SE424721B - Anordning for spinning av fibrer fran en fiberbildande vetska, innefattande minst ett ihaligt cylindriskt element - Google Patents

Description

7308183-3 fibrer. Luftströmmen kan uppvisa en reglerad fuktighet för att under- lätta kontrollen av torkningen av de vattenhaltiga materialen. Luft kan ersättas med någon gas, vilken antingen kan vara inert (t.ex. kväve, koldioxid), eller väljas så att den reagerar med fibrerna un- der stabiliseringen eller katalyserar en reaktion inuti fibrerna.

' Det polymera eller annat fiberbildande material kan lämpligen vid spinntidpunkten uppvisa en viskositet i området 1-200 poise (företrä- *desvis i området 5-100 poise). För vissa material kan spinnhjälpme- del (t.ex. lösningar av linjära polymerer med hög molekylvikt) an- vändas för att stabilisera de spunna fibrerna.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning är särskilt användbar ge-_ nom att den möjliggör reglering, i en hög grad, av framställningen av spunna fibrer; Vid anordningen enligt uppfinningen spinnes sålunda fibrer från en fiberbildande vätska, varvid vätskan tillföres till åtminstone en roterande ringformig behållare med en utâtgående övre och/eller und- _ re yta, varvid vätskan bringas att strömma utåt över denna yta el- ler ytorna och spinnes utåt därifrån i form av fibrer genom Centri- fugalkraft.

Uppfinningen avser sålunda en anordning för Spinning av fibrer från en fiberbildande vätska, innefattande minst ett ihâligt cylindriskt element, organ för rotation av det cylindriska elementet kring dess ~längdanel, och organ för tillförande av den fiberbildande vätskan till den finæ ytan av det cylindriska elementet medan den sistnämnda brin- gas att rotera, varigenom den fiberbildande vätskan spinnes som fib- ~ rer från en utâtgående yta på det cylindriska elementet, varvid anord- -ningen kännetecknas av att det ihåliga cylindriska elementet är öp- pet vid båda ändarna och har en utâtgående yta vid varje ände, vari- från den fiberbildande vätskan spinnes. Lämpligen innefattar-vätske- gtillförselorganet ett vertikalt ihâligt roterbart vätsketillförselrör, koaxiellt placerat inuti den ringformiga behållaren, varvid den ring- formiga behållaren är monterad på och roterbar med röret, och vätske- transportorgan, som förbinder det inre på tillförselröret med det in- re på den ringformiga behållaren. Sådana vätsketransportorgan kan in- nefatta åtminstone ett radiellt grenrör, som sammanbinder det inre på tillförselröret med det inre på den ringformiga behållaren. Som an- tytts ovan kan grenrören ersättas med en roterbar ringformig platta, 7808185-3 vilken är roterbar och koaxiellt monterad på drivaxeln och som lutar nedåt och utåt mot den ringformiga behållaren, med vilken den är för- bunden vid en eller flera punkter kring periferin. Vätskan, som skall spinnas, tillföres till ytan på den ringformiga plattan genom ett vätsketillförselrör, och strömmar nedåt och utåt mot den ringformiga behållaren. De utåtgående ytorna på behållaren är företrädesvis i form av fördämningar, anordnade vid den övre och undre delen av behål- laren.

En utföringsform av uppfinningen beskrives nedan med hänvisning till bifogade ritningar, där fig. 1 är ett tvärsnitt av en anordning enligt uppfinningen längs linjen X-X i fig. 2, fig. 2 är en planvy av anordningen längs linjen A-A i fig. 1, fig. 3 är en tvärsnittsvy av en annan utföringsform av anordningen enligt uppfinningen, fig. 4 är en sprängvy i perspektiv av en del av den i fig. 3 visade anordningen och fig. 5 visar en alternativ utföringsform av anordningen enligt upp- finningen.

Anordningen i fig. 1 och 2 innefattar ett ihâligt tillförselrör 1 för vätskan, som skall spinnas, monterat på en drivaxel 2, vilken är roterbar såsom visas genom pil o. Röret 1 är försett med en mång- fald ihåliga, radiella grenrör 3 för vätsketillförsel. Pâ röret 1 är vid ändarna på grenrören 3 en mångfald ringformiga kammare mon-- terade, t.ex. i form av cylindrar 4, vilka roterar tillsammans med tillförselrör 1 och grenrören 2, såsom visas genom pil m. De ring- ïormiga kamrarna 4 är monterade väsentligen direkt över varandra, med ett gap 5 mellan. Varje ringformig kammare 4 innefattar en be- hållare 6 för vätskan, som skall spinnas, och övre och undre för- dämningar 7.

Fibrerna bildas från tunna vätskefilmer, som strömmar över fördäm- ningarna 7 från behâllarna 6 under centrifugalinverkan på grund av rotationen w. vätskan bildar en kontinuerlig film när den är i kon- takt med fördämningarna, men filmen delas upp i trådar 8, då den läm- nar varje fördämning 7. 7803133-5 Behållarna 6 matas med vätskan, som skall spinnas, genom ett tillför- selrör 1, och inmatas till ett antal grenrör 3. I varje grenrör 3 *föreligger ett radiellt flöde av vätskan och vätskan utbredes däref- ter kring behållaren 6 genom centrifugaleffekten på grund av rota- tionen m. Eventuellt kan fler än ett grenrör 3 erfordras för varje behållare, och två sådana visas på ritningarna, men även flera kan _erfordras för erhållande av jämn fördelning av vätskan kring perife- rin på varje behållare 6.

Luft eller annan gas tillföres så att den strömmar radiellt genom gapen 5 mellan successiva fördämningar 7. Luften strömmar ut radi- ellt med fibrerna 8. Reglering av luftflödet och gapet 5 utföres för att ge den lämpliga relativa rörelsen mellan luft och fibrer, som stelnar till fast tillstånd vid en radie 9 (fig. 2), där de uppvisar den önskade diametern.

Luften kan blåsas in genom en separat fläkt (icke visad) upptill på anordningen. Rörelsen av luften regleras genom radiella vingar 10, -vilka är placerade längs hela höjden på anordningen och som ger en lpumpeffekt, då de roterar med drivaxeln. Dessa vingar tillförsäkrar att luften roterar med samma vinkelhastighet m, medan luften är i anordningen. vingarna kan även, genom lämplig konstruktion av inlop- pet upptill, inducera ett tillfredsställande flöde av luft utan be- hov av en separat fläkt.

Big. 1 och 2 i ritningarna visar en trekammarenhet (varje kammare benämnd 4) med tre behållare 6, och många sådana behållare kan före- ligga, samtliga monterade koaxiellt liksom de tre visade behållar- na. Anordningen avslutas vid botten med en platta 11. Upptill är la- ger (icke visade) anordnade för uppbärande av tillförselröret 1. kamrarna 4 innehållande behâllarna 6 uppbäres genom nav (icke visade) monterade nära vingarna 10 eller grenrören 3.

.I motsats därtill visar fig. 3 och 4 en enkelkammarenhet (kammaren " benämnd 4) med en enda behållare 6. I denna utföringsform är grenrö- ren ersatta genom en ringformig vätskeinmatningsplatta 12, vilken är roterbart och koaxiellt monterad på drivaxeln 2 och vid en eller fle- ra punkter kring sin periferi förbunden med behållaren 6, t.ex. med hjälp av skruvar, bultar eller liknande 13ïoch lämpliga motsvarande bål 14. Ytan på den ringformiga vätskeinmatningsplattan lutar nedåt 7808183-3 och utåt från drivaxeln 2 mot behållaren 6. I detta fall tillföres vätskan, som skall spinnas, till ytan på den roterande, ringformiga plattan 12 med hjälp av ett eller flera stationära tillförselrör 15.

Bottenplattan 11 är spolformad och dess undre fläns användes för att montera kammarenheten på drivaxeln 2. Dess övre fläns 11a använ- des för att placera och uppbära den ringformiga vätskeinmatningsplat- tan 12. Den ringformiga vätskeinmatningsplattan 12 användes även som ett nav för att uppbära spinnkammaren 4, till vilken den är kopplad, såsom beskrivits ovan.

I praktiken inmatas en vätska (t.ex. ett flytande harts såsom karb- amid-formaldehyd) till plattan 12 genom rör 15. Vätskan breder ut sig över och nedför den lutande ytan på plattan 12 mot dess yttre kant. Vätskan lämnar den yttre kanten på plattan 12 och strömmar in i vätskebehållaren 6, ungefär vid mittpunkten på den sistnämnda.

Från behållaren 6 strömmar vätskan över fördämningarna 7 och Centri- fugalspinnes utåt därifrån i form av fibrer 8. Kylluft är i stånd att passera nedför det ringformiga utrymmet mellan drivaxeln 2 och den kombinerade anordningen av 11, 11a och 12, och passerar därefter till vingarna 10, via stora hål anordnade i navet 11b pâ bottenplat- ta 11, vilket ger upphov till en pumpeffekt då vingarna roterar med drivaxeln.

I motsats till fig. 3 och 4 illustrerar fig. 5 fyra kammarenheter (kamrarna betecknade 4) monterade ovanpå varandra. Varje kammaren- het är liknande den som visas i fig. 3 och 4, förutom att, eftersom det föreligger fyra kammarenheter och fyra ringformiga plattor 12, även fyra vätsketillförselrör 15a, 15b, 15c och 15d måste vara anord- nade, ett för vardera av plattorna 12. (Ett femte rör 15e visas en- -dast för att illustrera hur anordningen skulle se ut om en femte kammarenhet förelåg under den redan visade fjärde kammaren.) I denna utföringsform är drivaxeln 2 ihålig och av tillräcklig diame- ter för att innehålla samtliga tillförselrör 15a-15e, inklusive de- ras undre ändar, vilka avger vätskan på de ringformiga vätskeinmat- ningsplattorna 12. De sistnämnda är svetsade eller på annat sätt fästa till drivaxeln 2, så att de roterar därmed. öppningar 16 är anordnade i väggen på drivaxeln 2 så att vätskan, som inmatas till de ringformiga inmatningsplattorna från de undre ändarna på vätske- tillförselrören 15a-15e, kan strömma utåt och nedåt in i behâllarna 6. 1 7eos1sš-3 I ett enperiment spanns "Aerolite 300" karbamid-formaldehydeharts, från Ciba-Geigy, till fibrer med en hastighet av cirka 78 g/minut med användning av den i fig. 3 och 4 visade anordningen. ("Aerolite 300" är ett vattenhaltigt karbamid~formaldehyd-harts framställt genom kondensation av en blandning av karbamid och formaldehyd i ett mol- förhållande av cirka 1,95:T, följt av koncentrering till en halt fast substans av cirka 65 vikt-%. Det uppvisar en viskositet, beroende' på dess ålder, av cirka 40¥20O poise vid rumstemperatur och en vat- tentolerans av cirka 180%.) Vískositeten för det vattenhaltiga hart- set reglerades till cirka 35 poise och 10 vikt-% av en lösning av ett spinnhjälpmedel och en katalysator blandades med det vattenhaltiga hartset omedelbart före dess avfettning på den ringformiga vätske- inmatningsplattan 12. Kompositionen för den tillsatta lösningen var: 6,7 vikt-% ammoniumsulfat 1,6 vikt-% polyetylenoxid (molekylvikt 600,00) 91,7 vikt-% vatten. Ürivaxeln bringades att rotera med cirka 3500 varv/minut och fibrer- na torkades genom att de spanns i en atmosfär, uppvärmd till cirka 65-69OC. Fibrerna härdades slutligen till 120°C under 3 timmar.

Claims (3)

1. 7808183-3 , Patentkrav 1. Anordning för spinning av fibrer från en fiberbildande vätska innefattande minst ett ihåligt cylindriskt element, organ för rotation av det cylindriska elementet kring dess längdaxel, och organ för tillförande av den fiberbildande vätskan till den inre ytan av det cylindriska elementet medan den sistnämnda bringas att rotera, varigenom den fíberbildande vätskan spinnes som fibrer från en utåtgående yta på det cylindriska elementet, k ä n n e t e c k n a d av att det ihåliga cylindriska elementet är öppet vid båda ändarna och har en utåtgående yta vid varje ände, varifrån den fiberbildande vätskan spinnes.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det cylindriska elementet är försett med en inåtgående yta, som bildar en fördämning mellan organet för vätsketillförsel och varje utâtgående yta.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att en mångfald av de cylindriska elementen är monterade på en gemensam längdaxel. Ä. Anordning enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att minst ett ihåligt cylindriskt element är monterat på en vertikal drivaxel. 5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att minst ett cylindriskt element är koaxiellt monterat på ett väsentligen vertikalt roterande vätsketillförselrör med minst ett radiellt grenrör för varje cylindriskt element. 6. Anordning enligt krav U, k ä n n e t e c k n a d av att organet för vätsketillförsel för varje cylindriskt element innefattar en roterande ringformig inmatningsplatta koaxiellt monterad på drivaxeln och placerad inuti det cylindriska elementet, samt organ för tillförsel av vätskan på översidan av inmatningo- plattanr 7§ Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att drivaxeln är ihålig och ett stationärt väsentligen vertikalt vätsketillförselrör, beläget inuti den ihåliga drivaxeln, är an- ordnat så att inmatningsplattan tillför vätska till översidan av inmatningsplattan genom öppningar i väggen på drivaxeln. 8. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n aKd_ av _* 8 _ I 7soe1s3-är att organet för tillförsel av väfiska på översidan av ínmatníngs- plattan innefattar ett väsentligen vertikalt vätsketillförsel- rör placerat mellan drivaxeln och det cylindriska elementet.