Устройство для формования из расплава полимера
Сущность изобретения: устройство содержит фильеру 10, через которую экструдируют нити 12 Под фильерой установлена охлаждающая камера 14, внутри которой расположена нижняя кольцевая камера 18 с патрубком 20 для подачи охлаждающего газа Над камерой 18 расположена верхняя кольцевая камера 22 для распределения охлаждающего газа к нитям 12 Между камерами 18 и 22 установлена перфорированная плита 26 Внутренняя стенка 23 камеры 22 имеет перфорацию, отверстия которой выполнены с уменьшающимся диаметром в направлении от фильеры к выходу из охлаждающей камеры 3 ил
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ 6д
1 (21) 4203827/12 (22) 14,12.87 (31) 020019 (32) 27.02.87 (33) US (46) 15.07.92, Бюл, ¹ 26 . (71) Е.И.Дюпон Де Немур энд Компани (US) (72) Кларк Раст Броддас и Грэдли Джей Голлхардт (US) (53) 677.46 (088.8) (56) Патент США N 3067458, кл. 264-176, 1962. (54) УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ИЗ
РАСПЛАВА ПОЛИМЕРА
„„, Ю „„1748653 АЗ (я) 0 01 D 4/08
"p -" " фь.1 1 О 9Я
2 (57) Сущность изобретения: устройство содержит фил ьеру 10, через которую экструдируют нити 12. Под фильерой установлена охлаждающая камера 14, внутри которой расположена нижняя кольцевая камера 18 с патрубком 20 для подачи охлаждающего газа. Над камерой 18 расположена верхняя кольцевая камера 22 для распределения охлаждающего газа к нитям 12, Между камерами 18 и 22 установлена перфорированная плита 26. Внутренняя стенка 23 камеры 22 имеет перфорацию, отверстия которой выполнены с уменьшающимся диаметром в направлении от фильеры к выходу из охлаждающей камеры. 3 ил, 3
1748653
15
35
Изобретение относится к сформованным из расплава синтетическим нитям, в частности к устройствам для радиального охлаждения нитей, Известны устройство и способ формования из расплава синтетических нитей и охлаждения этих нитей за счет непрерывной подачи потока охлаждающего газа с постоянной скоростью радиально внутрь ео всех направлений к нитям через цилиндрический пустотелый перфорированный элемент, окружающий нити, Такие системы радиального охлаждения обеспечивают радиальный поток постоянной скорости сверху (примерно от фильеры) до выхода из камеры охлаждения, По достижении более высокой производительности с использованием системы радиального охлаждения и в особенности при получении нитей с порами было обнаружено ухудшение качества пряжи, пористости и равномерности из-за неадекватного охлаждения нитей, Цель изобретения — повышение эксплуатационных свойств путем улучшения условий распределения газа.
На фиг.1 показайо предлагаемое устройство, разрез; нэ фиг,2 — охладительный распределительный элемент, на фиг,3 — камера охлаждения, Устройство содержит фильеру 10, через которую экструдируются нити 12, затем направляемые через пустотелую цилиндрическую камеру охлаждения 14 к направляющему приспособлению (не показано), составляющему часть типовой подающей системы. Пустотелая камера охлаждения 14 смонтирована сразу под фильерой, В камере 14 предусмотрена нижняя кольцевая камера .18 с патрубком 20 для подачи охлаждающего газа 21, а также верхняя . кольцевая камера 22 для распределения охлаждающего газа во внутреннюю камеру 24 к нитям 12. Камеры 18, 22 разделены перфорированной плитой 26, обеспечивающей равномерное распределение газа, поступающего в камеру 22, Внутренняя стенка 23 камеры 22 выполнена из цилиндрического перфорированного материала, например из цилиндрической металлической пластины, имеющей отверстия 28 из меняющегося диаметра для получения областей уменьшающейся пористости, начиная непосредственно под фильерой 10. и далее в направлении выходного конца цилиндрической пластины 23. Кроме того, имеется покрытие 30 из вспененного материала для рассеивания воздушного потока.
При работе газ 21 поступает в камеру 18 через патрубок 20, затем проходит через распределительную пластину 26 в камеру
22. После этого газ проходит через перфорированный цилиндр 23 и вступает в контакт с нитями (фиг,1 и 2), причем профиль уменьшения скорости показан на фиг,3, где длина стрелок 21 соответствует скорости
Методы испытаний, Относительная вязкость раствора (LRV).
Относительная вязкость раствора является отношением времени протекания раствора и растворителя в капиллярном вискозиметре при 25"С: Раствор состоял из
4,75 вес. ф, полимера в раствори еле. Растворителем был гексафторизопропанол с содержанием 100 ч, на млн, HzSO4
Определение пористости в процентах.
Пористость в процентах обычно определяют путем замера флотационной плотности следующим образом.
20 Получают ряд растворов меняющейся плотности путем сочетания соответствующих количеств CCI4 плотностью 1,60 г/см и п-гептана плотностью 0,684 г/см . Плотность указанных растворов можно точно оп25 ределить, измерив ее ареометром. Затем растворы устанавливают в порядке увеличения плотности. Кажущуюся плотность пустотелого волокна определяют тэк: отрезают небольшой кусок волокна (100-150 мм), связывают из него очень тугой узел и погружают по очереди в каждый из растворов для определения, в каком растворе волокно едва плавает, а в каком едва тонет. Средняя из двух полученных плотностей является кажущейся плотностью волокна. Тогда пористость для сформованного или тянутого волокна равна: для сформованного волокна пористость =
1,345 — кажущаяся плотн 100%
1,345 для тянутого волокна пористость =
1,39 — кажущаяся плотность
1,39, где 1,345 — плотность полимера в нетянутом (аморфном) полиэфирном волокне;
1,39 — плотность полимера в тянутом (кристаллическом) полиэфирном волокне.
Пример 1, Применяемый аппарат является типовым устройством для формо.вания из расплава, где расплавленный полимер подается в блок формования, снабженный шестеренчатым насосом, фильтром и набором фильер, Экструдированные нити проходят через устройство, изображенное на фи,1, и охлажденные нити сматываются или собираются в жгуты и. подаются в сборное устройство типовой конструкции.
1748653
Фильера диаметром 5,5 дюйма содер- ненному при получении контрольной пряжит 212 капилляров, расположенных че- жи А1. тырьмя концентричными кругами при Замер пористости двух пустотелых водиаметре внешнего круга 4,5 дюйма. локон показал, что нити контрольной пряжи
Внутренняя стенка 23 (фиг.1) блока ох- 5 В1 имеют пористость 16,4, тогда как нити лаждения является цилиндром диаметром 7 пряжи В2 ймеют пористость 23,8. Таким обдюймов, содержащим одинаково разнесен- разом, применение устройства обеспечило ные 24 горизонтальных ряда из 117 отвер- увеличение закрытой пористости нэ 45,1 (,. стий каждый. Восемь рядовуфильеры имеют, Пример 3. Полиэтилентерефталат с диаметр отверстия 0,076 дюйма, средние 8 10 относительной вязкостью 20,4 формовался . рядов имеют диаметр отверстия 0,067 дюйма из расплава при температуре блока 275 С с и 8 самых дальних от фильеры рядов имеют использованием фильеры, имеющей 900 диаметр отверстия 0,055 дюйма. круглых отверстий, размещенных восемью
Полиэтилентерефталат с относительной концентричными кругами, причем диаметр вязкостью раствора в 20,4 формования из 15 внешнего круга был равен примерно 4,5 раствора при температуре формовочного дюйма. Экструдированные нити охлаждаблока 270 С охлаждался и сматывался со лись в воздухе в блоке радиального охлажскоростью 700 ярдов в минуту для получе- дения и затем сматывались со скоростью ния пряжи, состоящей из пористых нитей, 1624 ярда в минуту для получения лряжи, имеющих по четыре непрерывных некруг- 20 где нити имели весовой номер 3,6. лых параллельных поры по всей их длине. Контрольную пряжу получили по такой
Весовой номер волокна (денье) был равен же процедуре с использованием типового
45. Полученный образец пряжи был эакоди- блока радиального охлаждения, где размер рован А2. всех отверстий во внутренней радиальной
Эксперимент повторили при тех же ус- 25 стенке 23 (фиг.1) одинаков, Испытательную ловиях на том же аппарате за исключением пряжу получили с применением блока радитого, что размер отверстий во внутренней ального охлаждения, аналогичного блоку. перфорированной стенке 23 блока охлажде- использованному для получения образца А2 ния был одинаков. Суммарный расход воз- из примера 1, т,е. во внутренней стенке 23. духа регулировался так, чтобы он был равен 30 блока охлаждения около фильеры имелись значению, использованному при изготовле- отверстия большего размера. Суммарный нии пряжи А2. Полученная в результате кон- - расход воздуха был одинаков для обоих витрольная пряжа из пористых волокон была дов пряжи, обозначена А1. Образцы испытательной и контрольной
Затем была измерена пористость в про- 35 пряжи были рассечены поперек, установлецентах образцов А1 и А2. Пористость образ- ны в микроскоп, а изображение в микроскоца А1 равна 20,5, тогда как пористость пе былоспроектированонабольшойэкран. образца А2 равна 25,9. Очевидно, что при- Для каждого образца измерялся диаметр менение предлагаемого устройства обес- каждой из 360 нитей спроектированного печило увеличение пористости на 26,3g,, 40 изображения, результат записывался и выВместе с тем визуальное изучение считывались среднее значение и стандартмикрофотографий поперечного сечения ное отклонение. Оказалось, что полученных типов пряжи показало сущест- контрольный образец имел средний диэвенное улучшение в равномерности у пряжи метр нити 19,5 мкм при стандартном отклоА2. 45 нении 1,852, тогда как испытательный
Пример 2. Процедура по примеру 1 образец имел средний диаметр нити 19 5 была повторена за тем исключением,. что мкм и стандартное отклонение 1,037. Срэеприменялась фильера с 388 капиллярами, нение стандартных отклонений указывает расположенными в пять концентричных на улучшение равномерности диаметра бокругов, а скорость намотки была равна 1205 50 лее чем на 40 для испытательной пряжи, ярдам в минуту. Охлаждающее устройство было аналогично тому, что применялось при Формула изобретен ия получении образца А2. Полученная пряжа Устройство для формовэния из рэспласостояла из нитей с весовым номером све- ва полимера, содержащее фильеру. охлажжесформованноговолокнэ14,5ибылаобоз- 55 дающую камеру, имеющую полый начена В2, цилиндрический перфорированный элеКонтрольную пряжу получили при тех мент, размещенный непосредственно под же условиях и на том же оборудовании, что фильерой, и камеру с приточной вентиляи пряжу В2, эа тем исключением, что блок цией, имеющую патрубок подачи газа, отохлаждения был аналогичен блоку, приме- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыше1748653
2I
Составитель И.Пяцкая
Техред М,Моргентал
Редактор M.Öèòêèíà
Корректор Э,Лончакова
Заказ 2514 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ния эксплуатационных свойств путем улучшения условий распределения газа, отвер- стия на перфорированном элементе имеют диаметр, уменьшающийся в направлении от фильеры до выхода из охлаждающей камеры.
