UA77098C2 - Method for formation of multi-filament thread - Google Patents

Description

Опис винаходу

Даний винахід відноситься до способів виробництва хімічних ниток шляхом прядіння з розплаву з охолодженням ниток, які виходять із фільєр, конкретно - до способу прядіння комплексної нитки з термопластичного матеріалу, який включає стадію екструдування розплавленого матеріалу крізь фільєр у (багатоканальний мундштук) з множиною фільєрних отворів, щоб сформувати пучок волокон, який містить множину волокон, стадію намотування зібраних у нитку волокон після затвердіння й стадію охолодження пучка після фільєри. Даний винахід відноситься також до комплексної нитки, одержаної зазначеним способом, і кордної 70 тканини, яка містить ці нитки з поліефірних волокон.

Спосіб цього типу відомий із (ЕР-А-1 079 008). Рух тільки що екструдованих ниток підтримують у процесі прядіння потоком повітря. Охолодження, таким чином, здійснюється практично потоком охолоджуючого середовища, що тече паралельно нитці. У загальному випадку при такому типі охолодження досягаються добрі результати, особливо при високих швидкостях витяжки. 19 Двоетапний спосіб охолодження для прядіння комплексної нитки з термопластичного матеріалу розкритий у

МР 11061550). У першій зоні охолодження повітряний потік направляють таким чином, що він досягає ниток з однієї сторони чи по колу, а в другій зоні стиснене повітря продувають у верхню секцію зони охолодження так, щоб виникав спадний потік повітря, рівнобіжний ниткам. Такий спосіб спрямований на одержання нитки з однорідними, наскільки це можливо, фізичними властивостями.

Поводження термопластичних полімерів при охолодженні є достатньо складним і залежить від ряду параметрів. Особливо під час процесу охолодження в поперечному перерізі нитки можуть виникнути відмінності в подвійній променезаломлюваності, тому що поверхня волокна охолоджується швидше, ніж внутрішня частина волокна, тобто його серцевина. Цей процес охолодження також веде до розбіжностей у характері кристалізації волокон. Таким чином, охолодження в значній мірі визначає кристалізацію полімерів у волокні, що є значимим с 29 при наступному використанні волокон, наприклад, при витяжці. Для ряду застосувань бажано, щоб високий Го) ступінь охолодження досягався після екструдування якомога швидше, щоб стимулювати швидку кристалізацію.

Способи охолодження з попереднього рівня техніки не задовольняють або не цілюом задовольняють цим вимогам.

Задача даного винаходу полягає в тому, щоб забезпечити спосіб ефективного охолодження екструдованих со 30 волокон, що тим самим веде до доброї кристалізації у волокнах навіть при відносно низькій швидкості Ге»! намотування.

Задача вирішена тим, що запропоновано спосіб, який, як це описано в преамбулі пункту 1 формули о винаходу, відрізняється тим, що охолодження виконують у два етапи, причому пучок волокон продувається у ї- першій зоні охолодження газоподібним охолоджуючим середовищем так, що газоподібне охолоджуюче

Зо середовище протікає крізь пучок волокон і виходить з пучка волокон практично цілком з боку, протилежного - боку, з якого воно подається, і в другій зоні охолодження, яка знаходиться за першою зоною охолодження, пучок волокон далі охолоджується практично завдяки самоусмоктуванню газоподібного охолоджуючого середовища, що оточує пучок волокон. «

Таким чином, даний винахід має справу з процедурою охолодження в два етапи. На першому етапі З 70 газоподібне охолоджуюче середовище проходить крізь пучок волокон. Вирішальним тут є те, що охолоджуюче с середовище виходить з пучка волокон фактично цілком з боку, протилежному боку, з якого воно подається. з» Таким чином, на цьому етапі процесу охолодження охолоджуюче середовище не повинне, наскільки це можливо, захоплюватися ниткою. Виконання цього першого етапу передбачає, що газоподібне охолоджуюче середовище протікає крізь пучок волокон упоперек напрямку, у якому рухається пучок волокон, так що 45 забезпечується так називаний поперечний вентиляційний струмінь. Цей вентиляційний струмінь може бути 7 ефективно створений відсмоктуванням газоподібного охолоджуючого середовища пристроєм усмоктування -і після того, як воно пройшло крізь пучок волокон. У такий спосіб створюється добре спрямований охолоджуючий потік і забезпечується повний вихід охолоджуючого середовища з пучка волокон. Конструкція може бути о виконана так, що пучок волокон пропускають, наприклад, між засобом наддування й засобом усмоктування.

Те) 20 Інший варіант припускає поділ потоку волокон і розміщення засобу наддування між двома потоками волокон.

Наприклад, можна подавати охолоджуюче середовище через перфоровану трубу, що проходить паралельно і со між потоками волокон на певній відстані. Газоподібне охолоджуюче середовище може тоді продуватися з центра пучка волокон крізь пучок волокон до його зовнішнього боку. | в цьому випадку важливо забезпечити фактично повний вихід охолоджуючого середовища з пучка волокон.

Звичайно, можливе створення повітряного потоку й усмоктування в іншому напрямку, коли труба, що

ГФ) проходить по центру між потоками волокон, служить засобом усмоктування. Тоді наддування відбувається із зовні усередину. о У способі за винаходом переважно, щоб швидкість потоку газоподібного охолоджуючого середовища була між 0,1 ії Тм/с. При цих швидкостях можна одержати практично однорідне охолодження без перемішування чи 60 створення розходжень у кристалізації між поверхнею та серцевиною.

Далі, було показано, що цілком достатньо, щоб перша зона охолодження мала довжину від 0,2 до 1,2м.

Продуванням на цій довжині і при описаних вище умовах досягається бажаний ступінь охолодження в першій зоні чи на першому етапі.

Другий етап охолодження виконують із використанням так називаного "охолодження нитки бо самоусмоктуванням", при якому пучок волокон утягує навколишнє газоподібне охолоджуюче середовище,

наприклад, оточуюче повітря, і в такий спосіб додатково охолоджується. У цьому випадку газоподібне охолоджуюче середовище тече, головним чином, паралельно напрямку переміщення пучка волокон. Важливо, щоб газоподібне охолоджуюче середовище досягало пучка волокон щонайменше з двох боків.

Засіб самоусмоктування може бути створений з двома перфорованими панелями, так називаними двосторонніми панелями, розміщеними паралельно пучку волокон. Довжина його становить щонайменше 10см і може досягати декількох метрів. Звичайна для цих засобів самоусмоктування довжина складає від ЗОсм до 150см.

У способі за винаходом кращим є виконання другого етапу охолодження таким чином, щоб при пропусканні 7/0 Волокон між перфорованими матеріалами типу перфорованих панелей газоподібне охолоджуюче середовище при самоусмоктуванні могло досягати волокон із двох боків.

Показано, що в другій зоні охолодження кращим є пропускання пучка волокон через перфоровану трубу. Такі труби самоусмоктування відомі фахівцям у даній галузі Вони уможливлюють проходження газоподібного охолоджуючого середовища крізь пучок волокон практично без перемішування.

Можна регулювати температуру охолоджуючого середовища, що просмоктується крізь пучок волокон, наприклад, за допомогою теплообмінників. Це втілення дозволяє керувати виробничим процесом незалежно від температури навколишнього середовища, що є перевагою, яка забезпечує тривалу стійкість процесу, наприклад, при зміні день/ніч або літо/зима.

Між багатоканальним мундштуком чи фільєрою і початком першої зони охолодження звичайно знаходиться го так називаний "нагрівальний патрубок". У залежності від типу волокна довжина цього елемента, який відомий фахівцям у даній області, становить від 10 до 40см.

Між першою та другою зонами охолодження може бути корисним відомий сам по собі додатковий етап споювання, наприклад, із застосуванням так називаного повітряного штовхача чи повітряних ножів. Цей етап споювання може також виконуватися в межах другої зони охолодження. с

Спосіб за винаходом може, звичайно, включати відому саму по собі витяжку волокон після зон охолодження і перед намотуванням. Використовуваний тут термін "витяжка" включає всі звичайні способи витяжки волокон, і) відомі фахівцю в даній галузі. Вона може бути виконана із застосуванням одинарного чи подвійного ролика або чогось подібного. Варто особливо згадати, що термін "витяжка" відноситься до випадків, коли коефіцієнт витяжки як більше 1, так і менше 71. Останній випадок відомий фахівцю в даній галузі під терміном со зо "релаксація". Коефіцієнти витяжки більше і менше 1 можуть мати місце в одному процесі.

Повний коефіцієнт витяжки звичайно розраховують із відношення швидкості витяжки або, якщо релаксація Ме також має місце, швидкості намотування наприкінці процесу до швидкості прядіння волокон, тобто швидкості, з о якою пучки волокон проходять Через зони охолодження. Типовим, наприклад, є таке сполучення параметрів, коли швидкість прядіння становить 27бОм/хв, витяжки - ббО0Ом/хв, додаткова релаксація після витяжки 0,595, і - швидкість намотування, таким чином, - 597Ом/хв. Це приводить до загального коефіцієнта витяжки 2,16. ї-

Відповідно, кращою швидкістю намотування за даним винаходом є швидкість щонайменше 200Ом/хв. У принципі для процесу немає ніяких обмежень максимальної швидкості в межах того, що є технічно можливим.

Узагалі, однак, максимальна швидкість намотування бОООм/хв є кращою. Звичайно, загальний коефіцієнт витяжки становить від 1,5 до 3, тому швидкість прядіння знаходиться в діапазоні від приблизно 500 до « приблизно 400Ом/хв, переважно від 2000 до З350Ом/хв. з с Додатково перед витяжним пристроєм і після зон охолодження може бути розміщена гартівна камера. Цей елемент також сам по собі відомий. ;» Кращим газоподібним охолоджуючим середовищем є повітря чи інертний газ типу азоту чи аргону.

Спосіб за винаходом у принципі не обмежується якими-небудь визначеними видами полімерів і може

Застосовуватися для всіх видів полімерів, які можна екструдувати у волокна. Однак у якості термопластичного -І матеріалу кращими є такі полімери як поліефір, поліамід, поліолефін чи суміші чи сополімери цих полімерів.

Особливо переважно, щоб термопластичний матеріал складався в основному з поліетилентерефталату. ш- Спосіб за винаходом забезпечує одержання волокон, які особливо підходять для технічних застосувань, о особливо для використання в кордній тканині для шин. Крім того, спосіб є придатним для виготовлення технічних бор НИТОК. Необхідна конструкція для прядіння технічних ниток, зокрема вибір фільєр і довжини нагрівального ік патрубка, відома фахівцям у даній галузі. с Винахід також відноситься до комплексних ниток, зокрема до поліефірних комплексних ниток, які одержують описаним вище способом.

Даний винахід особливо відноситься до поліефірних комплексних ниток з опором розриву Т у мН/тгекс і в подовженням при розриві Е у 70, для яких добуток опору розриву Т і кореня кубічного з подовження при розриві Е (ТЕ"З) становить щонайменше 1600нМо5 З/текс. Переважно, щоб цей добуток знаходився в діапазоні між 1600 о і 1800МНоБ З/гекс. де Вимірювання опору розриву Т і подовження при розриві Е для визначення параметра Т .Е"З виконуються згідно АТМ 885 і відомі фахівцям у даній галузі. 60 У кращому втіленні винахід відноситься до поліефірних комплексних ниток, для яких сума їхнього подовження в 95 після застосування питомого навантаження ЕАБТ (подовження при питомій напрузі) у 410мН/текс і їхньої усадки в гарячому повітрі при 1802 (НАБ) у 95, тобто сума ЕАЗТАНАБВ, становить менше 11965, переважно менше 10,595.

Вимірювання ЕА5Т виконують згідно АЗТМ 885, і НА5 вимірюють також згідно АБТМ 885 в умовах, коли бо вимірювання проводиться при 1802С, при 5мН/гекс, і протягом 2 хвилин.

Нарешті, даний винахід відноситься до кордних тканин для шин, що містять поліефірні комплексні нитки, і в яких корд має утримуючу здатність КІ у 95, причому кордні тканини для шин відрізняються тим, що показник якості Сх, тобто добуток Т.Е "З для поліефірних комплексних ниток і БІ корду, більше 1350нМо» З/гекс.

Під утримуючою здатністю слід розуміти показник опору розриву корду після декапірування й опору розриву ниток.

Особливо переважно, щоб показник якості був більше 1375мМНО» "З/текс, і особливо переважно - до 1800мМНою 1/3/текс.

Далі винахід пояснюється за допомогою прикладів, але цими прикладами не обмежується.

Гранули поліетилентерефталату з відносною в'язкістю 2,04 (яку вимірювали для розчину 1г полімеру в 125г суміші 2,4,6-трихлорфенолу і фенолу (ТСРЕ/Е, 7:1Ом/м) при 252С у віскозиметрі Уббелоде (ІМ 51562)) витягали і охолоджували в умовах, зазначених у Таблиці 1. Швидкість витяжки була бОООм/хв. Була встановлена додаткова релаксація 0,595, швидкість намотування становила 597Ом/хв. і

С

7 і9)

Властивості пряжі були визначені на трьох зразках й показані в Таблиці 2. со зо 00 пред оопоякед обу приклад осв Ф о м 5 в.

Нарешті, властивості кордної тканини визначені після декапірування й узагальнені в Таблиці 3.

Показник якості Сх розрахований як добуток Т.Е "З і утримуючої здатності. « з що - 00000 прю оз пряюед ооу приюедоюв, хз» що в. о со

ІЧ е)

Claims (1)

1. Формула винаходу , , . , й ,

   1. Спосіб прядіння комплексної нитки з термопластичного матеріалу, який включає стадію екструдування (Ф) розплавленого матеріалу крізь фільєру з множиною фільєрних отворів для одержання пучка волокон, що містить г множину волокон, стадію намотування волокон у вигляді нитки після затвердіння та стадію охолодження пучка волокон після фільєри у два етапи, причому в першій зоні охолодження потік газоподібного охолоджуючого бр бередовища спрямовують так, що він протікає поперек пучка волокон, який відрізняється тим, що забезпечують по суті повний вихід охолоджуючого середовища із пучка волокон з боку, протилежного боку подачі потоку згаданого середовища, і у другій зоні охолодження, розташованій за першою зоною охолодження, додатково охолоджують пучок волокон по суті шляхом самоусмоктування газоподібного охолоджуючого середовища, що оточує пучок волокон. 65 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється | тим, що газоподібне охолоджуюче середовище відсмоктують усмоктувальним пристроєм після протікання крізь пучок волокон.

   З. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що швидкість потоку газоподібного охолоджуючого середовища становить від 0,1 до 1 м/с.

   4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перша зона охолодження має довжину від 0,2 до 1,2 м.

   5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що другий етап охолодження виконують пропусканням волокон між перфорованими матеріалами, наприклад перфорованими панелями, так, що газоподібне охолоджуюче середовище може надходити до ниток із двох боків під час самоусмоктування.

   6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що другий етап охолодження виконують пропусканням волокон через перфоровану трубу. 70 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що після охолодження і перед намотуванням волокна витягують.

   8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що намотування виконують при швидкості щонайменше 2000 м/хв.

   9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газоподібним охолоджуючим середовищем є повітря чи інертний газ.

   10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що термопластичний матеріал вибирають із групи, що включає /5 поліефір, поліамід, поліолефін чи суміші цих полімерів.

   11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що термопластичним матеріалом є поліетилентерефталат.

   12. Комплексна нитка, зокрема поліефірна комплексна нитка, яка відрізняється тим, що одержана способом зап. 1.

   13. Поліефірна комплексна нитка за п. 12, яка відрізняється тим, що має такий опір розриву Т в мН/тгекс і 2о таке подовження при розриві Е у бо, що добуток опору розриву Т на корінь кубічний з подовження при розриві Е, ТЕ", становить щонайменше 1600 мнН 967 З/гекс.

   14. Поліефірна комплексна нитка за п. 13, яка відрізняється тим, що сума подовження в 90 після застосування питомого навантаження 410 мН/текс і усадки у 95 в гарячому повітрі при 18023 становить менше 11 до, переважно менше 10,5 905. сі

   15. Кордна тканина, що містить поліефірні комплексні нитки за п. 13, що має утримуючу здатність КЕ у 90 о після декапірування, яка відрізняється тим, що її показник якості С),, який є добутком Т Е "З поліефірних комплексних ниток і Кі кордної тканини становить більше 1350 мне З/текс. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних со мікросхем", 2006, М 10, 15.10.2006. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і Ф науки України. «в) у і -

   - . и? -і -і («в) се) ІЧ е) іме) 60 б5