RU2215071C1 - Фильера для формования химических нитей и волокон из растворов - Google Patents
Фильера для формования химических нитей и волокон из растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2215071C1 RU2215071C1 RU2002113132/12A RU2002113132A RU2215071C1 RU 2215071 C1 RU2215071 C1 RU 2215071C1 RU 2002113132/12 A RU2002113132/12 A RU 2002113132/12A RU 2002113132 A RU2002113132 A RU 2002113132A RU 2215071 C1 RU2215071 C1 RU 2215071C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zirconium
- die
- spinneret
- fibers
- dies
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D4/00—Spinnerette packs; Cleaning thereof
- D01D4/02—Spinnerettes
- D01D4/022—Processes or materials for the preparation of spinnerettes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: фильера для формования химических нитей и волокон из растворов выполнена из сплава циркония, содержащего цирконий, ниобий, кислород и примеси, а также содержит азот, кремний, железо и молибден при следующем содержании в нем элементов, мас.%.: ниобий 0,05-1,1; кислород 0,001-0,2; азот 0,001-0,006; кремний 0,001-0,02; железо 0,001-0,05; молибден 0,001-0,005; примеси 0,005-0,26; цирконий остальное. Технический результат: увеличивается срок эксплуатации фильеры на 8-27%, повышается устойчивость процесса формования и качество получаемых нитей и волокон (количество внешних дефектов снижается на 3-18%, обрывность нити при перемотке снижается на 3-16%) без ухудшения коррозионной стойкости фильер. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области фильер для формования химических нитей и волокон из растворов, в частности к фильерам из материала на основе циркония.
Известна фильера из сплава платина-палладий (75-25) для формования химических нитей и волокон из растворов (ТУ 3-1744-88 Фильеры для формирования химических нитей и волокон из растворов).
Известная фильера отличается высокой коррозионной стойкостью в технологическом растворе очистки фильер и обеспечивает необходимое качество получаемых нитей и волокон.
Недостатками известной фильеры являются ее очень высокая стоимость, сравнительно небольшой срок эксплуатации и высокая обрывность нитей и волокон, полученных с помощью известной фильеры, при их перемотке.
Известна фильера из циркония для изготовления нитей искусственного шелка (Металлургия циркония. Пер. с англ. под ред. Г.А. Меерсона и Ю.В. Гагаринского М., ИЛ., 1959, с.25). Известная фильера отличается значительно более низкой стоимостью по сравнению с фильерой из сплава платина-палладий (75-25), обеспечивает необходимое качество получаемых нитей. Но при этом материал (цирконий) указанной фильеры обладает более низкой, чем платино-палладиевый сплав, коррозионной стойкостью в технологическом растворе очистки фильер, что снижает срок их эксплуатации.
Высокая вязкость циркония ведет к его налипанию на режущий инструмент в процессе изготовления фильеры. Особые затруднения вызывает изготовление калибрующего отверстия диаметром менее 0,1 мм, что способствует удорожанию процесса. В результате некачественного изготовления калибрующего отверстия повышается вероятность обрыва формируемых нитей и волокон при их перемотке, что снижает потребительские свойства товара и удлиняет процесс.
Наиболее близким техническим решением, выбранным авторами за прототип, является известная фильера из материала на основе циркония для формирования химических нитей и волокон из растворов, выполненная из сплава циркония при следующем содержании в нем элементов, мас. %: ниобий 0,05-1,1; кислород 0,001-0,1; примеси 0,01-0,35; цирконий - остальное (патент РФ 2174565, Д 01 Д 4/02, 2001г.)
Известная фильера отличается от предыдущей значительно более низкой стоимостью, обеспечивает необходимое качество получаемых нитей, более высокую коррозионную стойкость в технологическом растворе очистки фильер и более технологична в изготовлении. Однако и данной фильере, хотя и в меньшей мере, присущи недостатки фильеры из циркония. В результате недостаточно точного воспроизведения геометрии и чистоты обработки калибрующего отверстия, вызванных налипанием материала фильеры на режущий инструмент, все еще велик процент текстильной нити и волокон, не соответствующих требованиям ГОСТ 8871-84 по внешним дефектам и обрывности нитей (волокон) при их перемотке.
Известная фильера отличается от предыдущей значительно более низкой стоимостью, обеспечивает необходимое качество получаемых нитей, более высокую коррозионную стойкость в технологическом растворе очистки фильер и более технологична в изготовлении. Однако и данной фильере, хотя и в меньшей мере, присущи недостатки фильеры из циркония. В результате недостаточно точного воспроизведения геометрии и чистоты обработки калибрующего отверстия, вызванных налипанием материала фильеры на режущий инструмент, все еще велик процент текстильной нити и волокон, не соответствующих требованиям ГОСТ 8871-84 по внешним дефектам и обрывности нитей (волокон) при их перемотке.
Заявляемое техническое решение направлено на увеличение срока эксплуатации фильеры, на повышение устойчивости процесса формования и качества получаемых нитей и волокон без ухудшения коррозионной стойкости фильер.
Указанная задача решается следующим образом.
В отличие от известной фильеры для формирования химических нитей и волокон из растворов, выполненной из сплава циркония, содержащего, кроме того, ниобий, кислород и примеси, по заявляемому техническому решению сплав циркония, из которого выполнена фильера, дополнительно содержит азот, кремний, железо и молибден при следующем содержании в нем элементов, мас.%:
Ниобий - 0,05 - 1,1
Кислород - 0,001 - 0,2
Азот - 0,001 - 0,006
Кремний - 0,001 - 0,02
Железо - 0,001 - 0,05
Молибден - 0,001 - 0,005
Примеси - 0,005 - 0,26
Цирконий - Остальное
При анализе патентных и научно-технических источников не выявлено технических решений, обладающих всей совокупностью существенных признаков заявленной фильеры, что подтверждает новизну изобретения.
Ниобий - 0,05 - 1,1
Кислород - 0,001 - 0,2
Азот - 0,001 - 0,006
Кремний - 0,001 - 0,02
Железо - 0,001 - 0,05
Молибден - 0,001 - 0,005
Примеси - 0,005 - 0,26
Цирконий - Остальное
При анализе патентных и научно-технических источников не выявлено технических решений, обладающих всей совокупностью существенных признаков заявленной фильеры, что подтверждает новизну изобретения.
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что известно применение циркониевого сплава Э-110, содержащего 0,9-1,1 мас.% ниобия, до 0,1 мас.% кислорода и до 0,05 мас.% гафния в активной зоне ядерных реакторов РБМК ВВЭР. Применение циркониевых сплавов для изготовления фильер, кроме известного по прототипу, не выявлено.
Заявляемое техническое решение явным образом не следует из уровня техники, т.к. влияние азота, кремния, железа и молибдена в сочетании с другими элементами, входящими в состав циркониевых сплавов, на срок эксплуатации фильеры, на устойчивость процесса формирования нитей и волокон, на коррозионную стойкость фильеры в технологических растворах очистки фильер не известно и носит нелинейный характер. Кроме того, для выявления оптимального химического состава циркониевого сплава для изготовления фильер требуется проведение большого количества дорогостоящих экспериментов. Таким образом, заявляемая фильера соответствует критерию патентоспособности изобретения "изобретательский уровень".
Изготовление фильеры из циркониевого сплава, содержащего, мас.%: ниобий - 0,05-1,1; кислород - 0,001-0,2; азот - 0,001-0,006; кремний - 0,001-0,02; железо - 0,001-0,05; молибден - 0,001-0,005; примеси 0,005-0,26; цирконий - остальное приводит к значительному увеличению срока эксплуатации фильеры (времени работы фильеры до замены), повышению устойчивости процесса формирования нитей и волокон, повышению качества нитей и волокон (снижение количества внешних дефектов на нитях и уменьшение обрывности при их перемотке) без ухудшения коррозионной стойкости фильер в технологических растворах их очистки. Это связано с тем, что введение в циркониевый сплав дополнительных элементов в заявленных интервалах оказывает существенное влияние на структуру и качество обработки рабочей поверхности отверстий фильеры, что приводит к меньшему сродству (прилипаемости) прядильного раствора (вискозы) к стенкам формующего отверстия у заявляемой фильеры по сравнению с прототипом и аналогами. Это обусловлено благоприятным сочетанием электрохимических характеристик вискозы и заявляемой фильеры. Как результат этого - повышение устойчивости процесса формования. Экструзия вискозы через отверстие заявляемой фильеры обеспечивает получение более однородной, менее дефектной струи - филамента, а значит и более качественных нитей и волокон (с меньшим количеством внешних дефектов и меньшей обрываемостью при их перемотке).
Кроме того, меньшее сродство (прилипаемость) прядильного раствора (вискозы) к стенкам формирующего капилляра у заявляемой фильеры приводит к значительному увеличению срока ее эксплуатации (времени работы фильеры до замены) по сравнению с прототипом. Это позволяет получать качественные нити и волокна при меньшем количестве фильер, необходимом для процесса формования.
Заявленные интервалы содержания в циркониевом сплаве азота, кремния, железа, молибдена не приводят к ухудшению коррозионной стойкости заявляемой фильеры в технологическом растворе их очистки. Для проверки заявляемого технического решения были приведены сравнительные испытания образцов фильер из сплава платина-палладий (аналог), из циркония (аналог), из циркониевого сплава (прототип) и циркониевого сплава (заявляемое решение) в лабораторных условиях. Для испытаний были изготовлены три новые фильеры из стандартного сплава платина-палладий с диаметром колпачка 12,5 мм с 50-ю отверстиями диаметром 0,08 мм, а также по три экспериментальные фильеры аналогичного типа из циркония (аналог), из циркониевого сплава (прототип) и циркониевого сплава (заявляемое решение) с 52 отверстиями. Протяженность цилиндрической части отверстия сравниваемых фильер была одинаковой и составила 0,12 мм.
Испытания проводили на лабораторной прядильной установке по программе, моделирующей производственный процесс получения полиакрилонитрильной нити (ПАН) технического назначения. Эксперимент на каждой из фильер проводили многократно до выхода ее из строя, что позволило выполнить статистический анализ полученных результатов с оценкой вероятности различия выборок для четырех сравниваемых групп фильер. План эксперимента содержал большое количество контролируемых параметров, характеризующих как технологические процессы получения ПАН нити и очистки фильер в технологическом растворе, так и физико-механические и качественные показатели нити, срок эксплуатации фильер и т. д. Одновременно по стандартным методикам оценивали коррозионную стойкость образцов фильер в технологическом растворе их очистки. Эти результаты приведены в таблице.
Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа и аналогов более продолжительным сроком эксплуатации фильеры (относительное время работы фильеры до замены 1,08-1,27 у заявляемого решения, 1 - у прототипа и 0,58 и 0,64 - у аналогов), более высокой устойчивостью процесса формования нитей и волокон (высокая у заявляемого решения и средняя - у прототипа и аналогов), более высоким качеством получаемых нитей и волокон (относительный показатель внешних дефектов 0,82-0,97 у заявляемого решения, 1 - у прототипа и 1,15 и 1,2 - у аналогов; относительный показатель обрывности нити при перемотке 0,84-0,97 у заявляемого решения, 1 - у прототипа и 1,2 и 1,23 - у аналогов) без ухудшения коррозионной стойкости фильер в технологическом растворе их очистки (относительная скорость коррозии 0,72-0,9 у заявляемого решения, 0,9 - у прототипа и 1 и 1,24 - у аналогов).
Установлено, что образцы ПАН нитей, полученные с применением фильер из платино-палладиевого сплава (аналог), из циркония (аналог), из циркониевого сплава (прототип) и из циркониевого сплава (заявляемое решение) имеют одинаковые физико-механические характеристики: прочность на разрыв, удлинение и модуль.
Оптимальным составом циркониевого сплава для фильеры является следующий, мас.%:
Ниобий - 0,05 - 1,1
Кислород - 0,001 - 0,2
Азот - 0,001 - 0,006
Кремний - 0,001 - 0,02
Железо - 0,001 - 0,05
Молибден - 0,001 - 0,005
Примеси - 0,005 - 0,26
Цирконий - Остальное
Уменьшение в циркониевом сплаве количества: азота менее 0,001 мас.% (опыт 4), кремния менее 0,001 мас.% (опыт 9), железа менее 0,001 мас.% (опыт 14), молибдена менее 0,001 мас.% (опыт 19) и примесей менее 0,05 мас.% (опыт 24) не приводит к существенному повышению срока эксплуатации фильеры, устойчивости процесса формования и качества нитей и волокон, при этом происходит значительное повышение стоимости сплава.
Ниобий - 0,05 - 1,1
Кислород - 0,001 - 0,2
Азот - 0,001 - 0,006
Кремний - 0,001 - 0,02
Железо - 0,001 - 0,05
Молибден - 0,001 - 0,005
Примеси - 0,005 - 0,26
Цирконий - Остальное
Уменьшение в циркониевом сплаве количества: азота менее 0,001 мас.% (опыт 4), кремния менее 0,001 мас.% (опыт 9), железа менее 0,001 мас.% (опыт 14), молибдена менее 0,001 мас.% (опыт 19) и примесей менее 0,05 мас.% (опыт 24) не приводит к существенному повышению срока эксплуатации фильеры, устойчивости процесса формования и качества нитей и волокон, при этом происходит значительное повышение стоимости сплава.
Увеличение в циркониевом сплаве количества: азота более 0,006 мас.% (опыт 8), кремния более 0,02 мас.% (опыт 13), железа более 0,05 мас.% (опыт 18), молибдена более 0,005 мас. % (опыт 23) и примесей более 0,026 мас.% (опыт 28) приводит к значительному снижению коррозионной стойкости циркониевого сплава в технологическом растворе очистки фильер.
Для проведения полномасштабных производственных испытаний по заявляемому решению на ОАО Мосточлегмаш г. Москва была изготовлена опытная партия фильер типа Ф41Цр 12,5 в количестве 500 штук из заготовок, изготовленных на ОАО ЧМЗ, и передана на испытание на ОАО "Клинволокно".
Claims (1)
- Фильера для формования химических нитей и волокон из растворов, выполненная из сплава циркония, содержащего цирконий, ниобий, кислород и примеси, отличающаяся тем, что сплав циркония дополнительно содержит азот, кремний, железо и молибден при следующем содержании в нем элементов, мас. %:
Ниобий - 0,05-1,1
Кислород - 0,001-0,2
Азот - 0,001-0,006
Кремний - 0,001-0,02
Железо - 0,001-0,05
Молибден - 0,001-0,005
Примеси - 0,005-0,26
Цирконий - Остальное
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113132/12A RU2215071C1 (ru) | 2002-05-18 | 2002-05-18 | Фильера для формования химических нитей и волокон из растворов |
CA002492760A CA2492760A1 (en) | 2002-05-18 | 2003-03-31 | Spinneret for forming chemical threads and fibres from solutions |
JP2004505417A JP2005526191A (ja) | 2002-05-18 | 2003-03-31 | 溶液から化学糸及び繊維を形成する為の紡糸口金 |
PCT/RU2003/000129 WO2003097907A1 (fr) | 2002-05-18 | 2003-03-31 | Filiere de formation de fils et fibres chimiques a partir de solutions |
UA20041210346A UA76048C2 (en) | 2002-05-18 | 2003-03-31 | Nozzle for formation of chemical thread and fiber from solution |
US10/515,103 US20050214395A1 (en) | 2002-05-18 | 2003-03-31 | Spinneret for forming chemical threads and fibres from solutions |
CNB038113643A CN100347347C (zh) | 2002-05-18 | 2003-03-31 | 用于由溶液成型化学细丝和纤维的喷丝头 |
EP03715890A EP1520916A4 (en) | 2002-05-18 | 2003-03-31 | SPINNING NOZZLE FOR SPILLING CHEMICAL LIQUIDS AND FIBERS FROM SOLUTIONS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113132/12A RU2215071C1 (ru) | 2002-05-18 | 2002-05-18 | Фильера для формования химических нитей и волокон из растворов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2215071C1 true RU2215071C1 (ru) | 2003-10-27 |
Family
ID=29546568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002113132/12A RU2215071C1 (ru) | 2002-05-18 | 2002-05-18 | Фильера для формования химических нитей и волокон из растворов |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20050214395A1 (ru) |
EP (1) | EP1520916A4 (ru) |
JP (1) | JP2005526191A (ru) |
CN (1) | CN100347347C (ru) |
CA (1) | CA2492760A1 (ru) |
RU (1) | RU2215071C1 (ru) |
UA (1) | UA76048C2 (ru) |
WO (1) | WO2003097907A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107366027B (zh) * | 2017-08-08 | 2019-05-03 | 上海惠浦机电科技有限公司 | 矽衍生化合物喷丝头的制备方法及喷丝头 |
CN112676565B (zh) * | 2020-12-17 | 2021-09-07 | 苏州市吴中喷丝板有限公司 | 一种超硬金属陶瓷材料超细喷丝板生产方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB361842A (en) * | 1930-08-18 | 1931-11-18 | Philips Nv | Improvements in or relating to spinning caps for manufacturing artificial silk |
US4049430A (en) * | 1976-08-18 | 1977-09-20 | Carpenter Technology Corporation | Precipitation hardenable stainless steel |
US4799977A (en) * | 1987-09-21 | 1989-01-24 | Fansteel Inc. | Graded multiphase oxycarburized and oxycarbonitrided material systems |
AT397392B (de) * | 1989-11-29 | 1994-03-25 | Chemiefaser Lenzing Ag | Spinndüse |
US5652001A (en) * | 1993-05-24 | 1997-07-29 | Courtaulds Fibres Limited | Spinnerette |
DK0722510T3 (da) * | 1993-10-06 | 1999-11-01 | Univ Birmingham | Fremgangsmåde til dannelse af et titanlegeringsprodukt |
US5932165A (en) * | 1996-04-18 | 1999-08-03 | Netshape Components, Inc. | Ceramic spinnerets for the production of shaped or void containing fibers |
RU2174565C1 (ru) * | 2000-07-17 | 2001-10-10 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Фильера из материала на основе циркония |
-
2002
- 2002-05-18 RU RU2002113132/12A patent/RU2215071C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-03-31 CN CNB038113643A patent/CN100347347C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-31 JP JP2004505417A patent/JP2005526191A/ja active Pending
- 2003-03-31 US US10/515,103 patent/US20050214395A1/en not_active Abandoned
- 2003-03-31 WO PCT/RU2003/000129 patent/WO2003097907A1/ru active Application Filing
- 2003-03-31 UA UA20041210346A patent/UA76048C2/uk unknown
- 2003-03-31 CA CA002492760A patent/CA2492760A1/en not_active Abandoned
- 2003-03-31 EP EP03715890A patent/EP1520916A4/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20050214395A1 (en) | 2005-09-29 |
EP1520916A1 (en) | 2005-04-06 |
JP2005526191A (ja) | 2005-09-02 |
CA2492760A1 (en) | 2003-11-27 |
WO2003097907A1 (fr) | 2003-11-27 |
WO2003097907A8 (fr) | 2005-04-28 |
CN1701139A (zh) | 2005-11-23 |
UA76048C2 (en) | 2006-06-15 |
EP1520916A4 (en) | 2006-12-06 |
CN100347347C (zh) | 2007-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2208813A1 (en) | Carbon fiber strand and process for producing the same | |
RU2215071C1 (ru) | Фильера для формования химических нитей и волокон из растворов | |
KR100824980B1 (ko) | 단면 변동 계수가 낮은 셀룰로오스 멀티 필라멘트 | |
JP7216177B2 (ja) | 非円形の溶液紡糸スパンデックスフィラメントならびにその製造方法および装置 | |
JP5708896B1 (ja) | 炭素繊維束および耐炎化繊維束 | |
US4576811A (en) | Process for adjusting the fiber structure of mesophase pitch fibers | |
JP5988013B1 (ja) | ガラス繊維用ガラス組成物 | |
RU2174565C1 (ru) | Фильера из материала на основе циркония | |
US20200190705A1 (en) | Carbon fiber bundle and method of manufacturing same | |
US2465408A (en) | Method and apparatus for spinning artificial fibers | |
EP3536827B9 (en) | Surface processing method for tantalum spinning head | |
EP4059995A1 (en) | Molding material and molded article | |
KR20050062757A (ko) | 화학사와 화학섬유를 형성하는 방사기용 지르코늄 합금 | |
JP3696240B2 (ja) | 金及び白金を含む合金の口金 | |
KR20070072032A (ko) | 영구 변형율이 적은 산업용 고강력 폴리에스테르 섬유 및그 제조방법 | |
JP6295874B2 (ja) | 炭素繊維束 | |
KR0140867B1 (ko) | 개선된 피치 탄소섬유 방사방법 | |
KR20060033797A (ko) | 폴리머 성형체의 제조 방법 | |
CN209873189U (zh) | 高强度纤维喷丝板 | |
JP3180462B2 (ja) | 紡糸口金および溶融紡糸方法 | |
JP2001316931A (ja) | 紡糸口金 | |
JP2022142853A (ja) | 成形材料および成形品 | |
KR970010691B1 (ko) | 방사구금 | |
JP2023143680A (ja) | 塩化ビニル系繊維の製造方法、及び塩化ビニル系溶融紡糸繊維 | |
SU598976A1 (ru) | Способ получени химических нитей |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080519 |