Способ получения комбинированной нити
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСЛНИЕ 765414
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. ñâèä-ву (22) Заявлено 15.12.76 (21) 2430398/23-05 (51)M. Кл.
0 01 F .8/14 с присоединением заявки Ж—
Госудврствввный комнтет (28) Приоритет СССР по делам вэобретвнкй н открытий
Опубликовано 23.09.80. Бюллетень Ж 35
Дата опубликования описания 23.09.80 (S3) УДК 677.494 ° (088.8) А. И. Малтабар, В. А. Маслов, И, A. Казаков, В. Э. Геллер, Л, А. Никитина, Э. M Айзенштейн, Д. Т. Ганопольский, М. Б. Аймбиндер, А. M. Грабилин и Е. С. Глазов (72) Авторы изобретения ь в ч Г) Т
ФЫтД 4 "Ы " I " (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ НИТИ
Изобретение относится к области получени синтетических волокон, в частности к получению комбинироваьптых нитей из термопластичных полимеров, формуемых через расплав.
Известен способ получения двухслойных (бикомпонентных нитей типа ядро-оболочка путем одновременной экструзии исходных полимеров с последующим вытягиванием и тепловой обработкой (1).
Указанный способ имеет сушественные недостатки, ограничивавшие его применение: — трудность совместной экструзии полимеров, имеющих различные геологические свойства; — невозможность получения комплексной нити с единой общей оболочкой, объединяющей все элементарные нити; — расслоение несовместимых полимерных компонентов в процессе вытягивания; — ограничение возможности максимального упрочнения при ориентационном вытягивании вследствие различий в предельных кратностях . вытяжки полимеров ядра и оболочки.
Наиболее близким изобретению является способ получения комбинированной нити нанесением на лучок ориентированных термопластичных монофиламентов оболочки из рас плава совместимого термопластичного полиме ра (того же класса, что и сердечник) (2).
Полученная таким образом комбинированная нить, состоящая из ориентированных нитей сердечника и неориентированной оболочки, обладает повышенной устойчивостью в узле и петле вследствие хорошей сцепляемости между сердечником и оболочкой, более равномерным распределением нагрузки в узле, а также улучшенным теплоотводом при фенин и деформации такой нити по сравнению с
15 исходной.
Однако в указанном способе расплав термопластичного полимера без предварительного охлаждения непосредственно контактирует с мокофиламентами. При этом наблюдается падение прочности монофиламентов вследствие диффузии полимера оболочки и частичной дезориентации ориентированных макромолекул сердечника. Так, исходная нить из по3 765414 лйэтилена имеет прочность 5,13 кгс при удлинении 46%, а та же нить, извлеченная из полиэтиленовой оболочки, имеет прочность
4,8 кгс при удлинении 31,4%.
Кроме того, указанный способ не позволя5 ег регулировать величину усадки нити (сердечника) в связи с отсутствием отдельной зоны термостатирования нити с момента на L несения оболочки.
Целью данного изобретения является новы- 10 шение прочности и улучшение эксплуатационных свойств нити при повышенной температуре и влажности.
3ro достигается тем, что на полиэтилентерефталатную нить наносят предварительно под-15 вергнутую фильерной вытяжке на 500 — 1000% оболочку из несовместимого с йолиэтилентерефталатом полимера при 190 — 200 С.
На фиг. 1 представлена технологическая схема, реализующая способ; на фиг. 2 — про- 20 хождение нити через формующую головку.
Способ осуществляется следующим образом (см. фиг. 1).
Нить (сердечник) 1 сматывают питающими вальцами 2 с катушки 3, пропускают через 25 формующую головку 4, которая имеет центральный канал 5 для прохода сердечника и соосный с ним кольцевой канал 6, через который в виде трубки 7 экструдируют полимер оболочки, поступающий в формующую 30 головку из плавильного устройства по каналу
А. Полимер оболочки на участке Б (см. фиг,2) подвергают фильерной вытяжке. Участок Б охлаждают до температуры максимальной скорости кристаллизации полиэфиров (190 — з5 о
200 С) и затем осуществляют контакт с полиэфирной нитью (участок Г).
Плотное облегание сердечника полимером оболочки достигается за счет стадии фильер ной вытяжки оболочки на участке В в процессе ее предварительного охлаждения в воздухе. В процессе контакта на данном участке проводят термофиксацию нити в области температур максимальной скорости кристаллизации полиэтилентерефталата в течение 0,0025— 45
0,02 мин до требуемых величин усадки. Далее нить с оболочкой охлаждают в водяной ванне .8 до температуры ниже температуры стеклования полиэфира для предотвращения тепловой дезориентации макромолекул несущей нагрузку нити. Охлажденная нить огибает погружной ролик 9 и поступает на вальцы 10, которые фиксируют требуемую. скорость нити. Готовую комбинированную нить принимают на катушку 11. 55
Термофиксация сердечника в области температур максимальной скорости кристаллизации полиэфира достигается за счет воздействия на Hего расплава оболочки ри заданном са4 отношении cKopocTcII Vl /Н2, I Jlc Vl — cKo. рость нити до нанесения оболочки; V> — ско(рость нити после нанесения оболочки. При
Ч, «( Условия термофиксации, помимо скоростей, варьируются температурой расплава, длиной зоны фильерной вытяжки оболочки) и длительностью контакта при температуре максимальной скорости кристаллизации. Контроль температуры в зоне термофиксацни (область температур максимальной скорости кристаллизации) осуществляют косвенно по отсутствию падения прочности несущей нагрузку нити при одновременном снижении усадки, например, как отражено на фиг, 2. Приведенные зависимости показывают, как в частном случае может изменяться усадка, прочность и удлинение полиэфирной нити в зависимости от температуры экструзии оболочки при различной длине зоны охлаждения оболочки b и зоны термофиксации Г. В нижеследуюших примерах приведены конкретные технологические условия получения комбинированной нити по предлагаемому способу. Пример 1. Комплексную нить (III текс); сформованную из расплава полиэтилентерефталата с мол. масс, 2600 и вытянутую в 5 раз, сматывают питающими пальцами с катушки и пропускают через центральный канал формующей головки. На нить наносят оболочку из фторопласта — 3 M с конечной толщиной 0,15 мм путем экструзии полимера при 260 С через кольцевой канал с наружным диаметром 2,5 мм и внутренним диаметром отверстия 1,2 мм при скорости приема нити 20 м/мин. Экструдируемую оболочку предварительно подвергают фильерной вытяжке (100%), охлажо дают до 190 — 200 С, после чего осуществляют контакт с полиэфирной нитью. В процессе контакта проводят термофиксацию нити в области температур максимальной скорости кристаллизации полиэтилентерефталата, Время термофиксации нити, происходящей на участке от начала контакта ее с полимером оболочки до охлаждающей водяной ванны, 0,0025 мин. В ванне нить охлаждают ниже температуры стеклования нолизфира. Охлажденная нить огибает погрумсной ролик и поступает на вальцы, Готовую комбинированную нить принимают на катушку. Показатели полученной нити приведены в табл, 1,. Пример 2. Комбинированную нить Iloлучают как в примере 1, ио время термофиксации нити на участке от начала контакта нити 765414 6 ы дают в воде при 20 С. Показатели подучени ной мононити с оболочкой приведены в табл.5. Таблица 1 Показател Линейная плотность, текс. Диаметр, мм Прочность, кг Удлинение % Усадка в воздухе при 150 С, % 0,62 7,5 7,0 8,4 8,0 5 с полимером оболочки до охлаждаюшей ванн равно 0,008 мин. Показатели полученной ниг приведены в табл. 2. Пример 3. Комбинированная нить, 5 полученная как в примере 1, отличается только тем, что время термофиксации на участке от начала контакта нити с полимером оболочки до охлаждаюшеи ванны равно 0,02 мин. Показатели полученной нити приведены в 1п табл. 3. Пример 4, Мононить диаметром 0,5 мм формуют из -расплава полиэтилентерефталата с молекулярной массой около 250000 с последующим вытягиванием в 15 5,2 раза для достижения необходимой прочности. Затем на ориентированную мононить наносят оболочку иэ поликапроамида толщиной 0,15 мм путем экструзии полимера при 230 С через кольцевой канал с наружным диаметром що отверстия 2,0 мм и внутренним диаметром 1,0 мм при скорости приема нити 20 м/мин. Экструдируемую оболочку первоначально подвергают фильерной вытяжке (800%), затем осуществляют контакт с полиэфирной нитью при 190 C. Время термофиксации нити, происходящей.на участке от начала контакта ее с полимером оболочки до охлаждения в воде равно 0,02 мин. Нить с оболочкой охлаждают в воде при 20 С. Показатели полученной мононити с оболочкой приведены в табл. 4, Пример 5. Мононить.формуют я вытягивают как в примере 4. На ориентированную мононить диаметром 0,4 мм наносят оболочку 3S из пропилена толщиной 0,15 мм, путем экстру. вии полимера при 195 С через кольцевой канал с наружным диаметром отверстия 2,0 мм и внутренним диаметром 1,0 мм при скорости приема нити 20 м/мин. Экструдируемую обо- О лочку первоначально подвергают фильерной . вытяжке (500%), затем осуществляют контакт с полиэфирной нитью при 190 С. Время термо.. фиксации на участке от начала контакта оболочки с нитью до охлаждения в воде равно 0,0025 мин. Далее комплексную нить охлакI Пример 6. (сравнительный) .Комплексную н ить (И(текс) формуют из расплава полиэтилентерефталата с молекулярной массой около 26000 с последующей фнльерной вытяжкой в 5 раз. На нить наносят оболочку иэ фторопласта — ЗМ с конечной толщиной 0,15 мм путем экструзии полимера при 260 С через кольцевой канал с наружным диаметром отверстия 1,0 мм и внутренним диаметром 0,6 мм при скорости приема нити 20 м/мин. Контакт нити с полимером оболочки осушествляют при выходе его из фильеры без стадии предварительной фнльерной вытяжки. ° Время термофиксации нити на участке от начала кон такта ее с полимером оболочки до охлаждающей ванны равно 0,0025 мин. Нить с оболочкой охлаждают в воде при 20"С. Показатели полученной нити приведены в табл. 6. Из приведенных примеров видно, что предлагаемый способ получения комбинированных нитей обладает рядом существенных преимуществ перед известными: — позволяет повысить прочность комбинированной нити; — получить малоусадочную нить, обладающую устойчивостью и к действию внешней среды при повышенной температуре и влажности, эа счет возможности нанесения гидролизоустойчивой оболочки, например из фторонласта нли аолиамида. Предлагаемый способ получения полиэфирных комбинированных нитей имеет весьма высокий зкономический эффект в народном хозяйстве. Например, комбинированную нить, полученную по предлагаемому способу, можно использовать для изготовления сушильных сеток бумагоделательных машин взамен хлопковых. Услов ный экономический эффект только за счет увеличения срока службы и уменьшения массы сеток в сравнении с хлопчатобумажными сукнами составит 13,500 руб. на 1 т сетки. 765414 Показатели 0,62 7,0 7,7 8,1 Удлинение,% 8,0 2,3 Показатели Диаметр, мм 0,62 7,0 7,2 Удлинение,% 8,4 22,2 1,8 Показатели Диаметр, мм 0,8 0,5 10,1 10,9 19,5 27,9 Удлинение % 10,6 0,3 16,0 2,2 Линейная плотность, текс. Диаметр, мм Прочность, кг Усадка в воздухе при 150 C,% Линейная скорость, текс. Прочность, кг Усадка в воздухе при 150 С,% Прочность, кгс Усадка в кипящей воде,% Усадка на воздухе при 150 C,% Исходная нить Исходная мононить Таблица 2 Термофиксированная нить с оболочкой Таблица 3 Термофиксированная нйть. в оболочке Таблица 4 Мононить с оболочкой 765414 Таблица 5 Мононить с оболочкой Показатели Исходная мононить Диаметр, мм 0,7 0,4 Прочность, кгс 6,4 7,9 23,9 Удлинение,% 17,5 Усадка в кипящей воде, % 1,0 13,0 Таблица 6 Пока Линейная плотность, текс 0,62 Диаметр, мм 6,3 7,0 Прочность, кг Удлинение,% 8,4 Усадка в воздухе при 150 С, 1,5 8,0 Формула изобретения Способ получения комбинированной нити 40 нанесением на ориентированную термопластичную нить оболочки иэ термопластичного поли мера в процессе его экструдирования, о т л и- ч а ю шийся тем, что; с целью повышения прочности и улучшения эксплуатационных свойств нити при повышенной температуре и влажности, на полиэтилентерефталатную нить наносят предварительно подвергнутую фильерной вытяжке на 500 — 1000% оболочку иэ несовместимого с полиэтилентерефталатом полимера при 190 — 200 С, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.-Патент Японии N 18369 — 69, кл, 42 D 0, опублик. 12.08.69. 2. Патент Бельгии No 713870,кл. D07b опублик. 16.09.72 (прототип).
