RU90447U1 - Модуль крейзинг-модификации полимерного материала - Google Patents

Abstract

1. Модуль крейзинг-модификации полимерного материала, включающий основание, по крайней мере, одну ванну крейзинга, устройства для подачи адсорбционно-активной добавки и модифицирующей композиции в, по крайней мере, одну ванну крейзинга и, по крайней мере, два направляющих валка для вытяжки полимерного материала, при этом, по крайней мере, один валок приспособлен для перегибания полимерного материала на угол от 20 до 40°, и, по крайней мере, один валок приспособлен для перегибания полимерного материала на угол от 60 до 105°. ! 2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что приспособлен для вытяжки полимерного волокна. ! 3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что приспособлен для вытяжки полимерной ленты или пленки. ! 4. Модуль по п.1, отличающийся тем, что направляющие валки для вытяжки полимерного материала выполнены неподвижными. ! 5. Модуль по п.1, отличающийся тем, что направляющие валки для вытяжки полимерного материала выполнены с возможностью вращения. ! 6. Модуль по п.1, отличающийся тем, что в, по крайней мере, одну ванну установлено, по крайней мере, одно устройство для интенсифицирования процесса крейзинга. ! 7. Модуль по п.6, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно устройство для интенсифицирования процесса крейзинга выбрано из группы, включающей нагреватель, перемешивающее устройство и ультразвуковой излучатель.

Description

Полезная модель относится к технологии производства полимерных материалов, а именно, к устройствам для вытяжки полимерных материалов и к устройствам для нанесения на полимерный материал жидких модифицирующих композиций.

Специалистам в технологии производства полимерных волокон хорошо известны различные устройства для вытяжки и ориентационной вытяжки полимерных материалов, например, полимерных волокон, включающие два вытяжных валка, выполненных с возможностью приведения во вращение друг относительно друга с различной скоростью таким образом, чтобы разница в скорости вращения вытяжных валков приводила к вытягиванию полимерного волокна в определенной степени. Подобные устройства описаны, например, в патентах RU 2318085 от 19.09.2003 и US 5846654 от 8.12.1998. Недостатком устройств такого типа является невозможность совмещения стадии вытяжки волокна со стадией нанесения модифицирующей композиции.

Специалистам также известны способы нанесения на полимерное волокно различных жидких модифицирующих композиций и устройства для осуществления этих способов. Из патента RU 2326999 от 22.01.2004 известен способ нанесения модифицирующей композиции на полимерное волокно, включающий прохождение нити по вращающемуся валику, частично погруженному в ванну с жидкой композицией. Недостатком устройств такого типа также является невозможность совмещения стадии вытяжки волокна со стадией нанесения модифицирующей композиции.

Тем не менее, известно (Волынский А.Л., Микушев А.Е., Ярышева Л.М., Бакеев Н.Ф. Крейзинг в жидких средах - основа для создания уникального метода модификации полимеров. // Рос. хим. журн. 2005. Т.50. №6. С.118-128), что при осуществлении крейзинга, то есть вытяжки полимерного материала в адсорбционно-активных жидких средах, в структуре полимера образуются микро- и наноразмерные полости, которые заполняются жидкой средой, в которой осуществляется вытяжка. После удаления растворителя высушиванием в полученном модифицированном полимерном материале компоненты жидкой модифицирующей композиции находятся не только на поверхности полимерной основы, но и в объеме полимера, при этом существенно уменьшается скорость потери компонентов в процессе эксплуатации материала, например, при стирке.

В связи с этим возникает задача создания устройства, с помощью которого можно одновременно проводить вытяжку полимерного материала в виде, например, волокна, пленки или ленты с оптимальной степенью вытяжки и обработку материала жидкой модифицирующей композицией.

Указанная техническая задача решается при использовании полезной модели, которая более подробно описана ниже.

Полезная модель поясняется чертежом. На фигуре показана принципиальная схема модуля крейзинг-модификации полимерного материала.

Модуль состоит из, по крайней мере, одной ванны, предпочтительно, из двух ванн 1 и 2, установленных на металлическом основании 3, семивальцев 4, системы орошения семивальцев и системы подачи модифицирующего раствора. Ванны выполнены сообщающимися между собой таким образом, что уровень модифицирующего раствора в ваннах поддерживается одинаковым.

Первая ванна 1, представляющая собой сварную конструкцию из нержавеющей стали, снабжена тремя валками 5, 6, 7, обеспечивающими искривление пути полимерного материала 8 в жидкой среде, содержащей растворитель, модифицирующую композицию и адсорбционно-активную добавку, обеспечивающую протекание крейзинга. Валки 5, 6, 7 могут быть неподвижными или вращающимися. В ванны 1, 2 или в одну из ванн 1, 2 может быть установлено устройство 9, оказывающее интенсифицирующее воздействие на процесс крейзинга, например, нагреватель, перемешивающее устройство или ультразвуковой излучатель, или несколько таких устройств, одинаковых или различных.

Вторая ванна 2, также сваренная из нержавеющей стали, снабжена двумя валками 10, 11. Валок 10 осуществляет перегиб полимерного материала 8, выходящего из первой ванны, на угол от примерно 20° до примерно 40° и направляет его на валок 11, обеспечивающий более крутой перегиб полимерного материала 8 на угол от примерно 60° до примерно 105° для удаления из полимерного материала 8 излишков модифицирующего раствора перед подачей на семивальцы 4 технологической линии. Валки 10, 11 могут быть неподвижными или вращающимися. Было установлено, что выполнение валков 5, 6, 7, 10, 11 неподвижными способствует дополнительному вытягиванию полимерного материала 8 вследствие действия сил трения.

Все валки 5, 6, 7, 10, 11 изготовлены из нержавеющей стали и отполированы. Их положение по высоте над дном ванны регулируется и фиксируется болтами. Регулируется и фиксируется также положение последнего валка 11 второй ванны относительно первого валка семивальцев 4.

Дополнительный отжим полимерного материала 8 от раствора, если он является необходимым, обеспечивается каландром 12 с резиновым покрытием, установленным над первым валком семивальцев 4 технологической линии. Прижатие каландра 12 с резиновым покрытием к валку обеспечивается специальными пружинами, положение каландра 12 с резиновым покрытием регулируется и фиксируется болтами.

Система орошения семивальцев 4 состоит из ресивера 13 для замасливателя с электроподогревом (устройство для подогрева не показано), трубопровода 14 для питания жиклеров 15, 16, 17, обеспечивающих непрерывную подачу замасливателя на валки семивальцев 4, поддона 18 для сбора стекающего замасливателя, насоса 19 и трубопровода 20 к ресиверу 13, которые в совокупности образуют замкнутый цикл циркуляции замасливателя.

Система подачи модифицирующего раствора состоит из двух герметизируемых ресиверов 21, 22, трубопроводов 23, 24 для подачи модифицирующего раствора, адсорбционно-активной добавки и растворителя в соединенные между собой ванны 1, 2 и четырех вентилей 25, 26, 27, 28, обеспечивающих поочередное включение ресиверов 21, 22 на питающий патрубок 29, что позволяет обеспечить непрерывную подачу модифицирующего раствора в ванны 1,2.

Вытяжку полимерного материала и одновременное нанесение на него модифицирующей композиции с помощью заявленной полезной модели осуществляют следующим образом.

Вокруг направляющих валков 5, 6, 7, 10, 11, между каландром 12 с резиновым покрытием и первым валком семивальцев 4. а также между валками семивальцев 4 пропускают полимерный материал 8 в виде, например, волокна, пленки или ленты как показано на фиг.1.

Ресиверы 21, 22, заполняют модифицирующей композицией, растворителем и адсорбционно-активной добавкой, либо их смесями. С помощью соответствующих трубопроводов 23, 24, вентилей 25, 26, 27, 28 через питающий патрубок 29 заполняют ванны 1, 2 модифицирующим раствором, в котором модифицирующая композиция, растворитель и адсорбционно-активная добавка смешаны в заранее заданном соотношении. Ресивер 13 заполняют замасливающим раствором и через трубопровод 14 и жиклеры 15, 16, 17 подают замасливающий раствор на валки семивальцев 4. Замасливающий раствор, стекающий на поддон 18, через трубопровод 20 насосом 19 подают в ресивер 13, обеспечивая, таким образом, непрерывную циркуляцию замасливателя. При необходимости включают устройство 9, оказывающее интенсифицирующее воздействие на процесс крейзинга.

С помощью двигателей штатной технологической линии обработки полимерного материала, в которую встроен заявленный модуль крейзинг-модификации, протягивают полимерный материал 8 в виде, например, волокна, пленки или ленты через ванны 1, 2, каландр 12 с резиновым покрытием и валки семивальцев 4, при этом на валке 11 за счет значительного, на угол от примерно 60° до примерно 105°, перегибания проходящего полимерного материала 8 происходит удаление из полимерного материала 8 излишков модифицирующего раствора. По мере расходования модифицирующего раствора ванны 1, 2 заполняют из ресиверов 21, 22.

Использование модуля крейзинг-модификации иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Осуществляют сборку модуля крейзинг-модификации таким образом, чтобы валок 10 был приспособлен для осуществления перегиба полимерного материала, выходящего из первой ванны, на угол 20°, а валок 11 был приспособлен для осуществления перегиба полимерного материала, поступающего на семивальцы 4 технологической линии, на угол 105°. В качестве полимерного материала используют ленту или пленку полиэтилена высокой плотности шириной 100 мм. Вытяжку осуществляют, как описано выше. В результате получают ленту или пленку полиэтилена, обработанную модифицирующей композицией.

Пример 2

Осуществляют сборку модуля крейзинг-модификации таким образом, чтобы валок 10 был приспособлен для осуществления перегиба полимерного материала, выходящего из первой ванны, на угол 30°, а валок 11 был приспособлен для осуществления перегиба полимерного материала, поступающего на семивальцы 4 технологической линии, на угол 90°. В качестве полимерного материала используют ленту или пленку аморфного стеклообразного полиэтилентерефталата шириной 100 мм. Вытяжку осуществляют, как описано выше. В результате получают ленту или пленку полиэтилентерефталата, обработанную модифицирующей композицией.

Пример 3

Осуществляют сборку модуля крейзинг-модификации таким образом, чтобы валок 10 был приспособлен для осуществления перегиба полимерного материала, выходящего из первой ванны, на угол 40°, а валок 11 был приспособлен для осуществления перегиба полимерного материала, поступающего на семивальцы 4 технологической линии, на угол 60°. В качестве полимерного материала используют полиэтилентерефталатное волокно. Вытяжку осуществляют, как описано выше. В результате получают полиэтилентерефталатное волокно, обработанное модифицирующей композицией.

Claims (7)

1. Модуль крейзинг-модификации полимерного материала, включающий основание, по крайней мере, одну ванну крейзинга, устройства для подачи адсорбционно-активной добавки и модифицирующей композиции в, по крайней мере, одну ванну крейзинга и, по крайней мере, два направляющих валка для вытяжки полимерного материала, при этом, по крайней мере, один валок приспособлен для перегибания полимерного материала на угол от 20 до 40°, и, по крайней мере, один валок приспособлен для перегибания полимерного материала на угол от 60 до 105°.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что приспособлен для вытяжки полимерного волокна.

3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что приспособлен для вытяжки полимерной ленты или пленки.

4. Модуль по п.1, отличающийся тем, что направляющие валки для вытяжки полимерного материала выполнены неподвижными.

5. Модуль по п.1, отличающийся тем, что направляющие валки для вытяжки полимерного материала выполнены с возможностью вращения.

6. Модуль по п.1, отличающийся тем, что в, по крайней мере, одну ванну установлено, по крайней мере, одно устройство для интенсифицирования процесса крейзинга.

7. Модуль по п.6, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно устройство для интенсифицирования процесса крейзинга выбрано из группы, включающей нагреватель, перемешивающее устройство и ультразвуковой излучатель.