RU2144099C1 - Способ прядения волокон или филаментов (варианты), волокна и филаменты (варианты), волокнистая масса - Google Patents

Способ прядения волокон или филаментов (варианты), волокна и филаменты (варианты), волокнистая масса Download PDF

Info

Publication number
RU2144099C1
RU2144099C1 RU97116402A RU97116402A RU2144099C1 RU 2144099 C1 RU2144099 C1 RU 2144099C1 RU 97116402 A RU97116402 A RU 97116402A RU 97116402 A RU97116402 A RU 97116402A RU 2144099 C1 RU2144099 C1 RU 2144099C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
centrifuge
spinning
fibers
filaments
spinning solution
Prior art date
Application number
RU97116402A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97116402A (ru
Inventor
Якобус Мерман Йоханнес
Елейс Рулоф
Original Assignee
Акцо Нобель Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акцо Нобель Н.В. filed Critical Акцо Нобель Н.В.
Publication of RU97116402A publication Critical patent/RU97116402A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2144099C1 publication Critical patent/RU2144099C1/ru

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/60Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides
    • D01F6/605Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides from aromatic polyamides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/18Formation of filaments, threads, or the like by means of rotating spinnerets
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/06Wet spinning methods
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/60Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2964Artificial fiber or filament
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2973Particular cross section
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2973Particular cross section
    • Y10T428/2978Surface characteristic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу прядения волокон или филаментов из прядильного раствора с использованием центрифуги, в стенке которой имеется одно или более прядильных отверстий, при котором прядильный раствор экструдируют из центрифуги в коагулянт внутри кожуха. Внутренний радиус кожуха по крайней мере на 35% больше, чем радиус наружной поверхности центрифуги, благодаря чему производительность этого способа возрастает. Волокна и филаменты, изготовленные по предложенному способу, с успехом могут быть применены в качестве волокнистой массы. 5 с. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Description

Изобретение относится к способу прядения волокон, или филаментов, из раствора с использованием центрифуги, в стенке которой имеется одно или много прядильных отверстий, причем в этом способе прядильный раствор впрыскивается из центрифуги в коагулянт внутри кожуха.
Такой способ известен. В яЯпонской выложенной заявке JP 27021/79 описано, как оптически анизотропный прядильный раствор параарамид, например, поли-(парафенилентерефталамид), подвергается прядению с помощью центрифуги. Четыре примера поясняют, как раствор вводят в центрифугу, имеющую 25 или 50 прядильных отверстий диаметром 0,08 или 0,1 мм, и экструдируют через эти отверстия при частоте вращения в пределах от 70 до 1000 оборотов в минуту (об/мин). Раствор затем попадает в коагулянт и выпадает на расстоянии 2 или 5 см от центрифуги. Скоагулировавшее волокно выбирают периодически и промывают в течение 24 часов. Свойства полученного волокна таковы, что волокно имеет определенную коммерческую ценность.
Такой процесс имеет низкую производительность и характеризуется большими затратами времени в связи с тем, что волокна формуют периодически.
Одним из путей повышения производительность является повышение частоты вращения центрифуги. Однако при этом появляются другие весьма существенные недостатки способа, которые перечислены в сравнении со способом с относительно невысокими частотами вращения в примерах, приведенных в заявке на патент. Максимальная частота вращения, при которой высококачественные волокна могут быть реально сформованы при использовании вышеописанной технологии, составляет около 1000 об/мин. При частоте вращения, превышающей эти рекомендуемые значения, происходит недопустимое количество обрывов волокон. Кроме того, образуется аэрозоль между центрифугой и коагулянтом, стекающий по кожуху. Такие условия создают плохое по качеству и неравномерное волокно (как марля), а также создают опасность загрязнения окружающей среды из-за появления аэрозоля, часто содержащего сильную кислоту.
Свойства волокна должны удовлетворять более высоким требованиям. В обычном мокром прядильном процессе, таком, как описан в патенте США N 4320081, полученные волокна обладают свойствами, существенно превосходящими свойства волокон, полученные в процессе, осуществленном в соответствии с выше упомянутой японской заявкой (большей прочностью и модулем упругости). В обычном мокром прядильном процессе используют большое количество прядильных отверстий в одной фильере (например, до 1000), благодаря чему производительность также высока. Однако, из-за сравнительно невысокой скорости намотки (несколько сот метров в минуту), которая сравнима с производительностью, приходящейся на одно прядильное отверстие, и высокой чувствительности процесса к попаданию инородных частиц в прядильный раствор (требующего тщательной фильтрации и прекращения процесса, если одно или большее количество прядильных отверстий будет забито). Этот процесс также позволяет получать только дорогостоящую продукцию. Особенно, когда необходимо изготавливать волокнистую массу, которую используют, например, в качестве фрикционного или уплотнительного материала, такое волокно оказывается действительно слишком дорогостоящим.
В основу изобретения поставлена задача создать способ, обладающий более высокой производительностью, чем существующий мокрый способ прядения, и с помощью которого могли бы быть изготовлены волокна, менее дорогие и обладающие не сравнимыми или превосходящими свойствами для конкретных целей, например для волокнистой массы. Предпочтительно, чтобы - можно было использовать для прядения менее чистые прядильные растворы и прядильные растворы, приготовленные из уже в какой-то степени скоагулировавших полимеров при осуществлении такого способа.
Задача решается при использовании способа, согласно настоящему изобретению, с помощью центрифугального прядения из прядильного раствора при внутреннем радиусе кожуха по крайней мере на 35% большем, чем радиус наружной поверхности центрифуги.
Предпочтительно, чтобы внутренний радиус кожуха был по крайней мере на 50% больше радиуса наружной поверхности центрифуги, но не больше, чем на 350% или, предпочтительнее, на 200%.
Было установлено, что это делает возможным существенно увеличить частоту вращения центрифуги, даже до 5000 об/мин или больше. Кроме того, способ, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, позволяет достигать более высоких степеней вытяжки и средняя длина волокон может быть установлена произвольно так, что производство непрерывных моноволокон также становится возможным.
Образование аэрозоля (когда используются жидкие коагулянты) существенно понижается, вероятно, потому, что волокна сильно разбивают поверхность коагулянта при их укладке.
Следует отметить, что в корейском патенте KR 9208999 описан способ производства штапельных волокон из полиарамида, в который жидкокристаллические преполимеры подают во вращающемся аппарате и затем экструдируют в виде дисперсии через прядильные отверстия в стенке аппарата. Другими словами, дело не в прядильном растворе из приготовленного полимера. Преполимеры образуют концевые связи в среде, способствующей полимеризации, в процессе отекания по стенкам сосуда. Диаметр сосуда в 1,1 - 5,0 раз больше диаметра вращающегося аппарата. Процесс сложно контролировать, так как требуется не только качественное прядение волокна, коагуляция и выгрузка, но также правильный процесс полимеризации и удовлетворительное завершение его. Более того, полученное штапельное волокно, обладает низкой разрывной прочностью и структурой, которая сильно подвержена образованию ворса на поверхности.
В корейском патенте KR 9104700 также описан способ, относящийся к прядению преполимеров. Преполимер подают во вращающуюся форсунку, и частоту вращения и скорость экструзии выбирают таким образом, чтобы обеспечить условия, при которых центробежные силы превосходили бы силы экструзии по крайней мере в 10 раз.
В европейском патенте EP 71085 описан способ производства "формованных частиц" в большой степени одинаковой формы (узкий диапазон распределения размеров частиц), заключающийся в осаждении дисперсии полимера, в виде расплава или раствора на вращающемся диске. Таким образом, в еще жидком состоянии капли, волокна или пластинки отбрасываются в радиальном направлении в фиксирующий реагент. Патент EP 71085 не снимает проблем, с которыми сталкиваются при производстве волокна и филаментов, на счет использования центрифуги, вращающейся с высокой скоростью.
Была доказана возможность придания волокну желаемых свойств и повышения производительности процесса не только путем подбора пропорционально большего диаметра кожуха, но также путем центрифугального прядения прядильного раствора с угловой скоростью центрифуги, усиленной за счет внутреннего диаметра кожуха и превосходящей 20 м/с.
Произведение угловой скорости центрифуги (в рад/с) и внутреннего радиуса кожуха (в метрах) будет обозначено далее как "скорость съема" (в м/с).
Предпочтительно, чтобы скорость съема была выше 40 м/с или даже выше 60 м/с, но меньше 600 м/с и, более предпочтительно, менее 400 м/с.
В основе этого изобретения термин "прядильный раствор" используют для обозначения раствора полимера, который может быть превращен в искусственные волокна путем экструзии и последующего отверждения. Предпочтительно, чтобы прядильный раствор был приготовлен путем растворения подготовленного полимера в соответствующем растворителе.
В добавление к растворам полимеров, упомянутым в японском патенте JP 27021/79, термином "прядильный раствор" охвачены, также растворы метаарамида, целлюлозы и производных целлюлозы.
Предпочтительно, чтобы прядильный раствор обладал оптической анизотропией. Растворы считаются анизотропными, если наблюдается двойное преломление в условиях покоя. Вообще говоря, это относится к измерениям, проводимым при комнатной температуре. Однако в основе настоящего изобретения растворы, которые могут перерабатываться при температурах ниже комнатной и которые проявляют признаки анизотропии при этой более низкой температуре, также считали анизотропными. Предпочтение отдавали растворам, которые проявляли признаки анизотропии при комнатной температуре.
Визуальное определение изотропии или анизотропии производили с помощью поляризационного микроскопа (модель "Лейтц Ортоплан-Пол" 100х). Для этого около 100 мг раствора, который подвергали анализу, помещали между двумя предметными стеклами и укладывали на горячую плиту модели "Меттлер FP 82", после чего включали нагрев и нагревали образец со скоростью 5oC/мин. При переходе из анизотропного в изотропное состояние, т.е. из цветного к черному цвету, фиксировали температуру при появлении фактически черного цвета.
При прочности, превышающей 13 сН/дтекс или даже 20 сН/дтекс, удлинении порядка 2-5% и модуле упругости порядка 40-50 ГигаПа, волокно из поли-(парафенилентерефталамида), сформированное при скорости съема, превышающей 20 м/с, сравнимо с волокном, сформованным с использованием обычного мокрого процесса прядения. Более того, было установлено, что это волокно в большей степени подходит для изготовления волокнистой массы, даже более подходит, чем волокно, полученное с использованием обычного мокрого процесса прядения (см. примеры, особенно табл. 3).
Также наблюдалось (однако, не обязательно), что настоящее изобретение также обладает упомянутыми выше преимуществами при низких скоростях вращения, хотя в этом случае производительность будет также низкой.
Было установлено, что, из-за сочетания пониженного уровня обрывности волокон (или даже полного исключения обрывов волокон) и увеличенной производительности, достижимой в настоящее время, волокна, которые "выпадают" с нижней стороны кожуха в то же время, что и коагулянт, могут соединяться с образованием ленты. Два параметра, т.е. значительное количество волокон и значительная длина волокон, имеют большое значение в связанности такой ленты. Если, из-за высокой производительности (значительное количество волокна) и сокращенной обрывности волокон или полного отсутствия обрывности (длинные волокна) лента обладает достаточной связанностью, то она может быть нейтрализована и/или промыта, и/или высушена и обрезана в непрерывном процессе.
Одним примером продукции, которая может быть изготовлена непосредственно из этой ленты, является сигаретный фильтр. При прядении из раствора ацетатцеллюлозы в атмосфере азота (в этом случае коагулянтом является газ) растворитель испаряется, в результате чего получается отвержденная лента, которая может быть прямо переработана в сигаретные фильтры.
Независимо от конечной продукции (текстиль, композиты, уплотнительные материалы, тормозные колодки и т.п.) разница между внутренним радиусом кожуха и наружным радиусом центрифуги (так называемый воздушный зазор) предпочтительно составляет более 7 см.
Центрифуги, имеющие диаметр, больший 20 см и меньший 60 см, в большой степени пригодны для использования в способе согласно настоящему изобретению. Такая центрифуга достаточно велика для того, чтобы гарантировать высокую производительность, но достаточно мала, чтобы сохранить конструкцию прядильной машины в достаточно простом виде.
Частота вращения центрифуги предпочтительно составляет порядка 1000 - 5000 об/мин. Как упоминалось ранее, при частоте вращения менее 1000 об/мин достигается слишком низкая производительность. Волокно хорошего качества может быть получено при частоте вращения, превосходящей 5000 об/мин. Однако при таких скоростях становится слишком сложным управление процессом, и центрифуга подвергается большим механическим нагрузкам.
Кроме того, центрифугу предпочтительно оснащать средствами (такими как так называемые вязкие уплотнения), которые позволяют подавать прядильный раствор под давлением. Это позволяет увеличить пропуск прядильного раствора, что улучшает управляемость процессом, особенно степенью вытяжки.
Это также способствует повышению безопасности, так как прядильный раствор, который часто содержит сильную кислоту, может только пройти через прядильные отверстия, а затем он собирается в кожухе и разгружается обычным образом.
Количество прядильных отверстий не существенно само по себе и может быть выбрано на основе общих соображений (достаточное расстояние между прядильными отверстиями, риск склейки волокон или филаментов, производительность). В процессе, соответствующем настоящему изобретению, количество отверстий составляет обычно 40 - 1000, но количество скажем, равное 10000, не исключается (особенно для центрифуг большого диаметра).
Диаметр прядильных отверстий играет важную роль в центрифугальном прядильном процессе, выполненном в соответствии с настоящим изобретением. Если этот диаметр увеличивается, то риск забивания отверстий в результате попадания инородных частиц в прядильный раствор уменьшается, и при этом снижаются требования к фильтрации. Более того, когда диаметр больше, то можно вести формование волокон из прядильного раствора, приготовленного из полимера, который уже в какой-то степени скоагулировал, например, из осажденных продуктов прядильного процесса.
Как было указано ранее, волокнистая масса, изготовленная по способу, выполненному в соответствии с настоящим изобретением, обладает хорошими качествами. Это подтверждается высокой прочностью продукции, которую изготавливают из этой волокнистой массы. Было установлено, что эти свойства могут быть приданы в еще большей степени путем увеличения диаметра прядильных отверстий. По этим причинам диаметр прядильного отверстия или отверстий предпочтительно превышает 30 мкм. Оптимальные результаты получаются при диаметре, большем 120 мкм и меньшем 500 мкм.
Свойства волокнистой массы, изготовленной таким образом, превосходят волокнистую массу, полученную из волокон, выработанных обычным мокрым способом прядения, и первая значительно дешевле. Причины, по которым получаются более высокие качества, пока не полностью известны, но является фактом то, что волокна, изготовленные по способу, выполненному в соответствии с настоящим изобретением, обладают рядом особенностей, не наблюдавшихся ранее. Например, было установлено, что волокна содержат ряд удлиненных и/или сферических пустот (диаметр которых обычно составляет порядка 30 - 40% диаметра волокна и суммарный объем пустот по отношению к полному объему волокна составляет, например, 0,1-0,2). Кроме того, в противоположность тому, что специалист в данной области, мог бы предположить, структура полимера около и глубже от поверхности волокна такая же, как и структура полимера в середине волокна, и диапазон распределения диаметров волокон (диапазон линейной плотности) шире при увеличенном диаметре прядильных отверстий. Также установлено, что большая средняя линейная плотность, выше 2 дтекс и предпочтительно больше 4 дтекс, оказывает благоприятное действие на свойства волокнистой массы в случае изготовления волокон по способу, выполненному в соответствии с настоящим изобретением.
Следует отметить, что волокна, имеющие линейную плотность, меньшую 2 дтекс, исключаются из объема настоящего изобретения, так как эти более тонкие волокна очень подходят для использования, например, в текстиле.
Изобретение будет далее проиллюстрировано конкретным примером его осуществления со ссылками на прилагаемый чертеж.
На единственной фигуре показано схематически поперечное сечение конструкции, подходящей для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, однако настоящее изобретение не ограничено этой конструкцией.
Центрифуга 1, имеющая диаметр 30 см, присоединена к подающей трубе 2 для подачи прядильного раствора. В месте, где центрифуга 1 охватывает подающую трубу 2, установлено уплотнение 3 (так называемое вязкое уплотнение). Центрифуга 1 изготовлена из нержавеющей стали и имеет двойную стенку для того, чтобы поддерживать фильеры 9 (которые изготовлены из сплава золота и платины 70/30) при определенной температуре подачей потока горячей жидкости вокруг них. Ряд фильер 9 размещен равномерно по периферии центрифуги. Каждая фильера 9 содержит ряд прядильных отверстий. Прядильные отверстия имеют коническую форму на входе и цилиндрическую форму на выходе и отношение полной длины прядильного отверстия к диаметру цилиндрической части составляет 1,5. Вокруг центрифуги 1 размещен кожух 4 с внутренним диаметром 50 см. Кожух 4 изготовлен из поливинилхлорида (ПВХ) и имеет кольцевой канал 5 в верхней части. К этому кольцевому каналу присоединены подающие трубы 6, по которым можно подавать коагулянт. Если производят подачу коагулянта, то он заполняет кольцевой канал 5. Коагулянт не может выйти из кольцевого канала 5 иначе, чем через отверстие 7, являющееся тоже кольцевым. В зависимости от ширины отверстия 7 и от количества подаваемого коагулянта, занавес, или пленка 8, образуется в кожухе 4. После экструзии через фильеры 9 волокна, или филаменты, попадают в коагулянт. Коагулянт обеспечивает условия, при которых волокна, или филаменты, достигают фазы отверждения и стекают в направлении выгрузки. Около открытого нижнего конца кожуха 4 размещена наклонная приемная поверхность 10. Приемная поверхность 10 имеет конусную форму, и около ее конца вода с приемной поверхности 10 стекает в дренажную систему. Лента, которая становится в определенной степени уже из-за сужения приемной поверхности, поступает в промывочную машину.
Пример 1 - волокна из чистого полимера
а) Подготовка чистого полимера
Как указано в методике, описанной в примере 6 патента США N 4308374, поли-(пара-фенилтерефталамид) (PPTD) был подготовлен с использованием смеси N-метилпиролидена и хлористого кальция. После нейтрализации, промывки и сушки был получен полимер, который имел вязкость 5,4.
b) Подготовка прядильного раствора из чистого полимера
В качестве растворителя использовали серную кислоту с концентрацией 99,8%. Раствор был приготовлен по методике, описанной в примере 3 патента США N 4320081. Окончательное содержание PPTD в прядильном растворе составляло 19,4%. Прядильный раствор демонстрировал оптическую анизотропию.
с) Центрифугальное прядение из прядильного раствора
Прядильный раствор перерабатывали на установке, описанной выше. Выбранным коагулянтом была вода при температуре 15oC и расход ее составлял 3000 л/час. Наружный диаметр центрифуги составлял 30 см и внутренний диаметр кожуха - 50 см, а так называемый зазор - 10 см. Внутренний радиус кожуха был на 67% больше наружного радиуса центрифуги. Количество прядильных отверстий составляло 48. Ленту выводили, нейтрализовали, промывали и наматывали в непрерывном процессе при ранее описанных условиях.
Другие параметры (Rotation - частота вращения, Dorf - диаметр прядильного отверстия. Press - избыточное давление в центрифуге. Through - расход прядильного раствора по массе, Draw - коэф. вытяжки волокон, или филаментов) приведены в табл. 1. Кроме того, следует отметить, что в этом примере избыточное давление в центрифуге является так называемым выходным параметром, который не зависит от частоты вращения и от расхода прядильного раствора.
Пример 2 - волокна, изготовленные из осадочных материалов прядильного процесса
а) Подготовка прядильного раствора из осадочных материалов прядильного процесса
b) 330 г Отвердевших осадочных материалов прядильного процесса поместили в спаренную мешалку модели IKA двумя порциями с интервалом около 5 мин. Смешивание производили в вакууме при температуре 87oC в течение получаса, после чего добавляли 18,4 г серной кислоты (99,8%). Затем производили еще один цикл смешивания в течение получаса, после чего весь прядильный раствор расплавляли. Расчетное содержание арамида составляло 18,4%.
с) Центрифугальное прядение из прядильного раствора.
Прядильный раствор, приготовленный в соответствии с п. а), был переработан на описанной выше установке, за исключением того, что использовали открытую центрифугу. Температура коагулянта составляли 13oC, количество прядильных отверстий - 300. Другие параметры приведены в табл. 1, эксперимент N 15.
Пример 3 - волокна, имеющие высокий номер
Прядильный раствор из примера 2 перерабатывали при условиях, описанных в этом примере, за исключением того, что количество прядильных отверстий было 72. Другие параметры приведены в табл. 1, эксперимент N 16.
Пример 4 - волокна, имеющие низкий номер
Прядильный раствор из примера 1 перерабатывали при условиях, описанных в этом примере, за исключением того, что количество прядильных отверстий было 144. Другие параметры приведены в табл. 1, эксперимент N 17. После формования волокно, полученное в этом примере, сушили в транспортерной сушилке при температуре 90oC в течение 3 мин до относительной влажности 8%.
Пример 5 - волокна, выработанные при большом расходе прядильного раствора
Прядильный раствор из примера 1 перерабатывали при условиях, описанных в этом примере, за исключением того, что количество прядильных отверстий было 576. Коагулянт содержал растворенную в воде серную кислоту концентрацией 17,2%; внутренний диаметр кожуха составлял 60 см (т.е. на 100% больше наружного диаметра центрифуги). Другие параметры приведены в табл. 1, эксперимент N 18.
Пример 6 - волокна, выработанные при высокой частоте вращения
Прядильный раствор из примера 1 перерабатывали при условиях, описанных в этом примере, за исключением того, что количество прядильных отверстий было 60. Другие параметры приведены в табл. 1, эксперимент N 19.
Термин "Вытяжка" в табл. 1 использован для обозначения расчетного (путем деления скорости вывода ленты на скорость прохождения раствора через прядильное отверстие) значения вытяжки.
Прочность волокна в экспериментах N 5, 12, 14 и 19 была измерена в соответствии со стандартом ASTM/DIN D225690, и имела значения 13.75, 15.24, 14.20 и 20.00 сН/дтекс соответственно.
Пример 7. Переработка ленты в волокнистую массу
Лента, полученная в соответствии с примерами 1, 2, 3, 4 и 5, и четыре образца волокна, полученных в обычных прядильных процессах (эксперимент поз. v1 - v4) после нейтрализации и промывки были пропущены через резак (модель Neumag - NMC 150) и нарезаны на отрезки длиной 6 мм. Отрезки были фибриллированы в рафинировочных вальцах и превращены в волокнистую массу. Как волокнистую массу, так и уплотнение, изготовленное из этой массы обладали превосходными качествами, представленными в табл. 2 и 3, соответственно (SR - число Чоппера - Рейглера, SSA - удельная площадь поверхности, AL - средняя длина волокна, WL - весовая длина волокна, GP - газовая проницаемость, Q1 - прочность уплотнения в продольном направлении волокон, QW - прочность уплотнения в поперечном направлении волокна. Sieve - доля удерживаемых частиц, Wet dens - плотность во влажном состоянии.
Примечание: методика измерения свойств волокнистой массы не была еще стандартизована. По возможности использовали методику измерения, заимствованную в производстве бумаги (стандарты TAPP 1)).
При оценке применимости волокнистой массы в качестве сырья для уплотнений или в качестве топливных материалов параметры QW и Sieve имеют особенно важное значение. QW является нормативом, характеризующим прочность такого материала, потому что он всегда меньше показателя Q1. Параметр Sieve является показателем, непосредственно определяющим способность волокнистой массы улавливать частицы, дающим косвенную оценку связанности материала в конечном изделии (уплотнениях, тормозных колодках и т.п.). Данные в таблицах очень четко показывают, что свойства волокнистой массы улучшаются с увеличением скорости отбора волокна. При высоких скоростях отбора волокна эти качества даже превосходят свойства волокнистой массы, изготовленной из волокон, полученных в обычном мокром прядильном процессе.

Claims (11)

1. Способ прядения волокон или филаментов из прядильного раствора с использованием центрифуги, при котором прядильный раствор экструдируют из центрифуги в коагулянт внутри кожуха, отличающийся тем, что прядильный раствор экструдируют через одно или более прядильных отверстий в стенке центрифуги, при этом внутренний радиус кожуха, по меньшей мере, на 35% превышает радиус наружной поверхности центрифуги.
2. Способ прядения волокон или филаментов из прядильного раствора с использованием центрифуги, при котором прядильный раствор экструдируют из центрифуги в коагулянт внутри кожуха, отличающийся тем, что прядильный раствор экструдируют через одно или более отверстий в стенке центрифуги, при этом угловую скорость центрифуги, умноженную на внутренний радиус кожуха, поддерживают превышающей 20 м/с.
3. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что используют прядильный раствор, который является оптически анизотропным.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полностью или частично коагулировавшие волокна или филаменты соединяются вместе и образуют ленту, после чего ленту нейтрализуют, и/или промывают, и/или сушат в непрерывном процессе.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что разница между внутренним радиусом кожуха и наружным радиусом центрифуги составляет более 7 см.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что диаметр центрифуги превышает 20 см, но меньше 60 см.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что поддерживают частоту вращения центрифуги в пределах 1000 - 5000 об/мин.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что центрифугу оснащают средствами, позволяющими подавать прядильный раствор под давлением.
9. Волокна и филаменты из прядильного раствора, отличающиеся тем, что они получены при использовании способа по любому из пп.1 - 8, и эти волокна содержат множество продолговатых и/или сферических пустот.
10. Волокна и филаменты из прядильного раствора, отличающиеся тем, что они получены по любому из пп.1 - 8, причем полимер около и в глубине от поверхности волокна имеет в значительной степени ту же самую структуру, что и полимер в середине волокна.
11. Волокнистая масса из волокон, полученных из прядильного раствора, отличающаяся тем, что использованы волокна согласно п.9 или 10.
RU97116402A 1995-03-03 1996-03-01 Способ прядения волокон или филаментов (варианты), волокна и филаменты (варианты), волокнистая масса RU2144099C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9500420 1995-03-03
NL9500420 1995-03-03
PCT/EP1996/000914 WO1996027700A1 (en) 1995-03-03 1996-03-01 Centrifugal spinning process for spinnable solutions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97116402A RU97116402A (ru) 1999-07-10
RU2144099C1 true RU2144099C1 (ru) 2000-01-10

Family

ID=19865669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97116402A RU2144099C1 (ru) 1995-03-03 1996-03-01 Способ прядения волокон или филаментов (варианты), волокна и филаменты (варианты), волокнистая масса

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6159597A (ru)
EP (2) EP0813622B1 (ru)
JP (1) JP3982589B2 (ru)
KR (1) KR100421306B1 (ru)
CN (1) CN1064091C (ru)
AT (2) ATE210210T1 (ru)
AU (1) AU704883B2 (ru)
DE (2) DE69617755T2 (ru)
ES (2) ES2139340T3 (ru)
RU (1) RU2144099C1 (ru)
WO (1) WO1996027700A1 (ru)
ZA (1) ZA961712B (ru)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6136244A (en) * 1996-02-14 2000-10-24 Akzo Nobel N.V. Process for preparing cellulose fibres and filaments
US6221487B1 (en) 1996-08-23 2001-04-24 The Weyerhauser Company Lyocell fibers having enhanced CV properties
JP4018152B2 (ja) * 1996-08-23 2007-12-05 ウェイアーヒューサー・カンパニー リヨセル繊維およびその製造方法
US6605350B1 (en) 1996-08-23 2003-08-12 Weyerhaeuser Company Sawdust alkaline pulp having low average degree of polymerization values and method of producing the same
US6210801B1 (en) 1996-08-23 2001-04-03 Weyerhaeuser Company Lyocell fibers, and compositions for making same
US6306334B1 (en) 1996-08-23 2001-10-23 The Weyerhaeuser Company Process for melt blowing continuous lyocell fibers
US6235392B1 (en) 1996-08-23 2001-05-22 Weyerhaeuser Company Lyocell fibers and process for their preparation
US6331354B1 (en) 1996-08-23 2001-12-18 Weyerhaeuser Company Alkaline pulp having low average degree of polymerization values and method of producing the same
NL1004957C2 (nl) * 1997-01-09 1998-07-13 Akzo Nobel Nv Werkwijze voor het bereiden van weinig fibrillerende cellulose vezels.
EP0853146A3 (de) * 1997-01-09 1999-03-24 Akzo Nobel N.V. Verfahren zur Herstellung von cellulosischen Fasern und cellulosische Fasern
US6686040B2 (en) 1999-02-24 2004-02-03 Weyerhaeuser Company Use of thinnings and other low specific gravity wood for lyocell products
US6797113B2 (en) 1999-02-24 2004-09-28 Weyerhaeuser Company Use of thinnings and other low specific gravity wood for lyocell pulps method
US6686039B2 (en) 1999-02-24 2004-02-03 Weyerhaeuser Company Use of thinnings and other low specific gravity wood for lyocell pulps
US6685856B2 (en) 1999-02-24 2004-02-03 Weyerhaeuser Company Use of thinnings and other low specific gravity wood for lyocell products method
TWI236878B (en) * 2001-04-20 2005-08-01 Philip Morris Prod High surface area micro-porous fibers from polymer solutions
US7423084B2 (en) 2002-02-15 2008-09-09 Dsm Ip Assets B.V. Method of producing high strength elongated products containing nanotubes
US20070182054A1 (en) * 2006-01-12 2007-08-09 Kachmar Wayne M Method for manufacturing product markers
FR2898139B1 (fr) * 2006-03-06 2008-05-30 Nanoledge Sa Procede de fabrication de produits extrudes composites polymeres et nanotubes de carbone
US20090326128A1 (en) * 2007-05-08 2009-12-31 Javier Macossay-Torres Fibers and methods relating thereto
EP2265752B1 (en) * 2008-03-17 2020-09-09 The Board of Regents of The University of Texas System Superfine fiber creating spinneret and uses thereof
US8658067B2 (en) 2011-02-07 2014-02-25 Fiberio Technology Corporation Apparatuses and methods for the deposition of microfibers and nanofibers on a substrate
EP2776614A1 (de) 2011-11-12 2014-09-17 QMilch IP GmbH Verfahren zur herstellung von milchprotein-fasern
CN105121716B (zh) * 2013-02-13 2017-10-10 哈佛学院院长等 浸没旋转喷射纺丝装置(irjs)及其用途
CN103498203B (zh) * 2013-09-26 2016-12-07 徐东 湿法纺丝离心式生产设备
CN103572385B (zh) * 2013-10-29 2017-06-20 苏州大学 一种鼓式可控变速喷纺成型装置
CN104385683A (zh) * 2014-11-03 2015-03-04 徐东 一种新型聚酰亚胺纸生产设备
CN104862827B (zh) * 2015-05-29 2017-01-25 浙江理工大学 一种制备高支链淀粉纤维的方法
CN105133183B (zh) * 2015-10-15 2019-03-22 五邑大学 一种含高密度胺基的微纳米纤维膜及其离心纺丝制备方法和应用
US10676614B2 (en) * 2016-04-20 2020-06-09 Clarcor Inc. High molecular and low molecular weight fine fibers and TPU fine fibers
AU2018330936A1 (en) 2017-09-08 2020-03-26 Board Of Regents Of The University Of Texas System Mechanoluminescence polymer doped fabrics and methods
WO2020172207A1 (en) 2019-02-20 2020-08-27 Board Of Regents, University Of Texas System Handheld/portable apparatus for the production of microfibers, submicron fibers and nanofibers
CN110331453B (zh) * 2019-05-28 2020-12-15 武汉纺织大学 一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头
CN110158165A (zh) * 2019-06-18 2019-08-23 广东工业大学 一种离心静电纺丝喷头
CN110331471A (zh) * 2019-07-04 2019-10-15 宁夏泰和芳纶纤维有限责任公司 一种对位芳纶纺丝废原液回收再利用装置及方法
CN114481352A (zh) * 2022-01-26 2022-05-13 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种离心纺丝气凝胶纤维、其制备方法及应用

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5518397Y2 (ru) * 1974-02-27 1980-04-28
NL157327C (nl) * 1975-02-21 1984-05-16 Akzo Nv Werkwijze ter bereiding van poly-p-fenyleentereftaalamide.
JPS6015724B2 (ja) * 1977-07-29 1985-04-22 旭化成株式会社 芳香族ポリアミド繊維の製造方法
NL172680C (nl) * 1979-06-08 1983-10-03 Akzo Nv Werkwijze ter vervaardiging van vezels uit poly-p-fenyleentereftaalamide en de aldus vervaardigde produkten.
DE3128872A1 (de) * 1981-07-22 1983-02-10 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur reproduzierbaren herstellung von formteilchen unterschiedlicher geometrie aus polymerdispersionen, schmelzen oder loesungen
FR2543169B1 (fr) * 1983-03-23 1986-03-28 Saint Gobain Isover Procede de production de fibres phenoplastes
US5151390A (en) * 1986-06-13 1992-09-29 Toa Nenryo Kogyo Kabushiki Kaisha Silicon nitride-based fibers and composite material reinforced with fibers
US5104599A (en) * 1987-03-05 1992-04-14 Allied-Signal Inc. Method of forming short fibers composed of anisotropic polymers
US5225489A (en) * 1987-03-05 1993-07-06 Allied-Signal Inc. Composites of thermoplastic and thermoplastic polymers having therein short fibers derived from anisotropic polymers
KR910004700B1 (ko) * 1988-12-27 1991-07-10 주식회사 코오롱 방향족 폴리아미드 단섬유와 그 제조방법
KR920008999B1 (ko) * 1990-04-04 1992-10-12 주식회사 코오롱 방향족 폴리아미드 단섬유의 제조방법
US5075963A (en) * 1990-10-26 1991-12-31 At&T Bell Laboratories Method and apparatus for attaching successive pairs of wires to a data connector having fine-pitch contacts
JP3448611B2 (ja) * 1993-04-08 2003-09-22 東燃ゼネラル石油株式会社 低酸素ポリメタロシラザン及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1064091C (zh) 2001-04-04
KR19980702536A (ko) 1998-07-15
DE69604386D1 (de) 1999-10-28
EP0939148B1 (en) 2001-12-05
WO1996027700A1 (en) 1996-09-12
EP0813622A1 (en) 1997-12-29
CN1177385A (zh) 1998-03-25
DE69617755D1 (de) 2002-01-17
AU4945096A (en) 1996-09-23
ES2139340T3 (es) 2000-02-01
AU704883B2 (en) 1999-05-06
EP0939148A1 (en) 1999-09-01
ATE210210T1 (de) 2001-12-15
JPH11501087A (ja) 1999-01-26
DE69604386T2 (de) 2000-04-13
EP0813622B1 (en) 1999-09-22
US6159597A (en) 2000-12-12
ZA961712B (en) 1996-09-06
JP3982589B2 (ja) 2007-09-26
ES2165221T3 (es) 2002-03-01
DE69617755T2 (de) 2002-08-08
KR100421306B1 (ko) 2004-04-21
ATE184924T1 (de) 1999-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2144099C1 (ru) Способ прядения волокон или филаментов (варианты), волокна и филаменты (варианты), волокнистая масса
KR100471549B1 (ko) 리오셀 섬유 및 그 제조방법
EP0944753B1 (en) Method of manufacture of nonwoven fabric
US5296286A (en) Process for preparing subdenier fibers, pulp-like short fibers, fibrids, rovings and mats from isotropic polymer solutions
RU2458191C2 (ru) Частицы, состоящие из композиционного материала пара-арамида и дополнительного материала
KR20030004395A (ko) 라이오셀 섬유
RU2156839C2 (ru) Волокна фибрилловой системы (варианты), формованное изделие, способ изготовления волокон фибрилловой системы, прядильная фильера для изготовления волокон фибрилловой системы
RU2120504C1 (ru) Способ изготовления целлюлозного волокна и устройство для его осуществления
RO107701B1 (ro) Procedeu pentru obtinerea unui corp de formare, celulozic
RU2061115C1 (ru) Способ производства целлюлозных волокон и пленок
JPH02234909A (ja) リオトロピック液晶ポリマーからサブデニール繊維を製造する方法
KR19980701273A (ko) 압출물 제조방법(manufacture of extruded atricles)
US8915457B2 (en) Cellulose fibrillation
AU740994B2 (en) Method for producing cellulose fibres
US4943481A (en) Polyether imide fibers
JP4593667B2 (ja) 産業用セルロース繊維
AU728166B2 (en) Centrifugal spinning process for spinnable solutions
CN110409057A (zh) 超细纤维无纺布及其制备方法
JPH0214443B2 (ru)
US4126656A (en) Method for manufacturing filaments of viscose
KR0178360B1 (ko) 등방성 폴리머 용액으로부터 서브데니어 섬유, 펄프상 단섬유, 피브리드, 로빙 및 매트의 제조 방법
JP2003531313A (ja) 機械的細化を用いたメルトブロー法
CA2102568C (en) Strong discontinuous polyethylene fibres
CN110359113A (zh) Ptfe纤维布的生产工艺
Roscelli et al. Luo et al.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150302