Плоская нить из синтетического сырья

Изобретение относится к изделиям из полимеров, в частности к нитям, полученным экструзией, а именно к плоской нити из синтетического сырья с заранее заданными характеристиками. Техническим результатом заявленного изобретения является снижение абразивных свойств нити, исключение появления меловой пыли, возможность введения большего количества добавок и возможность получать плоскую нить, каждый слой которой будет обладать различными заданными свойствами, для расширения области применения нити. Технический результат достигается в плоской нити из синтетического сырья, которая включает добавки и состоит из нескольких, по крайней мере, из трех слоев. При этом каждый из слоев выполнен с различными свойствами, а внутренний слой нити содержит карбонат кальция. Причем количество карбоната кальция составляет 0,1-40% от массы основного сырья внутреннего слоя. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к изделиям из полимеров, в частности к нитям, полученным экструзией, а именно к плоской нити из синтетического сырья с заранее заданными характеристиками. Новая плоская нить из синтетического сырья может быть использована во многих отраслях промышленности по различному назначению, например в ткацком производстве, в пищевой промышленности, как упаковочный материал, и может выгодно отличаться от известных нитей большей прочностью, стойкостью к воздействию бензина и влаги, а также обеспечивать возможность многократного использования. Кроме того, плоская нить из синтетического сырья может найти применение в радиоэлектронной, приборостроительной и других отраслях промышленности.

Известны различные плоские нити из синтетического сырья. Например, известна плоская нить из синтетического сырья (см. http://www.ligatek.ru/extruders/jc-fy-s.htm). Названную нить получают с помощью линии, описанной на сайте и которая включает в себя плоскощелевую головку и непрерывную систему фильтрации, которые и позволяют производить плоскую пить. Эта линия производит пленку одинаковой толщины по всей ширине пленки. Нить после фибрилляции используют для изготовления шпагатов, веревок, кабельных наполнителей, основы для ковровой подложки и искусственной зеленой травы. Плоская нить из синтетического сырья, которую получают с помощью рекламируемой на сайте линии, позволяет получать однослойные плоские нити для дальнейшего использования их, например, в ткацком производстве. Но такая плоская нить из синтетического сырья имеет недостатки. Основными недостатками этой нити как аналога являются ее высокая стоимость, а также пониженные прочностные свойства.

Известна также плоская нить из синтетического сырья (см. http://aiticles.pakkermash.ru/show_art.php?art=179). Названную нить получают с помощью линии, рекламируемой на сайте. В эту линию входит экструдер, который обеспечивает оптимальную гомогенизацию расплава и продвигает его в направлении плоскощелевой головки. Плоскощелевая головка обеспечивает минимальные отклонения толщины расплава и оптимальное распределение его массы по ширине. Плоская нить из синтетического сырья, которую получают с помощью рекламируемой на сайте линии, позволяет получать однослойные плоские нити для дальнейшего использования их, например, в ткацком производстве. Но такая плоская нить из синтетического сырья имеет недостатки. Основными недостатками этой нити как аналога являются ее высокая стоимость, а также пониженные прочностные свойства.

Вместе с тем, известна плоская нить из синтетического сырья, получаемая с помощью линии, описанной на сайте (см. http://www.textileclub.ru/index.php?option=articles&task=viewarticle&artid=324&Itemid=55). В состав линии для получения новой плоской нити из синтетического сырья входит следующее основное технологическое оборудование. Это, прежде всего, экструдер с загрузочным бункером, насосом, регулирующим давление, и с приводом. В состав линии входят также фильтр для расплава, плоскощелевая головка, ванна с охлаждающей водой и приемные валы, которые установлены после ванны. Описываемая линия имеет также устройство для резки пленки на отдельные полосы.

Вместе с тем, известна плоская нить из синтетического сырья (см. патент Великобритании №1243512 от 09 августа 1968 г., МПК 9 D06M 17/00). Описанная в патенте плоская нить из синтетического сырья является наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату при ее использовании к заявляемой (прототипом). Эта плоская нить из синтетического сырья включает добавки и состоит из нескольких, по крайней мере из трех слоев, каждый из которых выполнен с различными свойствами.

Но этот наиболее близкий аналог (прототип) имеет те же недостатки, что и другие вышеописанные аналоги. Недостатками наиболее близкой плоской нити из синтетического сырья являются следующие. Поскольку синтетическое сырье, такое как, например, полипропилен или полиэтилен, значительно дороже таких материалов, как карбонат кальция, стеарат кальция или тальк, то для удешевления стоимости нити в нее, как правило, вводят добавки на основе карбоната кальция, стеарата кальция, талька и тому подобных. В последнее время в качестве добавки стали вводить и органический карбонат кальция в виде перемолотых костей крупного рогатого скота, а также костей рыб, утилизируя их и, таким образом, удешевляя стоимость синтетической плоской нити. Но частицы, например, карбоната кальция (СаСО₃), выходящие на поверхность полученной в общем технологическом процессе пленки, которую в дальнейшем режут на плоские полосы и из которых потом получают нити, образуют шероховатую поверхность. Частички карбоната кальция (СаСО₃), выходящие на поверхность уже готовой нити, обладают значительными абразивными свойствами. Это приводит к дополнительному износу частей оборудования, с которыми в дальнейшем соприкасается нить, например рабочих частей ткацкого станка. А обусловлено это тем, что нить на ткацком станке активно соприкасается с механизмами станка, как минимум, в пяти местах, в которых скапливаются частицы, например, карбоната или стеарата кальция. Вместе с тем, частицы карбоната или стеарата кальция способны в значительном количестве выбиваться из поверхностного слоя нити со всеми вытекающими отсюда последствиями. В первую очередь, выбитые из поверхностного слоя частицы карбоната кальция образуют пыль, которая, попадая во вращающиеся детали станков и механизмов, дополнительно увеличивает их износ. Эти частицы карбоната или стеарата кальция попадают, в том числе, в подшипники, преждевременно выводя их из строя. Вместе с тем, частицы карбоната кальция попадают в различные электрические устройства, находящиеся на ткацком станке, провоцируя короткие замыкания электрической цепи вплоть до остановки работы ткацкой линии. Кроме того, эта же пыль карбоната кальция, так называемая «меловая пыль», смешиваясь с воздухом, с позиций охраны труда и техники безопасности обслуживающего персонала резко ухудшает санитарно-гигиенические условия труда. Для приведения к регламентируемым нормам условий труда обслуживающего персонала, в первую очередь очистки воздуха, требуется дополнительное оборудование для его очистки, включая принудительную вытяжную вентиляцию. А это в свою очередь увеличивает себестоимость плоской синтетической нити. Необходимо также отметить, что белые частицы мела снижают насыщенность цветного пигмента, который, как правило, вводят для окрашивания плоской синтетической нити. В связи с этим приходится увеличивать и количество цветного пигмента приблизительно в количественном отношении, в три раза большем, чем в нити без карбоната кальция. Но цветной пигмент значительно дороже карбоната кальция и полимеров, что также влечет увеличение себестоимости плоской синтетической нити. Кроме того, в ходе технологического процесса для получения пленки из экструзионного сплава его, как правило, охлаждают в ванне с водой. Но поскольку поверхность пленки получается шероховатой, она способствует удержанию большого количества воды на поверхности пленки, а удаление этой воды технологически затруднено. В связи с этим в общем технологическом процессе требуются дополнительные трудоемкие операции по удалению воды, что ведет к удорожанию технологического процесса и, следовательно, к удорожанию себестоимости плоской синтетической нити. Если же проводят охлаждение пленки на охлаждающих валах, то в этом случае из-за абразивных свойств частичек карбоната кальция, выходящих на поверхность пленки, увеличивается износ охлаждающих валов. Вместе с тем, необходимо особо подчеркнуть, что внесение карбоната кальция в синтетическое сырье для производства плоской синтетической нити в любом случае предопределяет пониженные прочностные свойства самой плоской нити со всеми вытекающими отсюда последствиями. Из сказанного видно, что основными недостатками известной плоской нити из синтетического сырья, как наиболее близкого аналога (прототипа), являются ее высокая стоимость и пониженные прочностные свойства.

Задача, которую поставил перед собой разработчик новой плоской нити из синтетического сырья, состояла в создании такой плоской нити из синтетического сырья, которая позволила бы уменьшить стоимость ее производства за счет использования дешевого или утилизируемого материала, не снижая резко при этом прочностных и других, необходимых для конкретного вида нитей, свойств. Как следствие, это позволит применять новые плоские нити из синтетического сырья для изготовления различных по назначению изделий. Техническим результатом, достигнутым в процессе решения поставленной перед разработчиками задачи, явилась возможность формировать слои в плоской нити из синтетического сырья с заранее заданными свойствами, используя при этом более дешевые или же утилизируемые материалы.

Сущность изобретения состоит в том, что в плоской нити из синтетического сырья, включающей добавки и состоящей из нескольких, по крайней мере из трех слоев, каждый из которых выполнен с различными свойствами, ее внутренний слой содержит карбоната кальция в количестве 0,1-40% от массы основного сырья внутреннего слоя.

Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что в плоской нити из синтетического сырья ее внутренний слой сформирован с наполнителем на основе органического карбоната кальция.

Кроме того, сущность изобретения состоит и в том, что в плоской нити из синтетического сырья ее внешний слой содержит краситель, равномерно распределенный по слою.

Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что в плоской нити из синтетического сырья ее внешний слой содержит краситель в количестве 0,1-15,0% от массы основного сырья внешнего слоя, равномерно распределенный по слою.

Кроме того, сущность изобретения состоит и в том, что в плоской нити из синтетического сырья, один из ее слоев содержит армирующую добавку, равномерно распределенную по слою.

Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что в плоской нити из синтетического сырья один из ее слоев содержит полимер с более высокими разрывными характеристиками, чем полимер, использованный при изготовлении других слоев.

Кроме того, сущность изобретения состоит и в том, что в плоской нити из синтетического сырья один из ее слоев содержит полипропилен с показателем текучести раствора (ПТР) менее 3,0 г/10,0 мин по Стандартному методу определения показателя текучести расплава термопластов с помощью экструзионного пластомера (ASTM 1238-90b), равномерно распределенный по слою.

Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что плоская нить из синтетического сырья выполнена фибриллированной.

Кроме того, сущность изобретения состоит и в том, что плоская нить из синтетического сырья выполнена скрученной.

Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что плоская нить из синтетического сырья выполнена замасленной.

Доказательства возможности осуществления новой плоской нити из синтетического сырья с реализацией указанного назначения приводятся ниже на конкретных примерах новой плоской нити из синтетического сырья. Эти характерные примеры конкретных плоских нитей из синтетического сырья согласно предлагаемому изобретению ни в коей мере не ограничивают объем правовой защиты изобретения. В этих конкретных примерах дана лишь иллюстрация новой синтетической плоской нити.

Приведенные в качестве конкретных примеров изобретения отдельные синтетические плоские нити поясняются графически, где:

на фиг.1 показан вид новой поперечно-разрезанной трехслойной плоской нити из синтетического сырья, содержащей карбонат кальция (СаСО₃) во внутреннем слое и цветной суперконцентрат во внешних слоях;

на фиг.2 показан вид поперечно-разрезанной пятислойной плоской нити из синтетического сырья.

Вид поперечно-разрезанной трехслойной плоской нити из синтетического сырья показан на фиг.1, где:

1 - внутренний слой;

2 - внешний слой;

3 - полимер;

4 - частицы карбоната кальция (СаСО₃);

5 - частицы цветного пигмента.

Плоская трехслойная нить из синтетического сырья состоит из внутреннего 1 и внешних 2 слоев. Внутренний 1 и внешние 2 слои состоят из полимера 3, например полипропилена или полиэтилена. Внутренний 1 слой содержит наполнитель в виде частичек 4 карбоната кальция (СаСО₃). Надо отметить, что карбонат кальция (СаСО₃) может быть как органического, так и минерального происхождения. Вместе с тем, в качестве наполнителя может быть и любой другой аналогичный наполнитель, например тальк или же стеарат кальция. Внутренний 1 слой трехслойной плоской нити из синтетического сырья содержит карбоната кальция в количестве 0,1-40% от массы основного сырья внутреннего слоя. А внешний 2 слой содержит частицы 5 цветного пигмента как красителя, например синего. Причем краситель, присутствующий во внешних 2 слоях, может быть различного цвета и равномерно распределен по слою. В частности, внешний 2 слой содержит частицы 5 цветного пигмента как красителя, в количестве 0,1-15,0% от массы основного сырья внешнего слоя. Описанная плоская трехслойная нить из синтетического сырья может быть выполнена фибриллированной, и/или скрученной, и/или замасленной.

Вид поперечно-разрезанной плоской пятислойной нити из синтетического сырья показан на фиг.2, где:

1 - внутренний слой;

2 - внешние слои;

3 - полимер;

4 - частицы карбоната кальция (СаСО₃);

5 - частицы цветного пигмента;

6 - средние слои.

Плоская пятислойная нить из синтетического сырья состоит из внутреннего 1 и внешних 2 слоев. Внутренний 1 и внешние 2 слои состоят из полимера 3, например полипропилена или полиэтилена. Пятислойная нить из синтетического сырья в своих слоях содержит наполнитель в виде частичек 4 карбоната кальция (СаСО₃) и частичек 5 цветного пигмента. Частички 5 цветного пигмента присутствуют во внешних 2 слоях, а частички 4 карбоната кальция (СаСО₃) - в средних слоях плоской пятислойной нити из синтетического сырья. Из полимера 3 состоят как внутренний 1, внешние 2, так и средние 6 слои. Каждый слой плоской нити из синтетического сырья обладает своими, необходимыми и присущими ему свойствами. В частности, в описываемой пятислойной нити из синтетического сырья внутренний слой выполнен как армирующий, из полимера с высокими прочностными характеристиками. Другими словами, в пятислойной плоской нити один из ее слоев содержит полимер с более высокими разрывными характеристиками, чем полимер, использованный при изготовлении других слоев. В данном конкретном случае внутренний 1 слой пятислойной плоской нити содержит полипропилен с показателем текучести раствора (ПТР) менее 2,8 г/10,0 мин по Стандартному методу определения показателя текучести расплава термопластов с помощью экструзионного пластомера (ASTM 1238-90b), равномерно распределенный по внутреннему 1 слою. Описанная плоская пятислойная нить из синтетического сырья может быть выполнена фибриллированной, и/или скрученной, и/или замасленной.

Применение новой плоской нити из синтетического сырья в промышленности и в других отраслях позволит резко снизить стоимость ее применения, не снижая при этом прочностных свойств. Преимущества применения новой плоской многослойной нити из синтетического сырья состоят в следующем. Частицы карбоната кальция (СаСО₃) или других добавок, например талька, отсутствуют на глянцевой поверхности пленки, что препятствует удержанию воды, так как добавка, например, карбоната кальция (СаСО₃) в данном случае введена во внутренний слой, защищенный внешними слоями. Новая нить не обладает значительными абразивными свойствами, как обладают известные плоские нити из синтетического сырья. А это не будет приводить к дополнительному износу частей оборудования, с которыми в дальнейшем будет соприкасаться нить, например с рабочими частями ткацкого станка. При применении новой плоской нити из синтетического сырья повысится также надежность ткацкой линии за счет исключения выхода из строя электрооборудования. Отсутствие так называемой меловой ныли улучшит санитарно-гигиенические условия труда работников и также в целом уменьшит износ оборудования. Возможен ввод большего количества различных добавок, например карбоната кальция (СаCО₃), для экономии более дорогого полимера. Возможно применение меньшего количества дорогостоящего цветного суперконцентрата за счет ввода его только во внешние слои. При этом каждый из внешних слоев может быть существенно тоньше внутреннего слоя. Необходимо также отметить, что согласно данному изобретению можно изготавливать нити с различными в зависимости от необходимости свойствами, делая их многослойными, каждый слой будет обладать уникальными свойствами. А это делает еще более актуальным применение данного изобретения, так как заданные свойства получаемых нитей будут определенными в зависимости от необходимости, ведь на практике не всегда требуются, например, чрезвычайно высокая прочность нити.

1. Плоская нить из синтетического сырья, включающая добавки и состоящая из нескольких, по крайней мере из трех, слоев, отличающаяся тем, что каждый из слоев выполнен с различными свойствами, а внутренний слой нити содержит карбонат кальция, при этом количество карбоната кальция составляет 0,1-40% от массы основного сырья внутреннего слоя.

2. Плоская нить из синтетического сырья по п.1, отличающаяся тем, что ее внутренний слой сформирован с наполнителем на основе органического карбоната кальция.

3. Плоская нить из синтетического сырья по п.1, отличающаяся тем, что ее внешний слой содержит краситель, равномерно распределенный по слою.

4. Плоская нить из синтетического сырья по п.3, отличающаяся тем, что ее внешний слой содержит краситель в количестве 0,1-15,0% от массы основного сырья внешнего слоя, равномерно распределенный по слою.

5. Плоская нить из синтетического сырья по п.1, отличающаяся тем, что один из ее слоев содержит армирующую добавку, равномерно распределенную по слою.

6. Плоская нить из синтетического сырья по п.1, отличающаяся тем, что один из ее слоев содержит полимер с более высокими разрывными характеристиками, чем полимер, использованный при изготовлении других слоев.

7. Плоская нить из синтетического сырья по п.6, отличающаяся тем, что один из ее слоев содержит полипропилен с показателем текучести раствора (ПТР) менее 3,0 г/10,0 мин по Стандартному методу определения показателя текучести расплава термопластов с помощью экструзионного пластомера (ASTM 1238-90b), равномерно распределенный по слою.

8. Плоская нить из синтетического сырья по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена фибриллированной.

9. Плоская нить из синтетического сырья по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена скрученной.

10. Плоская нить из синтетического сырья по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена замасленной.