SE438874B - Forfarande for kontinuerlig framstellning av fibrost, bundet material direkt ur en polymerlosning - Google Patents

Description

10 20 25 sd: s-àf 8305028-6 medan fiberfloret bildas. Begränsande för möjligheterna att sträcka fibern fullt ut är också önskvärdheten av att fibrernas förmåga till självbindning för förbindning och fixering av fibersystemet utnyttjas.

Fibersystemen kan även bindas mekaniskt genom nålning och kemiskt med hjälp av bindemedel samt dessutom även termiskt genom smält- ning av termoplastiskt fibermaterial ellersärskild bindfiber.

Gemensamt för dessa bindningsförfaranden är att det är bind- ningen och inte fibern som avgör materialets styrka.

Det är känt att fibrer bildas vid anpassad agitering, omrörning eller vibrering, under samtidig avkylning av en polymerlösning.

De uppstår genom att molekylkedjorna i lösningen rätas ut, var- vid man dels får en fortgående polymerisering i längdled och dels tvärbryggor mellan närliggande kedjor, fibriller etc. Det har även visat sig att en morfologiskt fördelaktig uppbyggnad av fibern erhålles samtidigt som en bunden yt- eller rymd- struktur uppstår, i vilken bindningarna har samma egenskaper som fibrerna i övrigt. På detta sätt bildade fibrer får där- igenom samma eller högre styrka än ett högorienterat naturligt eller syntetiskt polymermaterial i fiberform.

Det är känt att om ett föremål agiteras i en polymerlösning, så avsättes fibrerna på detta, och om polymerlösningen agi- teras, uppkommer en ringformad, pluggformad eller liknande fiberansamling beroende på sättet för agiteringen.

Om man ur en polymerlösning medelst agitering vill söka fram- ställa ett kontinuerligt material med stor bredd, exempelvis 1 m och mera, är det olämpligt att, såsom fallet är vid normal banformning, använda ett virasystem. Dels är det svårt att agitera virasystemet, dels är det svårt att ta av det färdiga materialet från viran. Man skulle få en avsättning av fibrer på oönskade ställen, varvid denna oönskade fiberansamling i hög grad skulle störa processen. 10 15 20 25 30 8305028-5 Genom föreliggande uppfinning har emellertid ett förfarande åstadkommits för rationell kontinuerlig framställning av ett fibröst material ur en polymerlösning genom vibration och samtidig avkylning av denna lösning.

Förfarandet enligt uppfinningen kännetecknas främst av att polymerlösningen matas genom en genomströmningskanal, i vilken fibrerna bildas genom att polymerlösningen i strömningskana- len ledes genom åtminstone en turbulenszon, varvid polymerkär- nor skapas, vilka får bilda utgångsmaterial för fortsatt fi- beruppbyggnad nedströms nämnda zon, där lösningen i ett eller flera steg tills önskad struktur uppnåtts uppsätts för vibra- tion, företrädesvis inom det hörbara området.

Det har nämligen visat sig att en direkt agitering, vartill räknas turbulent strömning, ger en snabbare startuppbyggnad av fiberstrukturen, medan exempelvis vibrationer inom det hörbara området ger långsammare men fördelaktigare fibermor- fologisk uppbyggnad.

Förfarandet enligt uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 - 3 visar tre olika utföringsexempel i schematisk form.

För utförandet av förfaringssättet enligt uppfinningen erford- ras, som framgår av samtliga figurer på ritningen, en genom- strömningskanal 1 för polymerlösning. Denna kanal visas i längdsnitt. I dess inloppsände 2 är vid utföringsformen enligt fig. 1 ett antal turbulensflänsar 3 anbragta, och utefter ka- nalens längd är, i riktning mot utloppsänden 4, ett antal vibrationsalstrare 5, 6 och 7 anbragta, vilka medelst här ej visade membran överför vibrationer till mediet i genomström- ningskanalen.

Såsom framgår av ritningen avsmalnar kanalen 1, vilken har ett rektangulärt tvärsnitt, kontinuerligt i riktning mot utlopps- änden 4, under vilken en Vira 8 är anbragt. 10 15 25 30' 8305028-6 Vid genomströmningskanalens 1 inloppsände 2 inmatas en polymer- lösning, vilken uppvärmts till en temperatur som ger polymeren optimal löslighet. Denna temperatur är exempelvis för polypro- pylen 120oC. Vid flänsarna 3 utsätts lösningen för en turbulens, som ger en snabb uppbyggnad av mindre polymerkedjor, vilka tjä- nar som utgångskärnor för fortsatt fiber- och strukturuppbygg- nad. Denna ytterligare uppbyggnad sker vid lösningens förbi- strömning av vibrationsgivarna 5, 6 och 7, vilka överför vibra- tioner inom det hörbara området till polymerlösningen. Vibra- tionsalstrarna är lämpligen avstämda till olika frekvenser för att ge optimal fiber- och strukturuppbyggnad. Polymerlösningen avkyles under transporten genom strömningskanalen, vilket är en förutsättning för fiberbildningen; Vid kanalens utloppsände 4 utmatas slutligen en fiberbana på viran 8, som för undan denna bana för vidare behandling.

Exempel på polymerer, som är användbara för fiber- och struktur- uppbyggnad medelst förfaringssättet enligt föreliggande uppfin- ning, ges i de bägge amerikanska patentskrifterna 4 127 624 och 4 198 461. i I det i fig. 2 visade utföringsexemplet uppvisar genomströmnings- kanalen 1 ett inloppssystem med tre inloppskanaler 9, 10, 11, i vilka turbulensflänsar 12 är anbragta. I övrigt överensstämmer anordningen med den i fig. 1 visade. Genom anordnandet av ett flertal inloppskanaler med turbulensflänsar kan kärnbildnings- kapaciteten i polymerlösningen ökas och samtidigt erhålls möj- lighet att med hjälp av olika strömningshastighet, densitet, viskositet och liknande styra strömningsförhållandena i genom- strömningskanalen 1 så, att det bildade fibermaterialet trans- porteras huvudsakligen i mitten av genomströmningskanalen, dit den optimala vibrationen förlagts. Sådana strömningsförhållan- den minskar bl.a. risken för fiberansamling på kanalens väggar.

I dot i fig. 3 visade utföringsexemplet uppvisar genomström- ningskanalen 1 två första inloppskanaler 13, 14 med turbulens- uivaxv 15. Gvnom dessa inloppskanaler inmatas polymerlösningar med olika strömningshastighet, densitet, viskositet och liknande, 10 15 20 .m 8305Û28*6 5 varigenom, såsom ovan beskrivits, strömningsförhållandena i genomströmningskanalens främre del 1' kan styras. Vibratione- givare 16, 17 är anbragta i denna främre del 1' av genomström- ningskanalen 1 för vidare fiber- och strukturuppbyggnad. I anordningen enligt fig. 3 ingår emellertid även andra inlopps- kanaler 18, 19 med turbulensgivare 20, genom vilka andra in- loppskanaler ytterligare polymerlösning kan tillföras det i genomströmningskanalen 1 framströmmande av lösning och bildade fibrer bestående materialet, vars polymerinnehåll i lösningsfas minskat till följd av fiberbildningen. Eftersom fiberuppbygg- nadsprocessen är additiv kan färsk förpolymeriserad polymer- lösning tillsättas genom de andra inloppskanalerna 18, 19 för att förändra fiber- och materialstrukturen i strömningskanalen och ge ökad produktion. Nedströms nämnda andra inloppskanaler är ytterligare vibrationsgivare 21, 22 anordnade i genomström- ningskanalen 1. Utförandet av den i fig. 3 visade anordningen med dess andra inloppskanaler medger även att ytterligare ma- terial, såsom hydrofila fibrer, aktivt kol eller andra ämnen med absorptionsfiltrerande effekt, kan tillföras för att ge olika kompositmaterial.

Uppfinningen är ej begränsad till de ovan beskrivna och på ritningen visade utföringsexemplen, eftersom ett flertal modifikationer är möjliga inom ramen för patentkraven, Exempelvis kan antalet inloppskanaler och turbulens- och vibrationsgivare varieras.

Agiteringsfrekvenserna är beroende av polymer, koncentration och hur långt fiberuppbyggnaden nått, varför de olika vibra- tionsgivarnas frekvenser måste anpassas därtill. Normalt ligger vibrationsfrekvenserna emellertid inom det hörbara området, dvs. mellan 20 - 20 000 Hz.

Claims (5)

azosøzafes 1o_ 15 20 25 30 35 b Patentkrav
1. l. Förfarande för kontinuerlig framställning av fibröst, bundet material direkt ur en polymerlösning genom víbration och samtidig avkylning av denna. k ä n n e t e c k n a t av att lösningen matas genom en genomströmningskanal (l). i vilken fibrerna bildas genom att polymerlösningen i ström- ningskanalen (l) ledes genom åtminstone en turbulenszon (3). varvid polymerkärnor skapas. vilka får bilda utgångsmaterial för fortsatt fiberuppbyggnad nedströms nämnda zon. där lös- ningen i ett eller flera steg tills önskad struktur uppnåtts utsätts för vibration. företrädesvis inom det hörbara frek- vensområdet.
2. 2. Förfarande enligt krav l. k ä n n e t e c k n a t av att polymerlösningar med delvis olika egenskaper, såsom olika densitet. viskositet. strömningshastíghet etc., inmatas i strömningskanalen (1) genom två eller flera med turbulensgi- vare (12) försedda ínloppskanaler (9. 10. ll). varvid de nämnda egenskaperna är avpassaningsbara för styrning av ström- ningsförhållandena i genomströmningskanalen så. att det bil- dade fibermaterialet huvudsakligen transporteras i mitten av kanalen. där optimal vibratíon upprätthålles.
3. 3. Förfarande enligt krav l eller 2. R äin n e t e c k n a t av att ett eller flera ytterligare material. avsedda att ge olika fiber- och materialstrukturer samt ökad produktion. tillföres det i genomströmningskanalen (1) frammatade mediet genom en eller flera ytterligare inloppskanaler (18, 19).
4. 4. Förfarande enligt krav 3. k ä n n e t e c k n a t av att nämnda ytterligare material utgöres av förpolymeriserad poly- merlösning.
5. 5. Förfarande enligt krav 3. k ä n n e t e c k n a t av att nämnda ytterligare material utgöres av hydrofila fibrer. ak- tivt kol eller andra ämnen med absorptionsfiltrerande effekt.