¬ nia centralnego. Odwrotnde, gdy wysokosc komory zaklóceniowej bedzie zbyt duza* strumienie po¬ przeczne beda mialy tendencje do polaczenia sie ze strumieniem centralnym i do przybierania kierun¬ ku równoleglego wzgledem siebie przed osiagnie¬ ciem otworu rozprezajacego. Stwierdzono, ze wy¬ sokosc jaka moze miec komora zaklóceniowa jest zalezna od! srednicy tej komory.W istocie, aby otrzy¬ mac maksymalna skutecznosc, stosunek miedzy wysokoscia tej komory czyli odleglosc miedzy otworami i jej wymiarami bocznymi powinien byc nizszy od 5, a korzystnie od 3. Jesjt korzystnie równiez, aby srednica otworu zasilajacego byla co najmniej równa polowie srednicy otworu rozpre¬ zajacego.Dysza 1 (fig. 9) do gwaltownego rozprezenia moze byc wyposazona w krate metalowa 12 znajdujaca sie w komorze zaklóceniowej 5. Ta komora zakló¬ ceniowa 5 jest ograniczona przez sciane zawiera¬ jaca otwór rozprezajacy 2 i przez plaska scianke górna 6 zawierajaca na srodku otwór zasilajacy 7.Otwory rozprezajace 2 i zasilajace 7 sa w szczegól¬ nym przypadku umieszczone naprzeciwko siebie i sa wspólosiowe. Sciana boczna komory zaklóce¬ niowej 5 o ksztalcie cylindrycznyim jest ograni¬ czona pierscieniem kolowym 13. Nalezy stwierdzic, ze komora zaklóceniowa 5 moze miec ksztalt rów¬ nolegloscianu. Rola pierscienia kolowego 13 jest podwójna, z jednej strony, pierscien ten okresla wysokosc komory zaklóceniowej 5, a z drugiej stro¬ ny podtrzymuje krate 12 o malych otworach umieszczona w komorze zaklóceniowej przy scianie 6 zaopatrzonej w otwór zasilajacy.Dysze przedstawione na fig. 10, 11 i 12 sa tego samego rodzaju jak dysza przedstawiona na fig. 9, oprócz tego, ze nie zawieraja cne kraty metalowej umieszczonej w kamorze zaklóceniowej. Ponadto polaczenie miedzy komora zasilania 8 i komora zaklóceniowa-5 jest zapewnione przez dwa otwory zasilajace 7, których osie sa nachylone w stosunku do osi-komór, i które sa polaczone w jeden otwór, ed strony komory zasilajacej. W tych dyszach, pierscien kolowy 13 ograniczajacy scianke boczna 18 40 49 50 55 65 65 cylindryczna komory zaklóceniowej sluzy jedynie do regulacji wysokosci tej ostafoniej komory.Stwierdzono równiez, ze dysze podane na fig. 10, 11 i 12 moga byc oprócz te&o zaopatrzone w meta¬ lowa blache ulozona w ich komorze zaklóceniowej i/albo moga byc zaopatrzone w dwa albo wiele otworów, których osie bylyby wzajemnie równo¬ legle.Jak podano na fig, 1, 2, 3, 4, S i 12 moóna rów¬ niez zastosowac kierujaca scianke rozbiezna 11 przy wyjsciu z otworu rozprezajacego. Kat miedzy powierzchniami rozbieznymi tej scianki powLniien byc wiekszy od 150°.W przykladzie wykonania przedstawionym na fig. 13, dysza 1 zawiera komore wstepnego rozpre¬ zenia 8, otwór zasilajacy 7 komory zaklóceniowej 5 i otwór rozprezajacy 2, a oprócz tego jest zaopa¬ trzona w komore zewnetrzna 15, która otacza ko¬ more zaklóceniowa 5, i w przegrode 14 rozdziela¬ jaca te komory, która jest przerwana na poziomie wejscia do otworu rozprezajacego 2 w taki sposób, ze tworzy pierscieniowa szczeline 17 wspólosiowa z otworem rozprezajacym. Komora zewnetrzna 15 jest oprócz tego zaopatrzona w przewód 16 do po¬ laczenia ze zródlem cieklego smaru.Mozna wykonywac równiez inne typy dysz, a zwlaszcza dysze pozwalajace na stosowanie mie¬ szaniny dwufazowej o odmiennych skladach che¬ micznych.Przyklad 1. Wytwarza sie mieszanine dwu¬ fazowa ogrzewajac ja do temperatury 195°C, pod cisnieniem 63 kg/cm2. Mieszanina ta zawiera M§/# wagowych ELTEX'u A 1050.i 85% wagowych hek¬ sanu technicznego. Warunki te odpowiadaja po¬ czatkowi pojawienia sie dwóch faz cieklych, przy czym ELTEX A 1050 jest polietylenem o duzej gestosci i wskazniku topnienia 5.Mieszanina ta rozpreza sie przechodzac przez dy¬ sze komory zaklóceniowej (fig. 4), majacej naste¬ pujace wymiary geometryczne: stosunek miedzy srednica komory zaklóceniowej i srednica otworu zasilajacego 7 wynosi 16, stosunek miedzy wyso¬ koscia komory zaklóceniowej i srednica otworu za¬ silania 7 jest równy 5, stosunek miedzy wysokoscia komory zaklóceniowej i srednica tej komory jest równy 0,313, srednice i wysokosci otworu zasilaja¬ cego 7 i otoworu rozprezajacego wynosza 1 mm.Scianka przedluzajaca otwór do gwaltownego rozprezenia jest rozbiezna pod katem 150°.Mieszanina dwufazowa jest dostarczana w ilosci 21,4 kg/godzine polimeru.Bezposrednio otrzymuje sie krótkie wlókna o sredniej dlugosci 1,7 mm, Powierzchnia wlasciwa tych wlókien wynosi 3i5 m2/g.Przyklad II. Postepuje sie podobnie jak w przykladzie I oprócz tego, ze mieszanine pod¬ daje sie najpierw wstepnemu rozprezeniu do cis¬ nienia 12 kg/cm2. Otrzymuje sie równiez wlókna krótkie o sredniej dlugosci 1,9 mm.Powierzchnia wlasciwa tych wlókien wynosi 23 m2/g.Przyklad III. Postepuje sie podobnie jak w przykladzie II, przy czym dysza ma nast0i^jj|ce zmienione wymiary: stosunek miedzy wys^ft|§ia11 94 739 12 J&omory zaklóceniowej, a srednica otworu zasilaja¬ cego 7 jest równy 200, stosunek miedzy wysoko¬ scia komary zaklóceniowej i srednica komory jest równy 12,5. Otrzymuje sie wlókna ciagle. Ten ne¬ gatywny wynik jest prawdopodobnie spowodowany faktem, ze komora zaklóceniowa ma zbyt duza wy¬ sokosc w stosunku do swojej srednicy.Przyklad IV. Postepuje sie podobnie jak w przykladzie II, ale stosujac dysze komory zakló¬ ceniowej taka jaka jest podana na fig. 3, której lwyimiary geometryczne sa takie same jak w przy¬ kladzie I, Otrzymuje sie krótkie wlókna o sredniej dlugosci 1$ mm. Ich powierzchnia wlasciwa wy¬ nosi 121 m2/g.Przyklad V. Postepuje sie podobnie jak w przykladzie IV, przy czym dysza ma nastepujace zmienione wyimiary geometryczne: stosunek miedzy wy&okoscia komory zaklóceniowej i srednica otwo¬ ru zasilajacego 7 jest równy 40, stosunek miedzy wysokoscia* komory zaklóceniowej i srednica tej komory jest równy 2,5. Otrzymuje sie znowu krót¬ kie wlókna o sredniej dlugosci 2,3 mm, których po¬ wierzchnia wlasciwa* wynosi 26 m2/g.Przyklaid VI. Postepuje sie podobnie jak w przykladzie II, ale stosujac taka dysze jaka jest podana na fig. 6 i której wymiary geometryczne sa nastepujace: stosunek miedzy srednica komory zaklóceniowej i srednica otworu zasilajacego 7 jest równy 6, stosunek miedzy wysokoscia komory zaklóceniowej i srednica otworu zasilajacego 7 jest równy 3, stosunek miedzy wysokoscia komory za¬ klóceniowej i srednica tej komory jest równy 0,5, srednice i wysokosci otworu zasilajacego 7 i otwo¬ ru rozprezajacego sa równe 1 mm.Otrzymuje sie krótkie wlókna o powierzchni wlasciwej 30 m2/g, których srednia dlugosc wynosi 2,il 'mm.Przyklad VII. Postepuje sie podobnie jak w przykladzie II, ale wyposazajac dysze rozpreza¬ jaca w scianke o kacie rozbieznosci wynoszacym 150°. Ponadto- wymiary geometryczne dyszy sa zmienione w nastepujacy sposób: stosunek .miedzy srednica komory zaklóceniowej i srednica otworu zasilajacego 7 jest równy 13,3, stosunek miedzy wysokoscia komory zaklóceniowej i srednica otwo¬ ru zasilajacego 7 jest równy 4,10, stosunek miedzy wysokoscia komory zaklóceniowej i srednica tej komory jest równy 0,313, srednice otworu zasila¬ jacego 7 i otworu rozprezajacego wynosza 1,2 mm, wysokosci 'Otiworu zasilajacego 7 i otworu rozpre¬ zajacego sa równe 1 imim.Stwierdzono, ze zuzycie polimeai dochodzi do kg/godzine. Ponadto otrzymuje sie krótkie wlók¬ na o sredniej dlugosci 2,2 mim. Powierzchnia wlas¬ ciwa tych wlókien wynosi 30 ,m2/g.Przyklad VIII. Postepuje sie podobnie jak w przykladzie poponzednim, ale zmieniajac wymiary geometryczne dyszy jak ponizej: stosunek miedzy srednica komory zaklóceniowej i srednica otworu zasilajacego 7 jest róiwny 10,7, stosunek miedzy (wysokoscia komory zaklóceniowej i srednica otwo¬ ru zasilajacego 7 jest równy 3,34, srednice otworu zasilajacego 7 i otworu rozprezajacego wynosza 1,5 mm, wysokosci otworu zasilajacego 7 i otworu rozprezajacego sa równe 1 mm^ Stwierdzono^ ze zuzycie polimeru dochodzi do 49 kg/godzine i otrzymuje sie krótkie wlókna o sredniej dlugosci 2,6 mm. Powierzchnia wlasciwa tych wlókien wynosi 23 m2/g.Przyklad IX. Postepuje sie podobnie jak w przykladzie poprzednim, ale stosujac dysze tego typu jak podano na fig. 8, majaca trzy komory zaklóceniowe ulozone w szereg.Srednice kolejnych otworów w kierunku wyply- io wiu miieszainiiny Idiwuifazowej sa odpowiednio 2 mm, 1,5 imm, dy2 mm i 1 imm. Scianka kierujaca ma kat rozbieznosci równy 160°.Otrzymuje sie krótkie wlókna o sredniej dlugo¬ sci 1,9 mm, których powierzchnia wlasciwa wy- i* nosi 10 m2/g.Przyklad X. Mieszanine zawierajaca 10% wagowych PROFAX'u 6501 i 90°/o wagowych pen¬ tanu technicznego ogrzewa sie do temperatury 195°C pcd cisnieniem 83 ikg/cm2, przy czym PRO- FAX 6501 jest polipropylenem o wskazniku top- nienla~równym 2,9. ' Mieszanina .ta jesit rozprezana przy przejsciu przez dysze komory zaklóceniowej wyposazonej w metalowa kratke {fig 9) i ma nastepujace wy¬ miary: stosunek miedzy srednica komory zaklóce¬ niowej 5 i srednica otworu zasilajacego 7 jest róiw¬ ny 6, stosunek miedzy wysokoscia komory zakló¬ ceniowej i srednica otworu zasilajacego 7 jest rów¬ ny 2, stosunek miedzy wysokoscia komory zakló¬ ceniowej i srednica tej komory jest róiwny 0,333, srednice i wysokosci otworów zasilajacych 7 sa równe ii mm, srednice i wysokosci otworów roz¬ prezajacych 'wynosza odpowiednio 1,1 mm i 1 mim.Poza tym metalowa krata 12 ma otwory kwadra¬ towe, których bok ma dlugosc 0,4 mm.W- chwili przejscia do komory zasilajacej 8 mie¬ szanina polimeru i rozpuszczalnika zostaje pod¬ dana wstepnemu rozprezaniu do 3 kg/cm2, w celu 40 jej przemiany w postac dwufazowa. Mieszainina dwufazowa wyplywa przez otwór rozprezajacy w ilosci 10,3 kg polimeru na godzine. Otrzymuje sie bezposrednio krótkie wlókna o sredniej dlu¬ gosci 1,7 mm. Powierzchnia wlasciwa tych krótkich 45 wlókien wynosi 3 m2/g.Przyklad XI. Mieszanina przygotowana wed¬ lug przykladu X jest rozprezana przez przejscie przez dysze komory zaklóceniowej (fig. 10 i lil)„ która ma wysokosc równa 2 imm i srednice równa 50 4 mm, dysza rozprezajaca 2 ima wysokosc i sred¬ nice równe 1 mm. Polaczenie miedzy komora zasi¬ lajaca 8 i komora zaklóceniowa 5 jest zapewnione przez dwa otwory o srednicy równej 0,8 :mm i dlu¬ gosci równej 1,43 mm, Os kazdego z tych dwóch 55 otworów tworzy kat 45° z osia dyszy. iW chwili przejscia do komory zasilania 8 mie¬ szanina stopionego polimeru i rozpuszczalnika pod¬ dana jest wstepnemu rozprezeniu do wielkosci cis¬ nienia 3 kg/cm2, w celu przeksztalcenia jej w mie- 60 szanine dwufazowa. Mieszanina dwufazowa jest wprowadzana przez otwór rozprezajacy 2 w ilosci 13,9 kg polimeru na godzine. Bezposrednio otrzy¬ muje sie krótkie wlókna o sredniej dlugosci! ,9 mm.Powierzchnia wlasciwa tych krótkich wlókien wy- 65 nosi 3 m2/g.13 514 V39 14 Przyklad XII. Mieszanina przygotowana wed¬ lug przykladu X jest rozprezana przy przejsciu przez dysze do komory zaklóceniowej (fig. 12).Ta dysza 'posiada wymiary takie- same jak dysza przedstawiona na fig. 10 i 11, i stosowana iw przy- 5 kladzie XI za wyjatkiem tego, ze dysza rozpreza¬ jaca 2 jest ograniczona krawedzia i jest zaopatrzo¬ na w odchylajaca scianke 11, o kacie rozbieznosci wynoszacym 150°.W chwili wchodzenia w komore zasilaj aca, .8 rnie- 10 szamana stopionego polimeru i rozpuszczalnika jest poddana wstepnemu rozprezaniu;' do cisnienia 3 kg/cm2, w celu przemiany jej w mieszanine dwu¬ fazowa. Mieszanina dwufazowa jest wprowadzana przez otwór iro^prezajajcy 2 w ilosci 14,3 kg pali- 15 meru na godzine. Bezposrednio otrzymuje sie krót¬ kie wlókna o srediniej dlugosci wyin.oszacej 1,2 mm.Powierzchnia wlasciwa tych krótkich wlókien wy¬ nosi 3 m2/g. tPpizyklad XIII. Mieszanina zawiera 85P/o wa- 2D gowyeh heksanu technicznego i 15Vo wagowych ELTEX'u A T0&0 zawierajacego 0,5M wagowych stearynianu wapna, jest podgrzewana do tempera¬ tury 194°C pod cisnieniem 66 kg/cm2. Mieszanina ta jest rozprezana przechodzac przez dysze komory 25 zaklóceniowej (fig. 13), o nastepujacych wymia¬ rach: stosunek miedzy srednica komory zaklóce¬ niowej 5 i srednica otworu zasilajacego 7 wyno¬ si 16, stosunek miedzy wysokoscia komory zakló¬ ceniowej 5 i srednica otworu zasilajacego 7 jest 30 równy 3„ stosunek miedzy wysokoscia komory zaklóceniowej 5 i srednica tej komory jest równy 0,187, srednice i wysokosci otworu zasalania i otwo¬ ru rozprezajacego wynosza 1 mm.W chwili wchodzenia do komory zasilania 8 35 mieszanina polimeru i rozpuszczalnika zostaje pod¬ dana wstepnemu rozprezeniu do cisnienia 3 kg/om2, celem przeksztalcenia w mieszanine dwufazowa.Podczas rozprezania wtryskuje sie przez szczeline 16 wode o temperaturze 195°C, pod cisnieniem. 40 44 kg/cm2 z wydajnoscia 95 litrów/godzine. Miesza¬ nina dwufazowa jest wprowadzana w ilosci 14,4 kg polimeru na godzine. Otirzyimuje sie bezposrednio krótkie wlókna o sredniej dlugosci 2,3 mm. Wlókna te sa calkowicie pozbawione pastylek. 45 Jezeli przerwie sie wtryskiwanie wody, wydaj¬ nosc mieszaniny dochodzi do 16,4 kg polimeru na godzine.Wytworzone wlókna maja srednia dlugosc 1,9 mm, a ich produkcji towarzyszy tworzenie sie 50 pastylek. Wyprodukowany z tych wlókien papier syntetyczny zawiera srednio 9 duzych pastylek na 1 dcm2 i ma nieodpowiedni wyglad. Równiez wlók¬ na wyprodukowane za pomoca urzadzenia zawie¬ rajacego komore zaklóceniowa zaopatrzona w czte- w ry otwory zasilajace, wygiete i wyprofilowane w taki sposób, ze przy wprowadzeniu mieszaniny dwufazowej w komore zaklóceniowa pod katem okolo 45° do osj ctworu rozprezajacego, zawieraja równiez znaczina ilosc pastylek. °° PL PL PL PL PL PL PL