Способ изготовления нетканого материала с фильтрующими свойствами и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 163473 Р 04 Н 1/54 В 29 Ь 31:1 29 С 41/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ деление егоолоконатериал Форя этого во я, а также металлоемкос ерно оабарн Изобретение относит переработки полимерных может быть использован промьппленности для изг рующих элементов из не мерного материала,Цель изобретения изводительности прэцесерь пол ся к л материалов ио в химической отовле я фильтполика го овьппение и снижение ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Украинский научно-исследователь ский и конструкторский институт по разработке машин и оборудования для переработки пластических масс и искусственной кожи(56) Авторское свидетельство СССР Кф 481 322, кл. В 05 В 3/14, 1 971 .Заявка Японии У 67-42494, кл, В 29 Р 23/04, опублик, 1982. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЧ НЕТКАНОГО МАТЕРИАЛА С ФИЛЬТРУ 10 ЩИМИ СВОЙСТВАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕН 1 И (57) Изобретение относится к переработке полимерных материалов и м,б. использовано при получении фильтруящих элементов. Цель изобретения повышение производительности процесса и снижение потерь полимерного сырья, а также сокращение габаритов и металлоемкости устройства. Способ изготовления нетканого материала с Фильтрующими свойствами включает подготовку расплава, разна волокна н нанесение вна формующую подложку, Ммуется в ниде рукава, дллокна под действием центробежных.сил наносят на формующую поверхность.Относительно формующей поверхностирукав перемещают в осевом направленииодновременно продувая через него воздух, После чего рукав калибруют иохлаждают Пля реализации способапредназначено устройство, содержащееэкструдер, головку с рядом отверстийна боковой поверхности, привод вращения голонки и узел формования. Узелформовання выполнен в виде обечайкис отверстиями на формующей поверхности. Обечайка охватывает головку иимеет кольцевую полость, разделеннуюпо высоте на два участка, Первыйучасток сообщен с магистралью подачивоздуха, а второй - с магистралью отсоса. Отверстия на боковй поверхностиголовки выполнены с диаметром большимчем остальные. Головка м,б, жесткозакреплена на выходном конце червякаэкструдера, 2 с. и 2 з.п ф-лы,5 ил сокращение г тов ити устройства,На фнг.1 изображено устройствдля осуществления способа изготония нетканого материала, обладающФильтрующими свойствами из волокобразующего полимера, общий вид;фиг.2 - узел 1 на фиг 1; на фиг.3узел 11 на фнг,1; на фиг.4 - узел111 на фиг.1; на фиг.5 - вариантисполнения устройства. Устройство для изготовления нетканого материала с фильтрующими свойствами содержит экструдер 1 для подготовки расплава полимера, головку 2 с рядами отверстий 3 на боковой поверхности 4. Головка 2 снабжена приводом 5 вращения и узлом 6 формования, Узел 6 формовалия выполнен в виде обечайки 7 с отверстия ми 8 на формующей поверхности 9. Обечайка 7 охватывает головку 2 н имеет кольцевую полость, разделеииую ло высоте иа два последовательно расположенных участка 1 О и 11 . Участок 10 сообщен с магистралью 1 2 подачи воздуха, а участок 1 с магистралью 13 отсоса воздуха. В варианте исполнения верхние 14 и нижние 15 ряды отверстий выполнены с диаметром 25 большим, чем остальные. В другом варианте исполнения головка 2 жестко закреплена на выходном конце червяка 16 экструдера 1. Все узлы устройства смонтированы в корпусе 17. Головка 2 имеет цилиндрический корпус 18, жестко закрепленный на валу 1 9. Внутренняя полость 20 корпуса 18 головки 2 посредством обогреваемых патрубков 21 и 22 сообщена с выходным отверстием экструдера 1, В кольцевом зазоре между латрубком 23 и валом 19 выполнена винтовая нарезка 23. Участки 10 и 11 кольцевой полости посредством воэдухопроводов сообщены с . 40 вентилятором 24, Иа магистралях установлено терморегулирующее устройство 25. В корпусе 17 смонтирован кольцевой распределитель воздуха 26 с отверстиями 27, На воэдухопроводах установлены заслонки 28 для регулирования расхода воздуха. Участки 10 и 11 вместе с вентилятором 24 образуют единую воздушную систему, в которой отсос воздуха осуществляется из внутреннего объема устройства через отверстия 8 на участке 1 1, а выход - на участке 10. С целью создания направленного воздушного потока на корпусе головки 2 установлены лопатЭ55 ки 29. Устройство укомплектовано складывающим приспособлением 30, тянущими валками 31 и устройством для намотки материала в рулон 32. При изготовлении нетканого материала полимерный материал, например полиэтилен, в виде гранул или дробленных отходов поступает в экструдер 1, где разогревается, пластицируется и превращается в расплав, которыйзатем через патрубок 21 подается в обогреваемый патрубок 22. Винтовая нарезка 23, выполненная на валу 19, обеспечивает дозировку и продавливание расплава во внутреннюю полость 20 корпуса головки 2.При вращении вала 19 расплав полимера, находясь под действием центробежных сил, равномерно распределяется по внутренней поверхности корпуса головки 2, продавливается черезрасположенные в ней отверстия 8 иразделяется таким образом на множест.во отдельных волокон, которые в поле центробежных сил подвергаются интенсивной вытяжке и превращаются в тонкие нити, перемещающиеся по траекториям, близким к радиальным, ло налравлению к формующей поверхности 9 обечайки 7 узла 6 формования. В непосредственной близости от нее нити расплава обдуваются потоками воздуха, истекающими нз отверстий 8 участка формования 10, куда через воздуховоды от вентилятора 24 подается сжатыйвоздух, расход и температура которого регулируются с помощью заслонки 28 и терморегулнрующего устройства 25.Взаимодействие полимерных волокон с воздушными струями одновременно обеспечивает их хаотичное переплетение и поддержание такого температурного режима, лри котором расплав, достигая формующей поверхности 9, охлаждаются настолько, что сохраняютФормоустойчивость н, вместе с тем, способность соединяться (свариваться)междусобой в местах контакта полимерных волокон. Попадая на формующую поверхность 9 обечайки 7 и соединяясь между собой, полимерные волокна образуют на ней равномерное по толщине и свойствам покрытие в виде рукава, имеющего волокнистую пористую структуру, придающую ему фильтрующие свойства. Толщина стенки рукава регулиру"ется скоростью ого осевого перемещения относительно формующей поверхности 9, осуществляемого с помощью тя" нущих валков 31. При этом сжатый воздух, вытекающий из отверстий 8, ох 1634 73410 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лаждает обечайку 7 и образует воздушгую просллйгку (подушку), улучшающуюскольжение рукава по формующейповерхности 9. Воздух, подаваемыйчерез отверстия 27 в кольцевом распределителе 26, способствует хаотичному перемещению нитей в материале,С этой же целью могут быть использованы воздушные потоки, создаваемыепри вращении головки 2 с помощьюнаправляющих лопаток 29.Отформованная,на участке 1 0 рукавная заготовка при осевом перемещениипопадает на участок 11 калибрования,где отсос воздуха через отверстия 8в обечайке 7 обеспечивает плотноеприлегапие рукава к Формующей поверхности 9, интенсивное его охлаждениеи Фиксирование структуры материалаи геометрических размеров рукава(диаметрр и толщины),Величина разрежения на участке11 калибрования, а следовательно,степень прижатия рукава к формугощейповерхности, регулируется заслонкой,Прочность и Формоустойчивость,которые приобретает рукав на участкекалиброванггя благодаря охлаждениюи плотному прилеганию к обецайке 7,обеспечивает на участке 1 0 нанесенияволокон на формугощую поверхность,гце температура выше, а прочностьмагериала намного ниже, сохранениекруглой формы и защиту рукавной заготовки от сминания под действием потоков воздуха и усилий, возггикакщихпри перемещении и складывания рукава.После участка 11 калибрования отформованный и охлажденный рукав нетканого материала проходит складывающее приспособление 30, тянущие валки31 и с помощью устройства 32 наматывается в рулоны,Увеличенный диаметр отверстий14 и 15 в верхних и нижних рядахпо высоте корпуса головки 2 позволяет формировать структуру материала,в которой наружные слои состоят изволокон большего диаметра, чем вовнутренних слоях, т.е. создаватьпрочный каркас, улучшающий эксплуатационные свойства материала.На фиг.5 изображен конструктивныйвариант устройства для производстванетканого материала, обладающегофильтрующими свойствами. В этом случае конструкция основных узлов устройства аналогична описанному и отличается тем, что гцгггиггдр экструдер 1 установлен непосредственно на корпусе 17 устройства, а головка 2 жестко закрегглсгга н выходном конце червяка 16 экструдера 1 и вращается вместес ним.При работе устройства полимерный материал, загружаемьггг в цилиндр экс" трудера 1 разогревается, пластицируется и превращается в расплав, который с помощью червяка 16 продавлнвается непосредственно во внутреннюю полость 20 головки 2 и при ее вращении разделяется на множество отдельных струй. Далее последовательность операций формования иэ полимерных волокон нетканого материала в виде рукава аналогична описанной,Предлагаемая компоновка значительно упрощает конструкцию и обеспечивает существенное сокращение габаритов и металлоемкости устройства, а также некоторое снижение затрат энергии за счет сокращения пути расплава от экструдера 1 к головке 2.Д;шный способ формования нетканого материала в виде рукава позволяет получать полотна иэ волокнообраэующих полимеров без существенных ограничений по толщине и ширине (в зависимости от выбора диаметра Формующей обечайки) и равномерными размерами и одинаковыми фильтрующими свойствами по всей поверхности полотна, Процесс характеризуется высокой надежностью и производительностью и не требует значительного перегрева расплава полимера и воздуха, что обеспечивает существенное сокращение энергозатрат. Кроме того, предлагаемая технология является и материалосберегающей, так как дает возможность использовать для изготовления фильтрующих материалов взамен высококачественных полимеров технологические отходы и смеси полимеров без предварительной Фильтрации, так как формование струй расплава происходит в отверстиях вращаю- шейся головки с относительно большими размерами и наличие загрязнений в расплаве или колебания вязкости не оказывают существенного влияния на характер течения и вытяжку струй в поле центробежных сил, а значит, и на качсство фильтрующего материалаБлагодаря тому, что движение полимерных волокон и нанесение их на формующую поверхность осуществляется" Д ДиРУЦЦ .Г, СТД 15,г г1 Г 11 1 ДГО 3 ЕС РД ЦЛД ДДЦ ДРГ, Р;ДС 1 ГЦ 1 Р.".С:ЛДВД ЦД ЦОГцдр; Р в;г 111 д 1 1;11 д 3 дцг,1 1 дт"РД 1" 1.Е;СТВОМ ЦД 1 СЕЦ 111 11 Г 1;СЦР 1 УДУД ЦО.гРХЦСТЬ, О т Л ии, ю щ ц й с я тем, что, с 1.ль 1и - , 111 1 Р 1 а 1 Дите,ости ГРГЦе- , 1 Г:" "1 1 и цт д 1 ь 1 1 г Р 1.Г О35,1,1 дц дте рцд, г осугест,. Г д т 3 цЕ р К 1цц СццГМ ПгЛГ ;1,1 е д с.г;1." 1 ец Г 1)гбсжпы",1 с 1 л цд формуощую поверхность, относительно которой рукав перемещают в осевом цдцрддленцн, при зтом одновременно чсрез стенки рукава продувают воздух, ддтем рукав калибруют и охлаждают.2.Устройство для изготовления неткдцого материала с фильтрующими свойствами, содержащее экструдер для подготовки расплава полимера, головку с рядам: отверстий на боковой попс р.ласти, снабженную приводом вращения, ц узел формовация материала, о т л ц ч а ю щ е е с я тем, что,. с целью повышения производительности роцесса и снижения потерь полимер- и го сырья, узел формования выполнен в вцде обечайки с отверстиями на 1 ор 1 удщей поверхности, охватывающей головку и имеющей кольцевую полость, разделенную но высоте на два последовательно расположенных участка, из которых первый сообщен с магистралью подачи воздуха, а второй - с магистрдью отсоса воздуха. З.Устройство цо п.2, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что диаметры верхних и нижних рядов отверстий на боковой поверхности головки выбраны боль 115 ми, чем диаметр остальных отверстии.4.Устройство по п.2, о т л и - ч д ю щ е е с я тем, что, с целью сокрдсн 151 габаритов и металлоемкости устройства, головка жестко закрепленд н 1 ыходном конце червяка эксТру,г;ард,.Ревская опствецо-адат.цьский к;ба г "атет, г, Ужгород, ул. Гаг на, 1 О лявон 734 НИПИ Госуцдрстве ого 13" ,з, Тир;н Лч 2 коапптета по и д-. 5, Подписцоебретециям и открытиям при ГКНТ СССауискдя наб д, 4/5