Способ управления процессом формования профилированных нитей из расплава полимера

(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетического волокна(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМФОРМОВАНИЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ НИТЕЙИЗ РАСПЛАВА ПОЛИМЕРА(57) Изобретение относится к области производства химических нитей, Цель изобретения - повышение эффективности управления процессаформования путем сокращения времени переходного процесса Способ заключается в том, что изменяют подачу охлаждающего агента в зависимости от разности между заданным и текущим значениями коэффициента модификации поперечногосечения нитей, а текущее значение коэффициентамодификации вычисляют по формуле Ш СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНК АВТОРСКОМ Ф"-1)/Ф-1)/Ф".1) " хЯо(у)рфСХ /уфД т) хх(Ч Л ФЧК(Кф -1)Д, где Я - коэфу -ЯОфициент модификации поперечного сечения нитей; Ч/ - начальный коэффщиент пропорциональности;ой - коэффициент пропорциональности; о - коэффициент поверхностного натяжения расплава полимера, н/м; р - плотность расплава полимера кг/м; С - теплоемкость расплава полимера Дж/кг3.град; т) - вязкость расплава полимера. Па с Ч - скорость истечения расплава полимера из отверстия фильеры, м/с 8 - площадь отверстия фипьеры, м; К - кратность фильерной вытяжки; з, Х, у, Д - константы полимера и режима охлаждения в стандартизованных условиях 3 ип., зуг+ где Л - коэффициент моди речного сечения нитей; ии попе Изобретение касается произоодства химических нитей. а именно Формирования профилированных нитей.из расплава полимера.Цель изобретения - повышение эффективности управления путем сокращения времени переходного процесса.На фиг, представлена схема Формования из расплава полимера волокнистого нетканого материала из профилированных нитей; на Фиг,2 - форма отверстия офильере; на Фиг,3 - Форма поперечного сечения нити, где 1 - шнековый расплавитель, 2 - фильера с профилированными отверстиями, 3 - охлаждающая шахта, 4 - струя расплава, 5 - шибер, 6 - датчик расхода охлаждающего агента, 7 - дутьеоое устройство, 8 - профилированные нити, 9 - холст оолокнистого нетканого материала, 10 - приемная пооерхность; 11 - приемное устройство, Роп - радиус описанной окружности, г, - радиус вписанной окружности.Сг 1 особ управления процессом формооания црофилированнь 1 х нитей из расплава полимера осуществляют следующим образом.Перед формованием, например, на микроскопе определяют начальный коэффициент модификации ЧЧю нитей; который принимается равным отношению величины радиусов описанной и описанной окружностей профиля отверстия фильерыИю = Йоп/гоп.Затем определяют величину коэффициента модификации поперечного сечения нитей 1 Ч в стандартизованных условиях формооания, т.е, в "затопленную среду" (охлаждающую шахту 3 с неподвижным воздухом), когда подача охлаждающего агента отсутствует и когда обеспечивается постоянство цроцесса формооания по осей длине зоны Формооания. В заоисимости от разницы величин заданного Юз и определенного в стандартизованных условиях формования В коэффициентов модификации поперечного сечения нити регулируют подачу охлаждающего агента с помощью, например, шибера 5, контролируемую датчиком 6,Текущее значение коэФФициента модиФикации В/ вычисляют по формуле В/ю - начальный коэффициент модификации нитей;1 - коэффициент пропорциональнрсти;о - коэффициент поверхностного натяжения расплава полимера; н/м;р - плотность расплава полимера,кг/м;С - теплоемкость расплава полимера,Дж/кг град;р - вязкость расплава полимера, Па с;Чо - скорость истечения расплава полимера из отверстия фильеры, м/с;. 50 - площадь отверстия фильеры, м;2,К - кратность фильерной вытяжки;у,А р,р - константы полимера и режима охлаждения в стандартизованных условиях.Причем при каждой конкретной скорости обдува изменение количества об 20 дувочного воздуха приводит к вполнеопределенному изменению коэффициентамодификации В/ поперечного сечения сформованного волокна. Так, например, увеличение количества обдувочного воздуха на 50м /ч при поперечной оптимальной скоростиобдува 0,4 м/с увеличивает Ю на 0,1. Такимобразом, струи расплава 4, выходящие изпрофилированных отверстий фильеры 2, охлаждаются с заданной интенсивностью, вы 30 тягиоаютсл дутьеоым устройством 7 впрофилированные нити 8 с В/э, которые раскладываются в холст 9 волокнистого нетканого материала по поверхности 10приемного устройстоа 11.П р и м е р 1 Требуется получить холстволокнистого нетканого материала из полипропиленовых нитей шестилучевогопрофиля с коэффициентом модификациипоперечного сечения 1,7,40 . Отверстия фильеры, имеющие щестилучеоой профиль, изучали на микроскопеМБИ, Установили, что Ио = /,2. Затемопределили величину В/, причем исходилииз того, что технологические параметрыформования, отвечающие устойчивому режиму аэродинамической вытяжки полипропиленовых струй расплава, были равны: уо == 43,6 10 (коэффициенты для шестилучеоого профиля). Установили, что ЧЧ = 1,7. Поскольку И = В/3, то процесс формованиоосуществляли без подачи охлаждающегоагента по следующей схеме, из шнековогорасплаоителя 1 через фильеру 2, имеющую=4,65 10 (коэффициенты для 1 рехлучечиопрофиля),5 Установили, что Ю = 1,01. Поскольку6/з = 1,5, необходимо подать охлаждающийагент в обьеме 50 (1,5-1,01):0,1 = 250 м /ч,Процесс формования осуществляли по следующей схеме: иэ шнекового расплавителя10 1 через фильеру 2 в охлаждающую шахту 3продавливали струи 4 поликапрсамнла, накоторые подавали охлаждающий воздух,расход которого регулировали шибером 5так, что ан составил 250 м /ч при поперечз15 ной скорости обдува 0,4 м/с, что фиксировалось датчиком 6, Охлажденные до заданнойвеличины струи расплава 4 всэсывались вдутьевое устройство 7, где под действиемпотока сжатого воздуха образуются нить 820 с коэФфициентом поперечного сеченияЯ, = 1,5, которые раскладываются в видеволокнистого нетканого холста 9 на поверхность 10 приемного устройства 11. 25 (56) Авторское свидетельство СССР М 783376, кл. О 01 0 5/04, 1978.Формула изобретенияСПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ 30 ФОРМОВАНИЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ НИТЕЙ ИЗ РАСПЛАВА ПОЛИМЕРА путем изменения подачи охлаждающего агента в зависимости от разности между заданным и текущим значениями коэффициента мо дификации поперечного сечения нитей, отличающийся тем, что, с целью эффективности управления путем сокращения времени переходного процесса, текущее . значение коэффициента модификации вычисляют по формулеа +1 И, +1),1 отверстия шестилучевого профиля, в виде струй расплава 4 выдавливали волокнообразующий полипропилен марки 21180, Затем струи расплава 4 всасывались в дутьевое устройство 7, где под действием потока сжатою воздуха образуются профилированные нити 8 с Яз = 1,7, которые раскладываются в виде .волокнистого нетканого холста 9 на поверхности 10 приемного устройства 11,П р и м е р 2. Требуется получить холст волокнистого нетканого материала из капроновыхнитей трехлучевого профиля с Из = 1,5.Отверстия фильеры, имеющие. трехлучевой профиль, изучали на микроскопе МБИ, Установили, что 6/О = 5, Затем определили величину В 1 причем исходили из того, что технологические параметры формования, отвечающие устойчивому режиму аэродинамической вытяжки капроновых (поликапроамидных) струй расплава были равными: у, = 1000 Па с (т,е, температура формования поликапроамида он = 2,8 равна 275 С); К=100; Чо=0,01 м/с, Яо = 5 10 м;р С=22 10 Джlм град;0 = где В/ - коэффициент модификации поперечного сечения нитей;Яо - начальный коэффициент модификации нитей,к - коэффициент пропорциональности;о - коэффициент поверхностного натяжения расплава полимера, н/м;р - плотность расплава полимера, кг/м; .С - теплоемкость расплава полимера,Дж/кгград;- вязкость расплава полимера, Па ф с;Чо - скорость истечения расплава полимера из отверстия фильеры, м/с;Яо - площадь отверстия фильеры, м;К - кратность фильерной вгятяжки;у,Арф - константы полимера и режима,охлаждения в стандартизованных условиях.1403684 фОУХ. ставитель Л.Якутинахред М.Моргентал Корректор М.Шарошс едактор В.Трубченко Заказ 324 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва. Ж, Раушская наб 4/5 ро твенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагэриа, 101