Способ получения высокопрочной термопластичной нити

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. 0 01 Е 6/62 Государственный комитет СССР ио дедам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОЙ ТЕРМОПЛАСТИЧНОЙ НИТИИзобретение относится к получению синтетических волокон и может быть использовано для получения высоко-. прочных нитей иэ термопластичных полимеров. 5Синтетические нити повышенной прочности получают путем ориентационного вытягивания свежесформованных нитей при соответствующих температурах и максимально достигаемых в этих условиях кратности вытягивания.Известны способы вытягивания в две стадии,при которых первую стадию проводят при температуре, близкой к ТС ( + 10 С) и натяжении, равном 15 50 от натяжения окончательной- вытяжки 1) или при степени деформации в 1 зоне, не превышающей 55 от деформации общего вытягивания 2), 20Недостатком указанных способов является довольно низкая кратность и скорость вытягивания,Наиболее близким к изобретению является способ получения высоко- прочной термопластичной нити формированием расплава полимера и ориентационным вытягиванием полученной нити сначала при температуре, близкой к температуре стеклования, аЗО окончательную вытяжку осуществляютпри более высоких температурахпорядка 160-200 оС и при натяжениипорядка 18-21 гс/текс 3 .Недостатком укаэанного способаявляется невозможность повышениякратности вытягивания и натяжениявыше определенного уровня и, какследствие, невозможность улучшенияпрочностных характеристик нити.Это объясняется тем, что существует некоторая предельная величина -,так называемая максимальная кратность вытягивания, выше которой начинается интенсивный обрыв элементарных нитей, приводящий в итоге к обрыву комплексной нити, к образованию подмотов и останову рабочего 1места на машине. Это ограничивает .воэможность вытяжных машин по про 1 изводительности и достижению комплекса улучшенных физико-механических показателей.Цель изобретения - снижение обрывности нити и увеличение производительности вытяжного оборудования,Цель достигается тем, что ориентационное вытягивание формованной нити иэ расплава термопластич7634,90 иж яж ни яж ке Кратность вытягивани 12,4 11,6 11,5 7,4 70,5 70,8 73,2 25,2-2 27,5-3 30-3,5 1:5,35 1:5,491:5,64 арго полимера осуществляют с натяжением 21-30 гс/текс с последующимплавным его снижением до 1,2-,3,5 гс/текс на нижнем вытяжномдиске.Такое плавное понижение натяжения нити позволяет увеличить максимальную кратность и скорость вытягивания нитей, улучшить прочностные показатели готовой продукции,а также увеличить производительностьоборудования.Способ осуществляется следующим образом,На Фиг. 1 представлен графикизменения натяжения нитей на вытяжном диске (1-натяжение нити приизвестном способе - кратность вытягивания 1:5,21; 11,111 - натяжение нити по предлагаемомуспособукратность вытягивания 11 - 1:5,64111 - 1:5,49) у на Фиг. 2 - схема,поясняющая данный способ.Свежесформованную нить 1 (см.фиг.2) направляют на питающий диск2 при температуре, близкой к температуре стеклования (20-30 оС) . Процессориеитационного вытягивания нагретой нити начинают на сходе ее спитающего диска (55-70 от общейвытяжки). При температуре выше температуры стеклования цепи макромолекул развертываются и перемещаютсяс упорядочением внутри аморфной фазы. Далее нить проходит через плоский нагревательный элемент 3 стемпературой 180-200 С, при контактес которым вытянутые участки макромолекул агрегируются с образованиемкристаллитов , а кристаллиты дополнительно ориентируются в результате взаимного сдвига. Проходящиепри этом молекулярно-кинетическиепроцессы превращают анизотропнуюсвежесформированную аморфную нитьв нить, имеющую изотропную струк,туру - происходит окончательнаявытяжка нити (общая, кратностьвытяжки 1:4,75-1:5,64) натяжение взоне вытягивания поддерживают науровне 21-30 гс/текс. Затем нитьпосле ориентационного вытягиваниянаправляют на нижний вытяжнойдиск 4, где осуществляют постепенноепонижение натяжения нити от виткак витку от 21-30 кгс/текс до 1,23,5 гс/текс, после чего готовая нить5 идет на приемное устройство. Постепенное понижение натяжениянити на нижнем вытяжном дискеосуществляют эа счет того, что дисквыполнен в виде тела вращения собразующей переменного диаметра.Диаметр основания диска на 2-6(преимущественно на 4) больше диаметра при его вершине. Первый витокдвижущейся нити после ориентационного вытягивания на обогреваемой:пластине располагается на диске вф месте его максимального диаметра,последующие витки находятся наконцентрических поверхностях диска таким образом, что каждый послеДующий виток имеет диаметр меньше5 предыдущего в соответствии с фиг,1.П р и м е р 1. Свежесформированную полиэфирную нить линейнойплотйости 585 текс с двойным лучепреломлением 4,0 ф 10 Ь вытягивают .при температуре питающего диска68 С на плоском обогреваемом элементепри 180 С, скорости вытягивания155 т/мин, кратности 1:5,Э 5 и натяжении 25,2 гс/текс. При поступлении на нижний вытяжной диск .(диаметр основания диска на 4 больше диаметра при вершине) натяжениенити постепенно понижают от 1 до4 витка до 2,5 гс/текс,Свойства полученной нити (линейная плотность 112 текс) приведены в таблице. Обрывность нитей составляет 0,04 обр/кг, отходы в виде подмотов О,Э г/кг.П р и м е р 2. Аналогичен примеру 1, отличается тем, что кратность вытяжки 1:5,49, натяжение 27,5 кгс/текс, которое пойижают на нижнем вытяжном диске до З,О гс/текс. Свойства полученной нити ( линейная плотность 110 текс) приведены в таблице. Обрывность нитей 0,04 обр/кг, отходы в виде подмогов 0,3 г/кг. 45П р и м е р 3, Аналогичен примеру 1, отличается тем, что кратностьвытяжки 1:5,64, натяжение 30 гс/текс,которое понижают на нижнем вытяжномдиске до 3,5 гс/текс.Свойства полученной нити (линейная плотность 103 текс) приведены в таблице. Обрывность нитей0,05 обр/кг, отходы в виде подмотов0,35 г/кг.50 П р и м е р 4 (сравнительный). Аналогичен примеру 1., отличается тем, что кратность вытягивания 1 г 5,21, натяжение нити 26 гс/текс сохраняется постоянным на нижнем вытяжном диске. Получают нить линейной плотности 112 текс со следующими показателями: относительная прочность 68,7 гс/текс, удлинение 7,7, усадка при 150 С 12,6, обрывность нити о,б 2 об/кг, отходы в виде подмотов 7 г/кг. увеличение кратности вытягивания при данной ,скорости еще более увеличивает количество подмотов,ведет к обрывности нити, на паковке с вытянутой нитью появляется ворс. 15П р и м е р 5. Аналогичен примеру 4, но на нижнем вытяжном диске постепенно понижают натяжение от 26 гс/текс до 1,2 гс/текс. Прочность полученной нити 65-68 гс/текс, при уддинении 7,8-8,5 . Обрывность нитей 0,04 обр/кг, отходы в виде подмотов 0,3 г/кг.П р и м е р 6. Аналогичен примеру 4, но кратность вытягивания 1:5,64 скорость вытягивания 236 м/мин, натяжение нити постепенно понижают на нижнем вытяжном диске от 26 гс/текс до 3,0 гс/текс, Получают нить линейной плотчости 108 текс со с. ющими показателями: относительная прочность 72,0 гс/текс, удлинение 7,5, усадка при 150 С 12,0 , ухудшение проходимости не наблюдается, обрывность нити 0,05 обр/кг, отходы в виде подмотов 0,35 г/кг. 35П р и м е р 7. Свежесформованную полиэфирную нить линейной плотности 600 тек с двойным лучепреломлением 3,4 10 вытягивают при температуре питающего диска 80 ОС на 40 плоском обогреваемом элементе с температурой 200 С при кратности вытягивания 1:5,83. Натяжение нити в зоне вытягивания 24 гс/текс, которое понижают на нижнем вытяжном диске 45 до 1,5 гс/текс. Получают нить линейной плотности 103 текс с проточностью 73,1 гс/текс, удлинением 6,8 усадкой при 150 С 10,5, количество подмотов при вытягивании 0,1 от веса паковки.П р и м е р 8 (сравнительный). Аналогичен примеру 7,но вытягивание проводят при кратности 1:5,39 с натяжением нити в зоне вытягивания 18 гс/текст. Этот уровень натяжения 55 сохраняет на 3 из 4 витков на вытяжном диске. Получают нить линейной плотности 111 текс с показателями: относительная прочность 64 гс/текс,удлинение 6, усадки при 150 С 12,7, количество подмотов при вытягивании 0,9 от веса неработанной паковки. Кратность вытягивания и натяжение нити в данном случае является предельными, так как повышение их приводит к обрыву нити.П р и м е р 9. Свежесформованную полиамидную нить линейной плотности 444 текс вытягивают при температуре питающего диска 20 ОС на плоском обогреваемом элементе при 180 оС и кратности 1:4,75 с натяжением 21 гс/текс. Получают нить линейной плотности 93,5 текс с относительной прочностью 63,8 гс/текс и удлинением 13,5. Данные по проходимости аналогичны примеру 4.П р и м е р 10. Аналогичен примеру 9, но вытягивание нити проводят при кратности 1;5,1 и постепенномонижении натяжения от 1 до 4 витка с 24 до 1,3 гс/текс. Получают нить линейной плотности 87 текс с относительной прочностью 69,5 гс/текс, удлинением 11,0. Данные по проходимости аналогичны примеру 4.Таким образом, использование изобретения позволяет значительно снизить обрывность высокопрочной нити в процессе ее ориентационного вытягивания, а также увеличить производительность вытяжного оборудования.Формула изобретенияСпособ получения высокопрочной термопластичной нити формованием расплава полимера и ориентационным вытягиванием полученной нити при повышенной температуре, о т л и - ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения обрывности нити, увеличения производительности вытяжного обору-, дования, ориентационное вытягивание осуществляются с натяжением 21-30 гс/текс с последующим плавным его снижением до 1,2-3,5 гс/текс на нижнем вытяжном диске.Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе1. Патент Японии 922217,кл 42 Д 12, опублик. 22,09.69.2. Александрийский С.С. и др.Ориентациоыное вытягивание полиэфирных комплексных нитей. - Химические волокна, 1967, Р 5, с. 37.3. Петухов Б.В. Полиэфирные волокна. М.,Химия, 1976 (прототип).763490 ф Ьищяаном бцвс Составитель И.Девнинаикова Техред А.Щепанская КорректорВ. Бутяга