RU2808962C2 - Method and device for forming elementary thread with change of direction - Google Patents
Method and device for forming elementary thread with change of direction Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808962C2 RU2808962C2 RU2021107972A RU2021107972A RU2808962C2 RU 2808962 C2 RU2808962 C2 RU 2808962C2 RU 2021107972 A RU2021107972 A RU 2021107972A RU 2021107972 A RU2021107972 A RU 2021107972A RU 2808962 C2 RU2808962 C2 RU 2808962C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filaments
- coagulation bath
- change
- bundle
- width
- Prior art date
Links
- 230000008859 change Effects 0.000 title claims abstract description 115
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims abstract description 89
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims abstract description 89
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 72
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 72
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 62
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 37
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 18
- LFTLOKWAGJYHHR-UHFFFAOYSA-N N-methylmorpholine N-oxide Chemical compound CN1(=O)CCOCC1 LFTLOKWAGJYHHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 230000037452 priming Effects 0.000 claims description 3
- 238000000527 sonication Methods 0.000 claims description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 35
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 32
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 28
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 25
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 12
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 229920000433 Lyocell Polymers 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 4
- FHDQNOXQSTVAIC-UHFFFAOYSA-M 1-butyl-3-methylimidazol-3-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCN1C=C[N+](C)=C1 FHDQNOXQSTVAIC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCCCN1C=C[N+](C)=C1 IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 244000166124 Eucalyptus globulus Species 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- ZURAKLKIKYCUJU-UHFFFAOYSA-N copper;azane Chemical compound N.[Cu+2] ZURAKLKIKYCUJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- NJMWOUFKYKNWDW-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCN1C=C[N+](C)=C1 NJMWOUFKYKNWDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IVNPXOUPZCTJAK-UHFFFAOYSA-N 4-methylmorpholin-4-ium;hydroxide Chemical compound O.CN1CCOCC1 IVNPXOUPZCTJAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O Imidazolium Chemical compound C1=C[NH+]=CN1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N N-methylmorpholine Substances CN1CCOCC1 SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M chlormequat chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCCl UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010035 extrusion spinning Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- -1 for example Chemical class 0.000 description 1
- 238000001891 gel spinning Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000008154 viscoelastic solution Substances 0.000 description 1
- 238000002166 wet spinning Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к формированию и обработке экструдированного синтетического волокна после его отверждения.The invention relates to the formation and processing of extruded synthetic fiber after curing.
Уровень техникиState of the art
Целлюлозу можно растворять в водных растворах окисей амина, в частности, в растворах N-оксид-N-метилморфолина (NMMO) для изготовления из полученного прядильного раствора вязальной продукции, например, элементарных нитей, штапельного волокна, пленок и т. д. Это происходит посредством осаждения экструдатов в воде или в разбавленных растворах окиси амина, после того, как экструдаты из экструдера проведут через газовый зазор в осадительную ванну. Как правило, растворы целлюлозы используют в диапазоне от 4% до 23% для переработки в продукты экструзии. В дальнейшем осажденные экструдаты транспортируют в виде жгута пленки или элементарной нити, причем валиковые вытяжные механизмы прикладывают необходимые вытяжные усилия (в газовом зазоре). Этот способ называют также способом производства лиоцельного волокна или полученные целлюлозные элементарные нити называют лиоцельными элементарными нитями.Cellulose can be dissolved in aqueous solutions of amine oxides, in particular in solutions of N-oxide-N-methylmorpholine (NMMO), to produce knitting products from the resulting spinning solution, such as filaments, staple fibers, films, etc. This occurs by precipitation of extrudates in water or in dilute solutions of amine oxide, after the extrudates from the extruder are passed through the gas gap into the precipitation bath. Typically, cellulose solutions are used in the range of 4% to 23% for processing into extrusion products. Subsequently, the deposited extrudates are transported in the form of a film bundle or filament, with roller drawing mechanisms applying the necessary drawing forces (in the gas gap). This method is also called the lyocell fiber production method or the resulting cellulose filaments are called lyocell filaments.
Патентный документ US 4,416,698 относится к способу экструзии или способу формования для растворов целлюлозы для формования целлюлозы в элементарные нити. В нем текучий материал для прядения - раствор целлюлозы и NMMO (N-оксид-N-метилморфолина) или других третичных аминов - формуют способом экструзии и помещают в осадительную ванну для отверждения и растяжения.Patent document US 4,416,698 relates to an extrusion method or spinning method for cellulose solutions for spinning cellulose into filaments. In it, the flowable spinning material - a solution of cellulose and NMMO (N-methylmorpholine N-oxide) or other tertiary amines - is extruded and placed in a settling bath to cure and stretch.
В патентных документах US 4,246,221 и DE 2913589 описан способ изготовления целлюлозных элементарных нитей или целлюлозных пленок, причем целлюлозу вытягивают в текучей форме.Patent documents US 4,246,221 and DE 2913589 describe a method for producing cellulose filaments or cellulose films, wherein the cellulose is drawn in a fluid form.
В патентном документе WO 94/28218 A1 описан способ изготовлению целлюлозных элементарных нитей, в котором раствор целлюлозы формуют с помощью фильеры в несколько жгутов. Эти жгуты, через омываемый газом зазор, помещают в осадительную ванну и непрерывно выпускают из нее.Patent document WO 94/28218 A1 describes a method for the production of cellulose filaments, in which a cellulose solution is spun into several strands using a spinneret. These bundles, through a gap washed by gas, are placed in a precipitation bath and are continuously released from it.
В патентном документе CA 2057133 A1 описан способ производства целлюлозных нитей, причем прядильную массу экструдируют и подают через воздушный зазор в содержащую охлажденный NMMO (N-оксид-N-метилморфолина) водяную ванну.Patent document CA 2057133 A1 describes a process for the production of cellulose filaments, wherein the spinning stock is extruded and fed through an air gap into a cooled NMMO (N-methylmorpholine N-oxide) water bath.
В патентном документе WO 03/014432 A1 описана осадительная ванна с центральным устройством отведения нити ниже герметизирующей пленки.Patent document WO 03/014432 A1 describes a settling bath with a central thread removal device below the sealing film.
В патентном документе ЕР 1 900 860 A1 описана двухэтапная коагуляционная ванна формовочного устройства, причем ванны могут иметь разные составы H2S04.Patent document EP 1 900 860 A1 describes a two-stage coagulation bath of a molding device, the baths having different H 2 S0 4 compositions.
Патентный документ WO 97/33020 A1 относится к способу изготовления целлюлозных волокон, в котором раствор целлюлозы экструдируют в третичной окиси амина через прядильные отверстия фильеры, экструдированные элементарные нити проводят через воздушный зазор, осадительную ванну и вытяжное устройство, с помощью которого элементарные нити вытягивают, вытянутые элементарные нити в целлюлозные волокна перерабатывают, причем вытянутые элементарные нити подвергают во время переработки растягивающему усилию в продольном направлении не более, чем 5,5 СН/текс.Patent document WO 97/33020 A1 relates to a method for the production of cellulose fibers, in which a solution of cellulose is extruded in tertiary amine oxide through the spinning holes of a spinneret, the extruded filaments are passed through an air gap, a settling bath and a drawing device by which the filaments are drawn, drawn The filaments are processed into cellulose fibers, and the drawn filaments are subjected during processing to a tensile force in the longitudinal direction of no more than 5.5 CH/tex.
В патентном документе DE 10200405 А1 описано устройство для производства лицеольного волокна с обдувочным устройством в газовом зазоре. Упоминается устройство осадительной ванны, в котором полотно элементарных нитей погружается в осадительную ванну, в осадительной ванне изменяется его направление, а затем оно снова выходит из осадительной ванны, под углом вверх к устройству для связывания в пучок. Так как связывание в пучок осуществляют на одном жгуте, при изменении направления следует ожидать сильного связывания в пучок.Patent document DE 10200405 A1 describes a device for the production of faceol fibers with a blowing device in a gas gap. A settling bath device is mentioned in which a web of filaments is immersed in the settling bath, its direction is changed in the settling bath, and then it exits the settling bath again at an upward angle to the bundling device. Since bundling is done on a single strand, strong bundling should be expected when changing direction.
В патентном документе WO 02/12600 описан способ формования, причем максимально экономичную скорость прядения рассчитывают со ссылкой на формулу, базирующуюся на линейной плотности волокна, количестве рядов прядильных отверстий и изменяющихся рабочих параметров.Patent document WO 02/12600 describes a spinning process where the maximum economical spinning speed is calculated with reference to a formula based on the linear density of the fiber, the number of rows of spinning holes and varying operating parameters.
В патентном документе WO 02/12599 описан способ формования, в котором в коагуляционной ванне изменяют направление полотна нитей, а затем точечно сводят их вместе.Patent document WO 02/12599 describes a spinning process in which the direction of a web of threads is changed in a coagulation bath and then brought together point by point.
В патентном документе WO 96/20300 описаны углы изменения направления элементарных нитей в способе производства лиоцельных волокон согласно ссылке на формулу.Patent document WO 96/20300 describes filament direction change angles in a method for producing lyocell fibers according to a claim reference.
Проблема повреждения элементарной нити при вытягивании поднимается в патентном документе WO 2008/019411 A1 и к ней найден подход с помощью установленного в осадительной ванне механического вытяжного устройства, причем это вытяжное устройство прикладывает также часть вытягивающих усилий при эксплуатации. Наряду с дорогостоящей конструкцией, не следует, пожалуй, недооценивать также опасность запутывания отдельных очень тонких элементарных нитей в механической конструкции и отрицательного влияния, вследствие этого, на процесс формования, но и также на функции механического устройства.The problem of damage to the filament during drawing is raised in the patent document WO 2008/019411 A1 and is approached by using a mechanical drawing device installed in the settling bath, wherein this drawing device also applies part of the drawing forces during operation. In addition to the costly construction, the danger of individual very fine filaments becoming entangled in the mechanical structure and thereby having a negative impact on the molding process but also on the function of the mechanical device should not be underestimated.
В патентном документе WO 2014/057022 описаны последовательные осадительные ванны с разными средами.Patent document WO 2014/057022 describes sequential precipitation baths with different media.
Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention
В прежних способах производства лицеольного волокна все отдельные элементарные нити (отдельные экструдаты) непосредственно прилегающие к устройству для изменения направления (например, круглому штоку), прижимаются к устройству для изменения направления под действием перпендикулярных усилий, возникающих из растягивающего усилия общего пучка. Вследствие возникающих сопротивлений трения, это может приводить к разрывам и обрывам нити. В частности, при сильном связывании в пучок, получаемые из суммарного усилия вытягивания перпендикулярные усилия действуют только на немногие отдельные элементарные нити, находящихся в непосредственном контакте с устройством для изменения направления. Эти немногие отдельные элементарные нити могут быть сильно повреждены большой нагрузкой сил трения, в частности, при высоких скоростях вытягивания. В качестве отягчающего фактора добавляется еще то, что элементарные нити в коагуляционной ванне разбухают и дополнительно к этому находятся еще в горячем состоянии, из - за чего механическая способность выдерживания нагрузки низкая.In previous methods for producing faceol fiber, all individual filaments (individual extrudates) immediately adjacent to the redirection device (eg, a round rod) are pressed against the redirection device by perpendicular forces arising from the tensile force of the overall bundle. Due to the frictional resistance that arises, this can lead to ruptures and breaks of the thread. In particular, with strong bundling, the perpendicular forces resulting from the total pulling force act only on a few individual filaments in direct contact with the direction changing device. These few individual filaments can be severely damaged by high loads of frictional forces, particularly at high drawing speeds. Another aggravating factor is that the filaments in the coagulation bath swell and, in addition, are still in a hot state, which is why the mechanical ability to withstand the load is low.
Целью данного изобретения - минимизировать нагрузку сил трения каждой отдельной элементарной нити в точках изменения направления и обеспечить, в частности, более высокую производительность и более высокие скорости прядения. Такая сила трения возникает в осадительных ваннах, в которых, вследствие рабочей среды, следует использовать неподвижные устройства для изменения направления или также устройства для изменения направления с приводными или свободно вращающимися валиками, как например, в вытяжном механизме для элементарных нитей.The purpose of the present invention is to minimize the friction load of each individual filament at the points of change of direction and to provide, in particular, higher productivity and higher spinning speeds. This frictional force occurs in settling baths in which, due to the operating environment, stationary direction changers or also direction changers with driven or freely rotating rollers must be used, as for example in a filament drafting mechanism.
Данное изобретение предоставляет пользователю возможность способом вычисления оценивать свою систему в отношении воздействующей на элементарные нити нагрузки сил трения и отрегулировать систему с помощью подходящих мероприятий так, чтобы поддерживать минимальную нагрузку сил трения на все находящиеся в непосредственном контакте с устройством для изменения направления элементарные нити.The present invention allows the user to evaluate his system in a computational manner regarding the load of frictional forces acting on the filaments and to adjust the system by suitable measures so as to maintain a minimum frictional load on all filaments in direct contact with the redirection device.
Другой целью данного изобретения является обеспечение ручного обращения с полотном элементарных нитей и возможность доступа к точке изменения направления в зоне обработки между фильерой и вытяжным механизмом, без необходимости использования дорогостоящих и часто выходящих из строя вспомогательных заправочных устройств или вытяжных устройств.Another object of the present invention is to provide manual handling of the filament web and the ability to access the redirection point in the processing zone between the spinneret and the drafting mechanism, without the need for expensive and often malfunctioning auxiliary threading devices or drafting devices.
Изобретение предоставляет в распоряжение способ изготовления твердых целлюлозных элементарных нитей из текучей среды целлюлозы, с экструзией текучей среды через несколько экструзивных отверстий, вследствие чего возникают текучие элементарные нити; текучие элементарные нити, предпочтительно, проходят через газовый зазор и отверждение элементарных нитей в коагуляционной ванне, причем элементарные нити в коагуляционной ванне связывают в пучок и в виде пучка изменяют их направление и вытягивают из коагуляционной ванны, выше уровня коагуляционной ванны, причем пучок элементарных нитей получает ширину L изменения направления на устройстве для изменения направления, определяемую по формуле 1:The invention provides a method for producing solid cellulose filaments from a cellulose fluid, extruding the fluid through a plurality of extrusion holes, thereby producing flowable filaments; the flowing filaments preferably pass through the gas gap and solidify the filaments in the coagulation bath, wherein the filaments in the coagulation bath are tied into a bundle and, as a bundle, change their direction and are pulled out of the coagulation bath, above the level of the coagulation bath, wherein the bundle of filaments receives width L of the direction change on the direction change device, determined by formula 1:
L> (2 x LZ x cos (B/2) x v 2,5) / (10 x ccell 0,5 x Q). Формула 1,L> (2 x LZ x cos (B/2) xv 2.5 ) / (10 xc cell 0.5 x Q). Formula 1,
где L обозначает ширину изменения направления пучка в миллиметрах, LZ -количество экструзивных отверстий, B - угол изменения направления, вычисленный из 180° за вычетом угла обвивания элементарных нитей вокруг устройства изменения направления в градусах, v - скорость вытягивания элементарных нитей в метрах в секунду, ccell - концентрация целлюлозы экструдированной текучей среды в % по массе, Q - безразмерный коэффициент нагрузки, где Q = 15 или меньше. В формуле 1 « >» имеет значение "больше, чем"; "x" - знак умножения и "cos " означает косинус.where L denotes the beam reversal width in millimeters, LZ is the number of extrusion holes, B is the redirection angle calculated from 180° minus the angle of filament wrapping around the redirection device in degrees, v is the filament drawing speed in meters per second, c cell is the cellulose concentration of the extruded fluid in % by weight, Q is the dimensionless load factor, where Q = 15 or less. In Formula 1, ">" means "greater than";"x" is the multiplication sign and "cos" means cosine.
Изобретение относится также к устройству, подходящему для осуществления этого способа, с экструзивной пластиной с несколькими экструзивными отверстиями, приемным резервуаром для коагуляционной ванны, предпочтительно, с газовым зазором между экструзивными отверстиями и приемным резервуаром, устройством для изменения направления в приемном резервуаре для изменения направления пучка элементарных нитей из приемного резервуара и устройством для связывания в пучок, устанавливающим ширину L изменения направления пучка элементарных нитей на устройстве для изменения направления, причем пучок элементарных нитей на устройстве для изменения направления получает ширину L изменения направления, удовлетворяющую уже указанной формуле 1, где L, LZ, B, v, ccell и Q имеют выше указанное значение, Q = 15 или меньше, а v - по меньшей мере 0,58 м/с (35 м/мин), для чего устройство, таким образом, и рассчитано.The invention also relates to a device suitable for carrying out this method, with an extrusion plate with several extrusion holes, a receiving tank for the coagulation bath, preferably with a gas gap between the extrusion holes and the receiving tank, a device for changing direction in the receiving tank to change the direction of the beam of elementary threads from the receiving reservoir and a device for tying into a bundle, setting the width L of the change in the direction of the bundle of filaments on the device for changing the direction, and the bundle of filaments on the device for changing the direction receives a width L of the change in direction, satisfying the already indicated formula 1, where L, LZ , B, v, c cell and Q have the above value, Q = 15 or less, and v is at least 0.58 m/s (35 m/min), for which the device is therefore designed.
Согласно изобретению, как правило, получают большую ширину L изменения направления, поэтому изобретение относится также к способу изготовления твердых целлюлозных элементарных нитей из текучей среды целлюлозы посредством экструдирования текучей среды через несколько экструзивных отверстий, вследствие чего, возникают текучие элементарные нити, предпочтительно, при прохождении текучих элементарных нитей через газовый зазор, и затвердевании элементарных нитей в коагуляционной ванне, причем в коагуляционной ванне элементарные нити связываются в пучок и изменяют направление в виде пучка для вытягивания выше уровня коагуляционной ванны из коагуляционной ванны, причем экструзивные отверстия расположены на длине LL, а пучок элементарных нитей на устройстве изменения направления получает ширину L изменения направления, составляющую по меньшей мере 70% от длины LL. Соответствующим образом, изобретение относится также к устройству, подходящему для осуществления этого способа, с экструзивной пластиной с несколькими экструзивными отверстиями, приемным резервуаром для коагуляционной ванны, предпочтительно с газовым зазором между экструзивными отверстиями и приемным резервуаром, устройством для изменения направления в приемном резервуаре для изменения направления пучка элементарных нитей из приемного резервуара, и устройством для связывания в пучок, устанавливающим ширину L изменения направления пучка элементарных нитей на устройстве для изменения направления, причем экструзивные отверстия расположены на длине LL, а пучок элементарных нитей на устройстве для изменения направления получает ширину L изменения направления по меньшей мере 70% от длины LL.According to the invention, a large change in direction width L is generally obtained, so the invention also relates to a method for producing solid cellulose filaments from a cellulose fluid by extruding the fluid through a plurality of extrusion holes, whereby fluid filaments are produced, preferably by passing the fluid filaments through a gas gap, and solidification of the filaments in the coagulation bath, wherein in the coagulation bath the filaments are tied into a bundle and change direction in the form of a bundle to be pulled above the level of the coagulation bath from the coagulation bath, wherein the extrusion holes are located at a length LL, and the bundle of filaments The threads on the direction change device receive a change direction width L of at least 70% of the length LL. Accordingly, the invention also relates to a device suitable for carrying out this method, with an extrusion plate with several extrusion holes, a receiving tank for the coagulation bath, preferably with a gas gap between the extrusion holes and the receiving tank, a device for changing the direction in the receiving tank for changing the direction filament bundle from the receiving reservoir, and a bundle tying device setting a direction change width L of the filament bundle on the direction changer, wherein the extrusion holes are located at a length LL, and the filament bundle on the direction change device receives a direction change width L at least 70% of the length LL.
Дальнейшее подробное описание относится равным образом к устройствам и способу, например, предпочтительные признаки способа соответствуют также свойствам или пригодности устройства, или его соответствующих составных частей, а предпочтительные признаки устройства соответствуют также средствам, используемых в предлагаемом согласно изобретению способе. Все предпочтительные преимущества признаки можно комбинировать друг с другом, разве только, если это явно не исключается. Все признаки способа, включая вышеназванные, можно комбинировать друг с другом. Все признаки устройства, включая вышеуказанные, можно комбинировать друг с другом.The further detailed description applies equally to the devices and the method, for example, the preferred features of the method also correspond to the properties or suitability of the device or its corresponding component parts, and the preferred features of the device also correspond to the means used in the method according to the invention. All advantageous features can be combined with each other unless this is expressly excluded. All features of the method, including those mentioned above, can be combined with each other. All features of the device, including the above, can be combined with each other.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
На чертежах показаны:The drawings show:
на фиг. 1 - изображение зоны обработки жидкостью в виде прядильной воронки (6);in fig. 1 - image of the liquid processing zone in the form of a spinning funnel (6);
на фиг. 2a - система осадительных ванн, совмещенная с фильерой прямоугольной формы;in fig. 2a - a system of precipitation baths combined with a rectangular die;
на фиг. 2b - система осадительных ванн, совмещенная с фильерой кольцевой формы (5) и прямым устройством (2) для изменения направления;in fig. 2b - a system of precipitation baths, combined with a ring-shaped die (5) and a direct device (2) for changing direction;
на фиг. 2c - система осадительных ванн, совмещенная с фильерой кольцевой формы, причем изменение направления кольцеобразного текучего экструдата происходит посредством тороидального устройства для изменения направления с углом (В’) поворота и повернутое полотно экструдата направляют вдоль центральной оси кольцевой фильеры вертикально вверх из осадительной ванны;in fig. 2c - a system of precipitation baths combined with a ring-shaped die, wherein the change in direction of the ring-shaped fluid extrudate occurs by means of a toroidal device for changing direction with an angle (B') of rotation and the rotated extrudate web is directed along the central axis of the annular die vertically upward from the precipitation bath;
на фиг. 3a - система ванн с устройством для изменения направления и связывания в пучок. В устройстве для связывания в пучки прядильное полотно, с шириной L и углом В поворота, изменяет направление;in fig. 3a - bath system with device for changing direction and tying into a bundle. In the bundling device, the spinning fabric, with a width L and a turning angle B, changes direction;
на фиг. 3b - система ванн с двумя устройствами для изменения направления, причем, в противоположность к фиг. 3a, при втором изменении направления связывание в пучок не осуществляется. При втором изменении направления, изменяется направление прядильного полотна шириной L и углом B поворота;in fig. 3b shows a bath system with two devices for changing direction, whereby, in contrast to FIG. 3a, the second change in direction does not result in bundling. With the second change in direction, the direction of the spinning web with width L and turning angle B changes;
на фиг. 3c - резервуарная система с тремя прядильными полотнами, изменяющими направление в общем устройстве для изменения направления в резервуаре и в отдельных устройствах для изменения направления на крае резервуара, из которых вытягивают пучки, отмеченные стрелками;in fig. 3c shows a reservoir system with three spinning webs changing direction in a common direction changer in the reservoir and in separate direction changers at the edge of the reservoir, from which the bundles indicated by arrows are drawn;
на фиг. 4 - изменение направления в вытяжном механизме, имеющем обозначенные буквой «М» приводные валики, в виде сверху и в виде сбоку (справа). Приводными могут быть все валики (фиг. 4a) или некоторые из них (фиг. 4b). Подача пучков элементарных нитей изображена с помощью стрелки. В валиках пучки изменяют направление под углом B (от 0° до 150°). Под «L» показана ширина пучка элементарных нитей на валике.in fig. 4 - change of direction in the exhaust mechanism, which has drive rollers marked with the letter “M”, in top view and in side view (right). All rollers can be driven (Fig. 4a) or some of them (Fig. 4b). The supply of filament bundles is shown with an arrow. In rollers, the beams change direction at angle B (from 0° to 150°). Under “L” the width of the filament bundle on the roller is shown.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Изобретение относится к изменению направления полотен элементарных нитей или по меньшей мере к связанному с одной стороны пучку комплексных нитей. Изменение направления происходит в коагуляционной ванне для повторного выведения элементарных нитей из ванной наружу. При изменении направления, элементарные нити сводят перпендикулярно к оси изменения направления, поэтому элементарные нити в первом слое налегают на устройство для изменения направления, а в других слоях - друг на друга. Это приводит к напряжению материала, как уже было упомянуто, в частности, при высоких скоростях. Согласно изобретению, ширина изменения направления увеличена для вытягивания элементарных нитей при любых, даже при высоких скоростях, например, в 0,58 м/с (35 м/мин) или выше.The invention relates to changing the direction of the webs of filament threads or at least to a bundle of filament threads connected on one side. The change in direction occurs in the coagulation bath to re-lead the filaments from the bath to the outside. When changing direction, the filaments are brought perpendicular to the axis of the change in direction, so that the filaments in the first layer overlap the device for changing direction, and in other layers - on each other. This leads to stress on the material, as already mentioned, in particular at high speeds. According to the invention, the change of direction width is increased to draw filaments at any speed, even at high speeds, for example 0.58 m/s (35 m/min) or higher.
Элементарные нити направляются при предлагаемом, согласно изобретению, изменении направления в виде широкой ленты. Поэтому термин «пучок комплексных нитей» содержит в себе ленты из сведенных друг с другом элементарных нитей, имеющих в поперечном сечении ширину и высоту, причем ширина больше, чем высота.The filaments are guided with the change of direction proposed according to the invention in the form of a wide ribbon. Therefore, the term “bundle of complex threads” contains ribbons of elementary threads brought together, having a cross-section of width and height, and the width is greater than the height.
Вышеупомянутая формула 1 с Q, равной 15 или меньше, относится, в частности, к изменению направления в коагуляционной ванне, в которой ленты, вследствие терморегулирования и условий для набухания, особенно восприимчивы для названных в реферате влияний трения. Коагуляционная ванна является элементом зоны обработки экструдированных элементарных нитей. При осуществлении способа обработки лиоцельных волокон элементарные нити, в данном случае, еще не достигли своей окончательной структуры и прочности. Структура и прочность сначала изменяются при вытягивании (преимущественно в газовом зазоре) и диффузии растворителя (преимущественно в коагуляционной ванне). Изменения материала могут еще обнаруживаться даже после выхода из коагуляционной ванны, поэтому путь элементарных нитей/экструдатов между выходом из фильеры и вымыванием растворителя из элементарных нитей/экструдатов, включая вытяжной механизм, называют зоной обработки. Так как экструдированные элементарные нити еще не имеют своей окончательной формы, их называют также в зоне обработки «экструдатами». Вытяжной механизм - это устройство, прикладывающее необходимые усилия вытягивания для образования нитей и к возникающим силам трения на элементарные нити/экструдаты во время подачи от фильеры к вытяжному механизму. Внутри коагуляционной ванны, вследствие гидродинамических условий, опасность намоток в приводных или свободно вращающихся изменяющих направление валиках очень высока, так что внутри коагуляционной ванны, предпочтительно, используют фиксированные изменяющие направление валки. Снаружи коагуляционной ванны должно осуществляться только небольшое изменение направления при фиксированных механизмах изменения направления или же использоваться свободно вращающиеся или приводные устройства для изменения направления. При свободно вращающихся или приводных устройствах для изменения направления элементарные нити/экструдаты менее восприимчивы к эффектам трения, так что находят применение меньшие значения ширины L изменения направления, чем вычисленные по формуле 1. Тем не менее определенная ширина продолжает выдерживаться, в частности, для изменения направления в вытяжном механизме, так как также и в нем возникают эффекты трения. Задача вытяжного механизма состоит в обеспечении необходимой скорости вытягивания в зависимости от пропускной способности отверстия (на одно экструзивное отверстие). Вытяжной механизм передает скорость вытягивания на элементарные нити/экструдаты посредством приводных или нескольких устройств для изменения направления, таких, как ролики или валики. В данном случае, изменяющее направление усилие ролика сначала передается на расположенные внутри элементарные нити/экструдаты, передающие, в свою очередь, усилие на находящиеся снаружи элементарные нити/экструдаты. Поэтому располагающиеся внутри элементарные нити/экструдаты подвержены более высокому напряжению, чем внешние; согласно изобретению, неравенство сводится к минимуму посредством выдерживания ширины изменения направления, в целом, настолько, что располагающиеся внутри элементарные нити/экструдаты перекрываются только ограниченным количеством находящихся снаружи элементарных нитей/экструдатов, что сохраняет быструю и эффективную эксплуатацию. Экструзивные отверстия могут быть сверлениями или отверстиями в экструзивной пластине, а также капиллярами. Для всех этих вариантов количество экструзивных отверстий называют также числом отверстий. Вытягивание может осуществляться в газовой камере, в которую элементарные нити поступают после вывода из коагуляционной ванны.The above-mentioned formula 1 with a Q of 15 or less refers in particular to the change of direction in the coagulation bath, in which the belts, due to thermal control and swelling conditions, are particularly susceptible to the frictional influences mentioned in the abstract. The coagulation bath is an element of the processing zone for extruded filaments. When implementing the method of processing lyocell fibers, the filaments, in this case, have not yet reached their final structure and strength. The structure and strength first change during stretching (mainly in the gas gap) and diffusion of the solvent (mainly in the coagulation bath). Changes in the material may still be detectable even after exiting the coagulation bath, so the path of the filaments/extrudates between the exit of the spinneret and the leaching of solvent from the filaments/extrudates, including the draft mechanism, is called the processing zone. Since the extruded filaments do not yet have their final shape, they are also called “extrudates” in the processing area. The drafting mechanism is a device that applies the necessary drawing forces to form the filaments and to the resulting frictional forces on the filaments/extrudates during feeding from the spinneret to the drafting mechanism. Inside the coagulation bath, due to hydrodynamic conditions, the danger of windings in the driven or freely rotating direction-changing rollers is very high, so that fixed direction-changing rollers are preferably used inside the coagulation bath. From the outside of the coagulation bath, only small changes of direction should be carried out with fixed direction change mechanisms, or freely rotating or driven devices for change of direction should be used. With freely rotating or driven devices for changing direction, the filaments/extrudates are less susceptible to frictional effects, so that smaller values of the changing direction width L are used than those calculated by formula 1. However, a certain width continues to be maintained, in particular for changing direction in the exhaust mechanism, since friction effects also occur there. The task of the drawing mechanism is to provide the required drawing speed depending on the throughput of the hole (per extrusion hole). The drawing mechanism transmits the drawing speed to the filaments/extrudates by means of drive or multiple direction changing devices such as rollers or rollers. In this case, the reversing force of the roller is first transmitted to the filaments/extrudates located inside, which in turn transmits the force to the filaments/extrudates located outside. Therefore, the filaments/extrudates located inside are subject to higher stress than the external ones; According to the invention, the disparity is minimized by maintaining the width of the change of direction, generally so that the filaments/extrudates located inside are covered only by a limited number of filaments/extrudates located outside, which maintains fast and efficient operation. Extrusion holes can be drills or holes in the extrusion plate, as well as capillaries. For all of these options, the number of extrusion holes is also called the number of holes. The drawing can be carried out in a gas chamber into which the filaments enter after leaving the coagulation bath.
Согласно изобретению, устройством для изменения направления называют деталь машины, обеспечивающую перемену направления отдельных экструдатов, полотен экструдата или от пучков экструдата, при этом, предпочтительно, само устройство для изменения направления не оказывает влияние на ширину L изменения направления повернутого полотна.According to the invention, a direction changing device is a machine part that provides a change in direction of individual extrudates, extrudate webs or extrudate bundles, while preferably the direction changing device itself does not affect the direction change width L of the rotated web.
По существу, такие устройства для изменения направления могут быть выполнены в виде неподвижного устройства для изменения направления или вращающегося устройства для изменения направления. Вращающиеся устройства для изменения направления могут выполняться с приводом или без него. Преимущество вращающихся устройств для изменения направления в том, что между экструдатом и устройством для изменения направления возникают небольшие силы трения, а, благодаря этому, можно осуществлять в высшей степени щадящее изменение направления - за исключением изменения направления в вытяжном механизме при передаче усилий от устройства для изменения направления на элементарные нити/экструдаты. Во всяком случае, недостаток вращающихся устройств для изменения направления состоит в том, что вследствие липкости отдельных экструдатов, они могут налипать на вращающееся устройство для изменения направления, из-за чего возникают намотки, обрывы и прочие неисправности. Также проблематичным является использование вращающихся устройств для изменения направления в жидкостях (в коагуляционной ванне), так как вследствие гидродинамических завихрений на участке изменяющего направления валка очень велика опасность, что отдельные экструдаты будут захватываться этими завихрениями по периметру устройства для изменения направления, что может инициировать намотки, обрыв и прочие неисправности.As such, such direction changing devices may be configured as a fixed direction changing device or a rotating direction changing device. Rotating devices for changing direction can be designed with or without a drive. The advantage of rotating direction changers is that low friction forces occur between the extrudate and the changer and therefore extremely gentle changeovers can be carried out - with the exception of direction changes in the traction mechanism when forces are transferred from the changer directions to filaments/extrudates. In any case, a disadvantage of rotating redirection devices is that due to the stickiness of the individual extrudates, they can stick to the rotating redirection device, causing windings, breaks and other malfunctions. Also problematic is the use of rotating devices for changing direction in liquids (in a coagulation bath), since due to hydrodynamic turbulence in the section of the changing direction of the roll, there is a very high danger that individual extrudates will be captured by these vortices around the perimeter of the device for changing direction, which can initiate windings, breakage and other malfunctions.
Для использования в жидкостях осадительной ванны, а также при липких, влажных или иным образом прилипающих полотнах экструдата или пучках, предпочтительны неподвижные устройства для изменения направления, например, в виде стержней, катушек, коробчатых изменяющих направлений валков или в любой другой форме.For use in settling bath liquids, as well as sticky, wet or otherwise sticky extrudate webs or bundles, fixed redirection devices, such as rods, coils, box-shaped redirection rolls, or any other form, are preferred.
В качестве материалов для неподвижных устройств для изменения направления принимают в расчет все материалы, имеющие наименьшие значения коэффициента трения скольжения. Наряду с металлами с покрытием и без него, также возможна текстильная керамика или полимерный материал.As materials for stationary devices for changing direction, all materials having the lowest sliding friction coefficient values are taken into account. In addition to coated and uncoated metals, textile ceramics or polymer materials are also possible.
Предпочтительно, если устройство для изменения направления используют в коагуляционной ванне. Возможно также использование двух или несколько устройств для изменения направления в коагуляционной ванне, вследствие чего имеются большие возможности выбора (больших) углов B поворота на каждое устройство для изменения направления. Согласно изобретению, формула 1 выполняется первым, предпочтительно, также вторым или также каждым устройством для изменения направления в коагуляционной ванне. «Первый», «второй» и т. д. относятся в этом смысле к технологической близости к процессу экструзии и последовательности, в которой элементарные нити/экструдаты проходят устройства для изменения направления.Preferably, the redirection device is used in a coagulation bath. It is also possible to use two or more direction changing devices in the coagulation bath, whereby there is a large selection of (large) rotation angles B for each direction changing device. According to the invention, formula 1 is carried out by the first, preferably also the second or also each device for changing direction in the coagulation bath. "First", "second", etc. refer in this sense to the technological proximity to the extrusion process and the sequence in which the filaments/extrudates pass through the redirection devices.
После коагуляционной ванны в зоне обработки элементарные нити/экструдаты также выдерживаются с определенной шириной изменения направления в качестве ленты, так как также и здесь, в частности, в вытяжном механизме, действуют усилия трения, которые могут вызывать повреждения при изменении направления. Однако, ширина изменения направления после коагуляционной ванны может быть меньше, чем в коагуляционной ванне, так как может быть меньше отрицательных эффектов, влияющих на прочность элементарной нити вследствие температуры и разбухания. Согласно изобретению, предпочтительно, если снаружи коагуляционной ванны изменяют направление, по меньшей мере при ширине Lснаружи изменения направления, которая соответствует L согласно формуле 1 (с Q меньше или равной 15), разделенной на 30, предпочтительно, разделенной на 20, предпочтительно, разделенной на 10, в частности, предпочтительно, разделенной на 5, и/или пучок комплексных нитей поддерживается на этой ширине Lснаружи (также между изменением направления) - по меньшей мере до вытяжного механизма и/или моющего устройства. Альтернативно, Lснаружи может вычисляться по формуле 1, причем для Q может использоваться более высокое значение, в частности Q в данном случае может получить значение до 300 или до 250, например, 10-300 или 40-250. В моющем устройстве пучок комплексных нитей обычно развертывается еще шире для благоприятствования моющему процессу. Lснаружи может быть также по меньшей мере L по формуле 1 (с Q до 15), например, во время процесса промывания.After the coagulation bath in the processing zone, the filaments/extrudates are also maintained with a certain width of change of direction as a belt, since here too, in particular in the drafting mechanism, frictional forces act, which can cause damage when changing direction. However, the width of the change in direction after a coagulation bath may be smaller than in a coagulation bath, since there may be fewer negative effects on filament strength due to temperature and swelling. According to the invention, it is preferable if the outside of the coagulation bath changes direction, at least with a width L outside the change of direction, which corresponds to L according to formula 1 (with Q less than or equal to 15), divided by 30, preferably divided by 20, preferably divided by 10, in particular preferably divided by 5, and/or the bundle of filament threads is supported at this width L from the outside (also between changes of direction) - at least up to the suction mechanism and/or the washing device. Alternatively, L outside can be calculated using formula 1, and a higher value can be used for Q, in particular Q in this case can be given a value of up to 300 or up to 250, for example 10-300 or 40-250. In the washing device, the bundle of filament threads is usually deployed even wider to favor the washing process. L outside can also be at least L according to formula 1 (from Q to 15), for example, during the washing process.
Lснаружи (ширина изменения направления или ширина ленты снаружи коагуляционной ванны) можно определять также независимо от L по формуле 1. Предпочтительно, если Lснаружи выбирают такой, что при данной скорости вытягивания плотность элементарной нити на миллиметр ширины изменения направления получают максимально 7000 дтех/мм, предпочтительно, максимально 6000 дтех/мм, максимально 5000 дтех/мм, в частности, предпочтительно, максимально 4000 дтех/мм.L outside (the width of the change of direction or the width of the tape outside the coagulation bath) can also be determined independently of L using formula 1. It is preferable if L outside is chosen such that, at a given drawing speed, the filament density per millimeter of the width of the change of direction is a maximum of 7000 dtech/mm , preferably a maximum of 6000 dtech/mm, a maximum of 5000 dtech/mm, in particular preferably a maximum of 4000 dtech/mm.
Эта ширина изменения направления или ширина ленты, Lснаружи, соблюдается снаружи коагуляционной ванны, предпочтительно, при непосредственном следующем изменении направления, после выхода элементарных нитей/экструдатов из коагуляционной ванны, так как здесь элементарные нити/экструдаты еще более чувствительны, и/или задерживаются в вытяжном механизме, так как в нем элементарные нити/экструдаты, вследствие передачи усилия, особенно повреждаются. Предпочтительно, если пучки элементарных нитей после выхода из коагуляционной ванны во всей зоне обработки или во время всего процесса обработки элементарных нитей/экструдатов до разрезания и/или наматывания конечных продуктов, постоянно выдерживаются по меньшей мере с шириной Lснаружи. Процесс обработки содержит, как правило, следующие участки: формования в коагуляционной ванне (как описано выше), выведения из коагуляционной ванны, вытягивания посредством вытяжного механизма, промывания, сушки, наматывания и/или резки элементарных нитей в качестве конечного продукта.This change of direction width or belt width, L outside, is maintained outside the coagulation bath, preferably at the immediate next change of direction after the filaments/extrudates exit the coagulation bath, since here the filaments/extrudates are even more sensitive and/or retained in traction mechanism, since in it the elementary threads/extrudates are especially damaged due to the transmission of force. It is advantageous if the filament bundles, after leaving the coagulation bath, throughout the entire processing zone or during the entire filament/extrudate processing process prior to cutting and/or winding of the final products, are constantly maintained at least with a width L outside . The processing process generally comprises the following sections: forming in a coagulation bath (as described above), removing from the coagulation bath, drawing through a draft mechanism, washing, drying, winding and/or cutting the filaments as the final product.
Альтернативно или дополнительно способ формования, включая переработку, может иметь следующие этапы: экструзия через фильеру, проведение элементарных нитей/экструдатов через газовый зазор (в который нагнетают, предпочтительно, поток газа, см. ниже) в коагуляционную ванну (осадительную ванну), изменение направления элементарных нитей/экструдатов в осадительной ванне, предпочтительно, посредством устройства для изменения направления, установленного напротив фильеры, выведение коагулированных элементарных нитей/экструдатов из коагуляционной ванны, изменение направления элементарных нитей/экструдатов снаружи коагуляционной ванны и без последующего связывания в пучок с другими коагулированными элементарными нитями/экструдатами, подвод элементарных нитей/экструдатов к вытяжному механизму (также называемому оттяжным механизмом или вытягивающим устройством) и/или к растягивающему устройству, а также проведение к приемному узлу элементарных нитей и/или к вытяжным валикам, промывание, сушка и при необходимости другие этапы в зависимости от желания. Предлагаемое согласно изобретению устройство имеет для этого соответствующие аппараты. В другом варианте осуществления способ может иметь следующие этапы: экструзия через фильеру, проведение элементарных нитей/экструдатов через газовый зазор (в который нагнетают, предпочтительно, поток газа, см. ниже) в коагуляционную ванну, изменение направления снаружи коагуляционной ванны, связывание в пучок или сведение с другими элементарными нитями/экструдатами, подвод элементарных нитей/экструдатов к одному или нескольким вытяжным механизмам, промывание, сушка и при необходимости - другие этапы, или аппараты для этого, в зависимости от желания.Alternatively or additionally, the forming process, including processing, may have the following steps: extrusion through a spinneret, passing filaments/extrudates through a gas gap (into which a gas stream is preferably injected, see below) into a coagulation bath (precipitation bath), change of direction filaments/extrudates in the settling bath, preferably by means of a redirection device mounted opposite the spinneret, withdrawing the coagulated filaments/extrudates from the coagulation bath, redirecting the filaments/extrudates outside the coagulation bath and without subsequent bundling with other coagulated filaments /extrudates, supplying the filaments/extrudates to the drawing mechanism (also called draw-off mechanism or stretching device) and/or to the stretching device, as well as passing to the receiving unit of the filaments and/or to the drawing rollers, washing, drying and, if necessary, other steps depending on your desire. The device according to the invention has appropriate apparatus for this purpose. In another embodiment, the method may have the following steps: extrusion through a die, passing the filaments/extrudates through a gas gap (into which a gas stream is preferably injected, see below) into the coagulation bath, reversing the direction outside the coagulation bath, bundling or mixing with other filaments/extrudates, supplying filaments/extrudates to one or more exhaust mechanisms, washing, drying and, if necessary, other stages, or devices for this, depending on desire.
Некоторые этапы могут комбинироваться: в частности, в вытяжном механизме может осуществляться промывание. На каждом из этапов могут найти применение указанные в заявке и подробно описанные или предпочтительные варианты осуществления изобретения. В вытяжном механизме также могут комбинироваться приводные валики или ролики, с не приводными, как например это описано в патентном документе CN 105887226 (A). В вытяжном механизме также может осуществляться термическая обработка, такая, как сушка, описанная, например, в патентном документе CN 205133803 U. При запуске способа можно использовать вспомогательное средство для присучки (заправки), описанное в патентном документе CN 205258674 U; однако, это необходимо только в виде вспомогательного средства и не обязательно является незаменимым.Some stages can be combined: in particular, washing can be carried out in the exhaust mechanism. At each of the stages, the detailed or preferred embodiments of the invention specified in the application and described in detail can be used. The drawing mechanism can also combine driven rollers or rollers with non-driven ones, as for example described in patent document CN 105887226 (A). A thermal treatment such as drying, as described for example in patent document CN 205133803 U, can also be carried out in the drafting mechanism. When starting the process, the piecing aid described in patent document CN 205258674 U can be used; however, it is only necessary as an aid and is not necessarily indispensable.
Для этого могут предусматриваться дополнительные этапы или устройства. Так, например, после промывания может осуществляться сушка, или после моечной установки может предусматриваться сушилка, причем перед сушкой/сушилкой может предусматриваться один или несколько других этапов обработки, как, например, авиважная обработка элементарных нитей/экструдатов или авиважное устройство Кроме того, перед сушкой могут осуществляться также другие этапы процесса, такие, как окрашивание, структурирование, обработка ультразвуком или предусматриваться устройства или аппараты для этого.Additional steps or devices may be provided for this purpose. Thus, for example, after washing, drying may be carried out, or after the washing installation, a dryer may be provided, and one or more other processing steps may be provided before the drying/drying, such as, for example, a filament/extrudate priming treatment or a priming device. Additionally, before drying Other process steps may also be carried out, such as coloring, structuring, sonication, or devices or apparatus for this purpose may be provided.
На любом этапе процесса до сушки может быть промежуточно подключено, предпочтительно, резальное устройство (для резки) или намоточное устройство (для наматывания) для изготовления из бесконечных элементарных нитей штапельного волокна или бесконечной пряжи.At any stage of the process prior to drying, a cutting device (for cutting) or a winding device (for winding) may be intermediately connected to produce staple fibers or endless yarn from the endless filaments.
Предпочтительно, если в вытяжном механизме к элементарным нитям/экструдатам прикладывается растягивающее усилие меньше или равное 3 cН/дтекс, предпочтительно, меньше или равное 2 cН/дтекс, или меньше или равное 1,5 сН/дтекс.Preferably, a tensile force of less than or equal to 3 cN/dtex, preferably less than or equal to 2 cN/dtex, or less than or equal to 1.5 cN/dtex, is applied to the filaments/extrudates in the drawing mechanism.
Пучки элементарных нитей из нескольких прядильных мест могут соединяться в крученый единый пучок. Как правило, такое соединение осуществляют непосредственно после или при выходе из коагуляционной ванны для применения находящихся ниже по технологической цепочке элементов устройств таких, как вытягивающих или промывающих, к единому пучку. Ширина L или Lснаружи указывается в заявке в большинстве случаев относительно прядильного места и соответственно увеличивается после соединения. Например, Lснаружи может составлять на одно прядильное место по меньшей мере 8 мм, например, от 8 мм до 100 мм, предпочтительно, от 12 мм до 70 мм.Bundles of filaments from several spinning places can be combined into a twisted single bundle. Typically, such a connection is made immediately after or upon exiting the coagulation bath to apply downstream device elements such as pulling or washing to a single bundle. The width L or L outside is specified in the application in most cases relative to the spinning position and increases accordingly after joining. For example, L outside can be at least 8 mm per spinning position, for example from 8 mm to 100 mm, preferably from 12 mm to 70 mm.
Устройством для связывания в пучок называют деталь машины, суживающую ширину изменения направления полотна экструдата, в соответствии с геометрической формой устройства для связывания в пучок и формирующую, вследствие этого, пучок экструдата из плоского или шлангообразного или также круглого или иначе сформированного полотна из экструдатов. Дополнительно, устройство для связывания в пучок инициирует также изменение направления сформированного пучка экструдата. Таким образом, устройство для связывания в пучок может быть также устройством для изменения направления, для которого имеют силу предлагаемые согласно изобретению правила и, предпочтительно, варианты осуществления изобретения. Устройства для связывания в пучок могут быть выполнены аналогично к описанию устройства для изменения направления - неподвижными или вращающимися. Могут находить применение те же самые материалы. Для использования в жидкостях осадительной ванны, а также при липких, влажных или иным образом прилипающих полотнах экструдата или пучков экструдата, используют неподвижные устройства для связывания в пучок, предпочтительно, в форме стержней, катушек, коробчатых изменяющих направление валков, крючков, проушин, или выполненные в любой другой форме устройства.A bundling device is a machine part that narrows the direction change width of an extrudate web in accordance with the geometric shape of the bundling device and thereby forms an extrudate bundle from a flat or hose-shaped or also round or otherwise shaped web of extrudates. Additionally, the bundling device also initiates a change in direction of the formed extrudate bundle. Thus, the bundling device can also be a device for changing direction, for which the rules proposed according to the invention and, preferably, the embodiments of the invention are valid. Devices for tying into a bundle can be made similarly to the description of the device for changing direction - stationary or rotating. The same materials may be used. For use in settling bath liquids, as well as sticky, wet or otherwise sticky extrudate webs or extrudate bundles, fixed bundle bundling devices are used, preferably in the form of rods, coils, box-shaped reversing rolls, hooks, eyes, or in any other form of device.
Коэффициент Q нагрузки - это эмпирическая величина для лежащих друг на друге элементарных нитей в устройстве для изменения направления. Чем он ниже, тем процесс более щадящий. Тем больше должна выбираться L. Q должен быть в коагуляционной ванне 15 или меньше, предпочтительно, Q равен 12 или меньше, предпочтительно, - 8 или меньше, или 5 или меньше. В связи с этим Q равен 2 или больше, предпочтительно, - 3 или больше, или 4, или 5 или больше, причем, в частности, предпочтительно, Q равен от 2 до 15 или больше, предпочтительно, - от 4 до 12. Возможными значениями для Q являются: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 или любое значение между ними. Как указано выше, Q может быть больше снаружи ванной. При этом для L используют условное обозначение Lснаружи с Q до 300. Если не указано ничего другого, Q относится к изменению направления в коагуляционной ванне.The load factor Q is an empirical value for the superimposed filaments in a direction changing device. The lower it is, the more gentle the process. The larger L should be selected. Q should be 15 or less in the coagulation bath, preferably Q is 12 or less, preferably 8 or less, or 5 or less. In this regard, Q is equal to 2 or more, preferably 3 or more, or 4 or 5 or more, and in particular preferably Q is from 2 to 15 or more, preferably from 4 to 12. Possible values for Q are: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 or any value in between. As stated above, Q may be larger outside the bathroom. In this case, L is symbolized by L outside with Q to 300. Unless otherwise specified, Q refers to the change in direction in the coagulation bath.
Количество экструзивных отверстий (также называемым числом отверстий, сокращенно – «LZ») определяет количество элементарных нитей, которые должны изменить направление. Предлагаемый согласно изобретению способ рассчитан, в частности, для больших, применяемых в промышленности объемов. Предпочтительно, если количество LZ экструзивных отверстий равно 2000 или больше, предпочтительно, - 5000 или больше, или 10 000 или больше. Независимо от этого или во взаимосвязи, LZ 500 000 может быть равен 5000 000 или быть меньше, предпочтительно, 200 000 или меньше, 100 000 или меньше или 50 000 или меньше. При необходимости одновременного производства больших объемов продукта, а вместе с этим, - большего количества элементарных нитей, можно использовать несколько предлагаемых согласно изобретению экструзивных устройств для производства нескольких параллельных пучков элементарных нитей или полотен, при необходимости в общей коагуляционной ванне или даже с одним общим устройством для изменения направления. Приведенные выше количества отверстий относятся к пучку или к группе элементарных нитей, вместе изменяющим направление и собирающимся в пучок.The number of extrusion holes (also called the number of holes, abbreviated as “LZ”) determines the number of filaments that must change direction. The method proposed according to the invention is designed, in particular, for large volumes used in industry. Preferably, the number LZ of extrusion holes is 2000 or more, preferably 5000 or more, or 10,000 or more. Independently or in conjunction with this, LZ 500,000 may be equal to or less than 5,000,000, preferably 200,000 or less, 100,000 or less, or 50,000 or less. If it is necessary to simultaneously produce large volumes of product, and at the same time a larger number of filaments, several extrusion devices according to the invention can be used to produce several parallel bundles of filaments or webs, if necessary in a common coagulation bath or even with one common device for direction changes. The above numbers of holes refer to a bundle or a group of filaments changing direction together and gathering into a bundle.
Угол В изменения направления определяется углом, заключенным подводимыми к устройству для изменения направления элементарными нитями и элементарными нитями с измененным направлением (смотри фигуры). При более остром угле к элементарным нитям прикладываются большие усилия сдвига и трения. Чем острее угол, тем больше должна увеличиваться L (при неизменяющихся других параметрах формулы 1). Предпочтительно, если угол В изменения направления является углом от 10° до 90°, предпочтительно, от 20° до 60° или от 25° до 45°. Если ничего другого не указывается, угол B относится к изменению направления в коагуляционной ванне. Снаружи, например, в вытяжном механизме и/или при промывании, угол изменения направления может составлять от 0 до 150°, в частности, любой угол в этом диапазоне, например, указанный для угла в коагуляционной ванне.The direction change angle B is determined by the angle enclosed by the filaments and filaments with a changed direction supplied to the device for changing direction (see figures). At a sharper angle, greater shear and friction forces are applied to the filaments. The sharper the angle, the more L should increase (with other parameters of formula 1 remaining unchanged). Preferably, the direction change angle B is an angle from 10° to 90°, preferably from 20° to 60° or from 25° to 45°. If nothing else is specified, angle B refers to the change in direction in the coagulation bath. Externally, for example in the suction mechanism and/or during washing, the angle of change of direction can be from 0 to 150°, in particular any angle in this range, for example specified for the angle in the coagulation bath.
Согласно изобретению, большие значения ширины L изменения направления обеспечивают высокие скорости вытягивания. Элементарные нити протягивают, в большинстве случаев, с помощью вытяжного механизма через коагуляционную ванну. Сам вытяжной механизм обычно расположен снаружи коагуляционной ванны, после устройства для изменения направления, а, при необходимости, также устройства для связывания в пучок. В соответствии со скоростью вытягивания - выбирают соответствующую ширину L изменения направления. Предпочтительно, если скорость вытягивания (в устройстве для изменения направления) составляет по меньшей мере 0,58 м/с (35 м/мин). Скорость v вытягивания может быть 0,6 м/с (36 м/мин) или больше, предпочтительно, - 0,67 м/с (40 м/мин) или больше или 0,75 м/с (45 м/мин), или 0,83 м/с (50 м/мин) или больше. Независимо от этого, или в сочетании скорость v вытягивания может быть 3,33 м/с (200 м/мин) или меньше или 2,5 м/с (150 м/мин) или меньше.According to the invention, large values of the direction change width L provide high drawing speeds. The filaments are pulled, in most cases, using a traction mechanism through a coagulation bath. The suction mechanism itself is usually located outside the coagulation bath, after the redirection device and, if necessary, also the bundling device. According to the pulling speed, select the appropriate direction change width L. Preferably, the pulling speed (in the direction changing device) is at least 0.58 m/s (35 m/min). The pulling speed v can be 0.6 m/s (36 m/min) or more, preferably 0.67 m/s (40 m/min) or more or 0.75 m/s (45 m/min) , or 0.83 m/s (50 m/min) or more. Independently or in combination, the drawing speed v may be 3.33 m/s (200 m/min) or less or 2.5 m/s (150 m/min) or less.
В предлагаемом согласно изобретению способе, в качестве рабочей среды используют экструзионную среду. Она является, предпочтительно, раствором или смесью целлюлозы и других компонентов рабочей среды, например, растворителей. Концентрацию целлюлозы для процесса обработки лиоцельных волокон выбирают обычной величины. Так, концентрация сcell целлюлозы экструдированной текучей среды составляет от 4% до 23%, предпочтительно, от 6% до 20%, в частности, от 8% до 18% или от 10% до 16%, (все данные в % по массе). Экструзионной рабочей средой в процессе обработки лицеольных волокон является, как правило, раствор целлюлозы или расплав целлюлозы с NMMO (N-оксид-N-метилморфолина) и воды, описанный вначале. Другие растворы целлюлозы, в частности, ионные растворители целлюлозы, также могут использоваться. Ионнные растворители описаны, например, в патентном документе WO 2006/000197 A1 и содержат, предпочтительно, органические катионы, такие, как, например, аммония, пиримидия или имидазолия, предпочтительно, галогениды 1, 3 диалкилимидазолия. Вода используется также, в данном случае, предпочтительно, в качестве добавки к растворителю. Особенно предпочтителен раствор целлюлозы и бутил-3-метилимидазолия (BMIM), например, с хлоридом в качестве противоиона (BMIMC1), или 1-этил-3-метил-имидазолием (также, предпочтительно, в виде хлорида) и водой.In the method proposed according to the invention, an extrusion medium is used as the working medium. It is preferably a solution or mixture of cellulose and other components of the working medium, for example solvents. The cellulose concentration for the processing of lyocell fibers is chosen at a normal value. Thus, the concentration of cellulose extruded fluid is from 4% to 23%, preferably from 6% to 20%, in particular from 8% to 18% or from 10% to 16%, (all data in % by weight ). The extrusion working medium in the process of processing lyeol fibers is, as a rule, a solution of cellulose or a melt of cellulose with NMMO (N-methylmorpholine N-oxide) and water, described at the beginning. Other cellulose solutions, particularly ionic cellulose solvents, can also be used. Ionic solvents are described, for example, in patent document WO 2006/000197 A1 and preferably contain organic cations, such as, for example, ammonium, pyrimidium or imidazolium, preferably 1, 3 dialkylimidazolium halides. Water is also used, in this case, preferably, as an additive to the solvent. Particularly preferred is a solution of cellulose and butyl-3-methylimidazolium (BMIM), for example with chloride as the counterion (BMIMC1), or 1-ethyl-3-methylimidazolium (also preferably as chloride) and water.
Этап прохождения текучих элементарных нитей через газовый зазор согласно предлагаемому изобретению способу, или через газовый зазор в предлагаемом согласно изобретению устройстве, является дополнительным, т.е. может осуществляться /иметься или нет. На этом этапе/средстве делают различие между мокрым формованием и сухо - мокрым формованием. При мокром формовании элементарные нити непосредственно вводят в коагуляционную ванну. При сухо - мокром формовании имеется газовый зазор, и элементарные нити сначала проходят через него, прежде, чем их подадут в коагуляционную ванну.The step of passing the flowing filaments through the gas gap according to the method of the invention, or through the gas gap in the device according to the invention, is additional, i.e. may be implemented/existed or not. At this stage/means a distinction is made between wet molding and dry-wet molding. In wet spinning, the filaments are directly introduced into the coagulation bath. In dry-wet spinning, there is a gas gap and the filaments first pass through it before they are fed into the coagulation bath.
В газовый зазор опционально (и, предпочтительно, в больших, имеющих значения для промышленности установках) нагнетают поток газа, в частности, при больших, промышленным способом релевантных устройствах) или в устройстве предусматривают для этого нагнетатель. Нагнетаемый потока газа имеет, предпочтительно, температуру от 5°C до 65°С, предпочтительно, - от 10°C до 40°C. Текучую среду материала можно экструдировать при температуре от 75°C до 160°C. Предпочтительно, если газовый зазор имеет более низкую температуру, чем экструдируемая текучая среда материала. В частности, поток газа направляется в газовом зазоре при более низкой температуре, чем экструдированная текучая среда материала.A gas flow is optionally (and preferably in large, industrially relevant installations) injected into the gas gap, in particular in large, industrially relevant installations) or a blower is provided for this purpose in the apparatus. The injected gas stream preferably has a temperature of from 5°C to 65°C, preferably from 10°C to 40°C. The material fluid can be extruded at temperatures from 75°C to 160°C. Preferably, the gas gap has a lower temperature than the extruded material fluid. In particular, the gas flow is directed in the gas gap at a lower temperature than the extruded fluid of the material.
Возможные значения длины газового зазора, в частности, расстояние между экструзивными отверстиями и коагуляционной ванной, или резервуаром для этого в качестве ванны, составляет, предпочтительно, от 10 мм до 200 мм, в частности, от 15 мм до 100 мм, или от 20 мм до 80 мм. Предпочтительно, он по меньшей мере 15 мм. Газом в газовом зазоре, предпочтительно, является воздух. Поток газа - это, предпочтительно, - воздушный поток. Также возможны другие инертные газы. Инертным газом называют газ, не вступающий в химическую реакцию в газовом зазоре с текучими элементарными нитями и, предпочтительно, также с отвержденной средой, такой, как вода или разбавленный в воде раствор NMMO (N-оксид-N-метилморфолина) или с другими компонентами растворителя, в зависимости от используемой экструзионной среды.Possible values of the gas gap length, in particular the distance between the extrusion holes and the coagulation bath, or a reservoir for this as a bath, are preferably from 10 mm to 200 mm, in particular from 15 mm to 100 mm, or from 20 mm up to 80 mm. Preferably it is at least 15 mm. The gas in the gas gap is preferably air. The gas flow is preferably an air flow. Other inert gases are also possible. An inert gas is a gas that does not react chemically in the gas gap with flowing filaments and, preferably, also with a solidified medium, such as water or a solution of NMMO (N-methylmorpholine N-oxide) diluted in water or with other solvent components , depending on the extrusion medium used.
При мокром формовании зона обработки состоит, по существу, из резервуаров для жидкости, воронок для жидкости или желобов для жидкости. Выходящие из фильеры экструдаты непосредственно направляют для осаждения и/или охлаждения в жидкость осадительной ванны. Влажные (осажденные и/или охлажденные) экструдаты подают через промывающие ванны и/или через газовую или воздушную камеру к вытяжному механизму.In wet molding, the processing area consists essentially of liquid reservoirs, liquid funnels, or liquid troughs. The extrudates leaving the die are directly sent to the settling bath liquid for precipitation and/or cooling. Wet (settled and/or cooled) extrudates are fed through wash baths and/or through a gas or air chamber to a draft mechanism.
При сухо-мокром формовании зона обработки состоит, по существу, из газового зазора или воздушного зазора и установленных после них резервуаров для жидкости, воронок для жидкости или желобов для жидкости. Выходящие из экструзивных отверстий экструдаты протекают через газовый зазор, а в дальнейшем - через коагуляционную ванну, называемую также "осадительной ванной". Влажные (осажденные и/или охлажденные) экструдаты подводят через одну или несколько промывочных ванн и/или через газовую или воздушную камеру к вытяжному механизму.In dry-wet molding, the processing zone consists essentially of a gas gap or air gap and downstream liquid reservoirs, liquid funnels or liquid troughs. The extrudates emerging from the extrusion holes flow through a gas gap and subsequently through a coagulation bath, also called a “precipitation bath.” The wet (settled and/or cooled) extrudates are fed through one or more washing baths and/or through a gas or air chamber to an exhaust mechanism.
При мокром способе формования или сухо - мокром способе формования, вследствие процессов вытеснения и волочения между жидкостью коагуляционной ванны и экструдатами, при более высоких скоростях возникает турбулентности и завихрения. Дополнительно, в местах изменения направления с помощью неподвижных устройств изменения направления, также существует опасность сухого хода в местах соприкосновения между экструдатом и изменяющим направление устройством. Опасность сухого хода тем больше, чем выше скорость вытягивания и чем сильнее полотна экструдата или пучки экструдата прижимаются к устройству для изменения направления.With the wet molding method or the dry-wet molding method, due to the processes of displacement and drawing between the liquid of the coagulation bath and the extrudates, turbulence and vortices occur at higher speeds. Additionally, in areas where direction is changed using fixed direction change devices, there is also a risk of dry running at the contact points between the extrudate and the direction change device. The danger of dry running is greater the higher the drawing speed and the more strongly the extrudate webs or extrudate bundles are pressed against the device to change direction.
Предпочтительно, если экструзивные отверстия расположены в продолговатой форме для формирования экструдированных элементарных нитей с геометрией, предпочтительной для изменения направления и связывания в пучок при изменении направления. Поэтому продольный направление компоновки экструзивных отверстий соответствует, предпочтительно, также продольному направлением устройства для изменения направления. Поэтому это продольное направление устройства для изменения направления соответствует, предпочтительно, оси изменения направления (или следует нескольким осям изменения направления в изогнутых устройствах для изменения направления). Возможными формами компоновки экструзивных отверстий являются прямоугольная форма, изогнутая форма, кольцевая форма или форма кольцевого сегмента. Продолговатая форма может иметь соотношение длины к ширине от 100:1 до 2:1, предпочтительно, - от 60:1 до 5:1 или от 40:1 до 10:1.Preferably, the extrusion holes are arranged in an elongated shape to form extruded filaments with a geometry favorable for changing direction and bundling when changing direction. Therefore, the longitudinal direction of the arrangement of the extrusion holes preferably also corresponds to the longitudinal direction of the direction changing device. Therefore, this longitudinal direction of the direction changing device preferably corresponds to the direction changing axis (or follows several direction changing axes in curved direction changing devices). Possible shapes for the extrusion hole arrangement are a rectangular shape, a curved shape, a ring shape, or a ring segment shape. The oblong shape may have a length to width ratio of 100:1 to 2:1, preferably 60:1 to 5:1 or 40:1 to 10:1.
Экструзивные отверстия имеют диаметр, предпочтительно, от 30 мкм до 200 мкм, предпочтительно, от 50 мкм до 150 мкм или от 60 мкм до 100 мкм. Это позволяет производить элементарные нити для текстильных изделий (тканых и нетканых).The extrusion holes have a diameter preferably from 30 µm to 200 µm, preferably from 50 µm to 150 µm or from 60 µm to 100 µm. This allows the production of filament yarns for textile products (woven and non-woven).
Предпочтительно, если пропускную способность экструзии регулируют так, что при заданной скорости вытягивания получают линейную плотность волокна отдельных волокон 1,3 дтекс. +/-50 %, предпочтительно, +/-25 % или +/-10 %. Пропускную способность экструзии можно регулировать посредством давления экструдированной массы, в частности, раствора целлюлозы. Возможные величины давления - например, от 0,5 до 10 МПа (от 5 до 100 бар), предпочтительно, от 0,8 до 4 МПа (от 8 до 40 бар).Preferably, the extrusion throughput is adjusted such that a linear fiber density of the individual fibers of 1.3 dtex is obtained at a given draw speed. +/-50%, preferably +/-25% or +/-10%. The extrusion throughput can be controlled by the pressure of the extruded mass, in particular the cellulose solution. Possible pressure values are, for example, from 0.5 to 10 MPa (5 to 100 bar), preferably from 0.8 to 4 MPa (8 to 40 bar).
Особенно предпочтительно, также, согласно отдельному основному признаку изобретения, независимого от формулы 1, является, в целом, большая ширина L изменения направления. В зависимости от формулы 1 или независимо от нее, экструзивные отверстия могут располагаться по длине LL, причем согласно этому признаку изобретения ширина L изменения направления составляет по меньшей мере, 70%, предпочтительно, по меньшей мере 80% или также по меньшей мере 90% от длины LL. Ширина изменения направления может быть равна длине LL или может быть даже больше, как например, 110% от длины LL или больше. Lснаружи составляет, предпочтительно, по меньшей мере 1%, по меньшей мере 3%, предпочтительно, по меньшей мере 5% или также по меньшей мере 10% от длины LL. C целями связывания в пучок, Lснаружи - предпочтительно, максимально 50% от длины LL. Все предлагаемые согласно изобретению параметры способа и регулировки устройства могут комбинироваться друг с другом. Например, особенно предпочтительная комбинация - это скорость v вытягивания - от 0,66 м/с до 2,5 м/с (от 40 м/мин до 150 м/мин) и коэффициент Q нагрузки - от 4 до 13, или от 5 до 12. Конечно, все описанные в заявке значения возможны в этих диапазонах или даже вне их. Particularly advantageous, also according to a separate main feature of the invention, independent of formula 1, is a generally large direction change width L. Depending on or independently of formula 1, the extrusion holes can be located along the length LL, whereby according to this feature of the invention the direction change width L is at least 70%, preferably at least 80% or also at least 90% of length LL. The direction change width may be equal to the length LL or may be even greater, such as 110% of the length LL or more. L outside is preferably at least 1%, at least 3%, preferably at least 5% or also at least 10% of the length LL. For bundling purposes, L outside - preferably a maximum of 50% of the length LL. All method and device adjustment parameters proposed according to the invention can be combined with each other. For example, a particularly preferred combination is a pulling speed v of 0.66 m/s to 2.5 m/s (40 m/min to 150 m/min) and a load factor Q of 4 to 13, or 5 up to 12. Of course, all values described in the application are possible within these ranges or even beyond them.
Примеры:Examples:
Зона обработки жидкости при сухо-мокром способе формования может быть выполнена разной, некоторые варианты описаны посредством фигур 1, 2a, 2b, 2c, 3a и 3b. Параметры опыта и результаты предоставлены в таблице 1.The liquid processing zone for the dry-wet molding method can be designed in different ways, some options are described by means of figures 1, 2a, 2b, 2c, 3a and 3b. Experimental parameters and results are provided in Table 1.
На фиг. 1 изображен первый вариант осуществления изобретения зоны обработки жидкости в виде прядильной воронки. В этом варианте жидкость осадительной ванны подают через точку (1) загрузки в воронкообразный резервуар (6). Воронкообразный резервуар (6) располагает в нижнем конце отверстием дна. С помощью устройства (2) для связывания в пучок, вставленного в отверстие дна, отводят часть поданной осадительной ванны вместе с пропускаемыми сверху вниз через прядильную воронку экструдатами (4). Избыточную часть осадительной ванны отводят чрез переливную кромку (3). Переливная кромка (3) служит также для регулировки воздушного зазора (7). Выходящие из фильеры (5) экструдаты связывают в пучок при их протекании вертикально вниз и выводят через устройство (2) для связывания в пучок из прядильной воронки. Поперечное сечение устройства (2) для связывания в пучок может быть выполнено круглым, овальным, полигоническим или в форме шлица.In fig. 1 shows a first embodiment of the invention of a liquid processing zone in the form of a spinning funnel. In this embodiment, the liquid of the settling bath is fed through the loading point (1) into a funnel-shaped reservoir (6). The funnel-shaped tank (6) has a bottom hole at the lower end. Using a bundle-binding device (2) inserted into the bottom hole, part of the supplied precipitation bath is withdrawn along with the extrudates (4) passed from top to bottom through the spinning funnel. The excess part of the precipitation bath is discharged through the overflow edge (3). The overflow edge (3) also serves to adjust the air gap (7). The extrudates emerging from the spinneret (5) are bundled as they flow vertically downwards and removed through the bundling device (2) from the spinning funnel. The cross-section of the device (2) for tying into a bundle can be made round, oval, polygonal or in the form of a slot.
Угол (В) изменения направления получают из расстояния (H) по вертикали между устьем (5) сопла и устройством (2) для связывания в пучок, а также из заданных геометрических параметров фильеры (5). Ширина (L) изменения направления - это участок устройства для изменения направления к которому экструдаты действительно прилегают и изменяют направление или связываются в пучок. В тороидальном устройстве (2) для связывания в пучок ширину (L) изменения направления получают из производного из диаметра (D) связывания в пучок и числа π (3,1415...). Угол (В) изменения направления получают из выбранных геометрических параметров. Минимально необходимую ширину (L) изменения направления вычисляют посредством формулы 1.The angle (B) of change in direction is obtained from the vertical distance (H) between the nozzle mouth (5) and the bundling device (2), as well as from the specified geometric parameters of the die (5). The change-of-direction width (L) is the portion of the change-of-direction device to which the extrudates actually contact and change direction or bundle. In the toroidal bundling device (2), the width (L) of the direction change is obtained from the derivative of the bundling diameter (D) and the number π (3.1415...). The angle (B) of direction change is obtained from the selected geometric parameters. The minimum required width (L) of direction change is calculated using Formula 1.
На фигурах 2a, 2b, 2c, 3a и 3b зона обработки жидкости изображена в виде осадительной ванны. При этих вариантах, жидкость осадительной ванны (коагуляционную жидкость) подают через точку (1) загрузки в сформированный любым способом резервуар (8) в форме ванны. Жидкость снова отводят через переливную кромку (3) из резервуара. Переливная кромка (3) также служит для регулировки воздушного зазора (7). Внутри осадительной ванны (8) установлено устройство (2) для изменения направления и/или при необходимости устройство для связывания в пучок. Выходящие из фильеры (5) экструдаты (4) направляют вертикально вниз в ванну (8). В находящемся в осадительной ванне устройстве (2) для изменения направления изменяют направление экструдатов (4), а если необходимо - также связывают в пучок, выводя вверх из осадительной ванны и подают их для других этапов обработки. Устройство для изменения направления или для связывания в пучок может быть выполнено круглым, овальным или полигоническим в поперечном сечении. Например, устройство для изменения направления может быть также состоящим из нескольких стержней коробчатым или планчато-ребристым валиком, а также направляющим валиком с расположенными поперек к направлению транспортирования экструдата ребрами. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, устройство (2) для изменения направления может быть выполнено также вогнутым в осевом направлении для обеспечения наряду с изменением направления экструдатов (4), также связывания в жгут экструдата. Так как вращающиеся в жидкости осадительной ванны элементы поневоле приводят к завихрениям осадительной ванны и, как следствие, - к скруткам, обрывам и прочим неисправностям, устройства для изменения направления выполнены в осадительной ванне в основном, предпочтительно, в виде неподвижных устройств для изменения направления.In figures 2a, 2b, 2c, 3a and 3b, the liquid treatment zone is depicted as a precipitation bath. With these options, the liquid of the settling bath (coagulation liquid) is supplied through the loading point (1) into a bath-shaped reservoir (8) formed in any way. The liquid is again drained through the overflow lip (3) from the reservoir. The overflow edge (3) also serves to adjust the air gap (7). A device (2) for changing direction and/or, if necessary, a device for bundling is installed inside the precipitation bath (8). The extrudates (4) coming out of the die (5) are directed vertically down into the bath (8). In the device (2) located in the precipitation bath, the direction of the extrudates (4) is changed to change the direction, and if necessary, they are also tied into a bundle, leading upward from the precipitation bath and fed to other processing steps. The device for changing direction or for tying into a bundle can be made round, oval or polygonal in cross section. For example, the device for changing direction can also be a box-shaped or slat-ribbed roller consisting of several rods, as well as a guide roller with ribs located transverse to the direction of transport of the extrudate. According to another embodiment of the invention, the device (2) for changing the direction can also be made concave in the axial direction to ensure, in addition to changing the direction of the extrudates (4), also binding the extrudate into a bundle. Since elements rotating in the settling bath liquid inevitably lead to turbulence in the settling bath and, as a consequence, to twists, breaks and other malfunctions, devices for changing direction are made in the settling bath mainly, preferably, in the form of stationary devices for changing direction.
Расстояние по вертикали (H) между устьем фильеры (5) и устройством (2) для связывания в пучок регулируют так, что угол вытягивания из сопла получает значение меньше 45°, меньше 30°, меньше 15° или, предпочтительно, меньше 10°. Это мероприятие обеспечивает возможность щадящего и с небольшим изменением направления вытягивания экструдатов из канала фильеры. В зависимости от расстояния (Н) по вертикали и угла вытягивания из фильеры, угол (В) изменения направления регулируют при заданных геометрических параметрах. Ширина (L) изменения направления - это та часть длины устройства для изменения направления, на которой экструдаты непосредственно прилегают и изменяют направление или связывают в пучок; в соответствии с этим, при (вогнутом) устройстве для изменения направления это - растянутая длина занятой экструдатами контактной линии. Угол (В) изменения направления получают из выбранных геометрических параметров. Минимальную ширину (L) изменения направления вычисляют посредством формулы 1.The vertical distance (H) between the mouth of the die (5) and the bundling device (2) is adjusted so that the nozzle draw angle is less than 45°, less than 30°, less than 15°, or preferably less than 10°. This measure allows the extrudates to be pulled out gently and with a slight change in direction from the die channel. Depending on the vertical distance (H) and the angle of extraction from the die, the angle (B) of change in direction is adjusted for given geometric parameters. The redirection width (L) is that portion of the redirection device's length at which the extrudates are directly adjacent and redirected or bundled; Accordingly, with a (concave) device for changing direction, this is the extended length of the contact line occupied by the extrudates. The angle (B) of direction change is obtained from the selected geometric parameters. The minimum width (L) of direction change is calculated using Formula 1.
На фиг. 2a показана система осадительных ванн, в сочетании с компоновкой экструзивного отверстия прямоугольной формы. Для системы ванн с прямоугольной фильерой типичны, скорее, небольшие углы (В) изменения направления с большой шириной (L) изменения направления.In fig. Figure 2a shows a settling bath system combined with a rectangular shaped extrusion hole arrangement. Typical for a bath system with a rectangular die are small angles of change of direction (B) with a large width of change of direction (L).
На фиг. 2b показана система осадительных ванн, в сочетании с компоновкой экструзивного отверстия в кольцевой форме. В противоположность к системе с прямоугольной фильерой (фиг. 2a), этот вариант осуществления изобретения имеет недостатки. Угол вытягивания из фильеры по сравнению с прямоугольным выполнением фильеры согласно фиг. 2a, существенно больше, вследствие чего уже не обеспечивается щадящее вытягивание из канала фильеры. Поэтому, в частности, при больших диаметрах кольцевых фильер необходимо существенно увеличивать расстояние (Н) по вертикали между фильерой и устройством для изменения направления существенно. Поскольку при больших кольцевых фильерах необходимое расстояние по вертикали (H) может составлять гораздо больше, чем 1 метр, ручной доступ к устройству для изменения направления становится затрудненным, к тому же большие силы трения между экструдатами и коагуляционной ванной отрицательно сказываются на общем напряжении в пучке элементарных нитей. Другим недостатком варианта выполнения по фиг. 2b является необходимость при кольцевой фильере не только изменять направление в осадительной ванне, но также и связывать в пучок для обеспечения по возможности одинаковых условий для всех кольцеобразно расположенных экструдатов. Для системы ванн с кольцевой фильерой и центрическим связыванием в пучок в осадительной ванне, скорее типичны небольшие углы (В) изменения направления с небольшой шириной (L) изменения направления.In fig. 2b shows a settling bath system combined with an annular extrusion hole arrangement. In contrast to the rectangular die system (Fig. 2a), this embodiment of the invention has disadvantages. The drawing angle from the die compared to the rectangular die design according to FIG. 2a is significantly larger, as a result of which gentle pulling out of the die channel is no longer ensured. Therefore, in particular with large diameters of annular dies, it is necessary to significantly increase the vertical distance (H) between the die and the device to change direction significantly. Since with large annular dies the required vertical distance (H) can be much greater than 1 meter, manual access to the device for changing direction becomes difficult, in addition, large frictional forces between the extrudates and the coagulation bath negatively affect the overall stress in the elementary bundle threads Another disadvantage of the embodiment according to FIG. 2b is the need for an annular die not only to change the direction in the precipitation bath, but also to bundle it in order to ensure, as possible, the same conditions for all annularly arranged extrudates. For a bath system with an annular die and centric bundling in the settling bath, small angles of change of direction (B) with a small width (L) of change of direction are rather typical.
На фиг. 2c показана система осадительных ванн, в сочетании с фильерой кольцевой формы, причем изменение направления кольцеобразного полотна экструдата осуществляют с помощью тороидального устройства для изменения направления с углом (В’) изменения направления и измененное направление полотно экструдата направляют вертикально вверх из осадительной ванны, вдоль центральной оси кольцевой фильеры. Выше кольцевой фильеры и, таким образом, снаружи осадительной ванны полотно экструдата связывают в пучок, предпочтительно, под большим углом (В’’) изменения направления. Поскольку связывание в пучок или изменение направления осуществляют вне жидкости осадительной ванны, связывание в пучок или изменение направления может осуществляться также с помощью свободно вращающихся валиков, вследствие чего между пучком экструдата и устройством изменения направления не может возникать трение скольжения. Другой вариант осуществления изобретения для связывания в пучок выше кольцевой фильеры, подобный, как с прядильной воронкой, предусматривает тороидальное устройство для связывания в пучок и, при необходимости, установку свободно вращающегося, изменяющего направление валика, находящегося ниже по технологической цепочке. С помощью системы по фиг. 2c, можно устранить много недостатков, которые имеет система по фиг. 2b. Угол (А) вытягивания из фильеры значительно уменьшен, по сравнению с выполнением кольцевой фильера по фиг. 2b, вследствие чего получают более щадящее вытягивание из фильеры. Даже при больших фильерах можно выдерживать расстояние (Н) по вертикали небольшим, вследствие чего обеспечивается ручная возможность доступа к устройству для изменения направления. Связывание в пучок полотна экструдата в осадительной ванне не требуется. Для системы ванн с кольцевой фильерой и тороидальным устройством для изменения направления в осадительной ванне типичны скорее небольшие углы (В) изменения направления с большой шириной (L) изменения направления.In fig. 2c shows a system of precipitation baths, in combination with a ring-shaped die, wherein the change of direction of the annular extrudate web is carried out using a toroidal device for changing direction with an angle (B') of the change of direction and the changed direction of the extrudate web is directed vertically upward from the precipitation bath, along the central axis ring die. Above the annular die and thus outside the precipitation bath, the extrudate web is bundled, preferably at a large angle of change of direction. Since the bundling or redirection is carried out outside the settling bath liquid, the bundling or redirection can also be carried out using freely rotating rollers, so that no sliding friction can occur between the extrudate bundle and the redirection device. Another embodiment of the invention for bundling above the annular die, similar to the spinning hopper, provides a toroidal bundle tying device and, if necessary, installation of a freely rotating, direction-changing roller located downstream. With the system of FIG. 2c, it is possible to eliminate many of the disadvantages that the system of FIG. 2b. The drawing angle (A) from the die is significantly reduced compared to the annular die design of FIG. 2b, as a result of which a more gentle drawing from the die is obtained. Even with large dies, the vertical distance (H) can be kept small, thereby ensuring manual access to the device for changing direction. Binding of the extrudate web into a bundle in the precipitation bath is not required. For a bath system with an annular die and a toroidal device for changing direction in the settling bath, rather small angles of change of direction (B) with a large width (L) of change of direction are typical.
На фиг. 3a показан сравнительный пример в виде системы осадительных ванн, в сочетании с прямоугольной фильерой, причем полотно экструдата дважды изменяет направление в осадительной ванне. Первый процесс изменения направления, если смотреть в направлении изготовления, выполнен аналогично варианту выполнения по фиг. 2a, второе изменение направления служит для дальнейшего изменения направления и в то же время для связывания полотна экструдата в жгут экструдата. Для изображенной системы изменения направления со связыванием в пучок скорее типичны умеренные углы (В) изменения направления с небольшой шириной (L) изменения направления, благодаря связыванию в пучок. Вследствие усиленного связывания в пучок нужно было выбирать большой коэффициент нагрузки 20. Прядильно-технологические свойства оказались неудовлетворительными.In fig. 3a shows a comparative example in the form of a settling bath system in combination with a rectangular die, the extrudate web changing direction twice in the settling bath. The first direction changing process, viewed in the manufacturing direction, is carried out similarly to the embodiment of FIG. 2a, the second change in direction serves to further change the direction and at the same time to bind the extrudate web into an extrudate tow. For the illustrated bundling reversal system, moderate reversal angles (B) with a small reversal width (L) due to the bundling are rather typical. Due to the increased binding into a bundle, it was necessary to choose a large load factor of 20. The spinning and technological properties turned out to be unsatisfactory.
На фиг. 3b изображена такая же система осадительных ванн, как на фиг. 3a, однако второе изменение направления рассчитывалось, базируясь на существенно меньшем коэффициенте нагрузки (без связывания в пучок или с небольшим связыванием). Вследствие большей длины (L) устройства для изменения направления, в противоположность к варианту выполнения по фиг. 3a, достигают довольно удовлетворительных прядильно-технологических свойств.In fig. 3b shows the same precipitation bath system as in FIG. 3a, however, the second change in direction was calculated based on a significantly lower load factor (no or little bundling). Due to the greater length (L) of the direction changing device, in contrast to the embodiment of FIG. 3a, achieve fairly satisfactory spinning properties.
После выхода из коагуляционной ванны пучки вытягивают и промывают вместе с помощью вытяжного механизме и промывочной станции, которые можно комбинировать также друг с другом. Первый вытяжной механизм, после ванны, передает скорость вытягивания нитей при формовании. На фиг. 4 показан возможный вытяжной механизм, причем в нем пять валиков, три с двигателем («M» - в круге, показан схематически). Можно использовать любое подходящее к системе количество валиков, например, от одного до шестидесяти. В данном случае пучки изменят направление в валиках под углом B от 0° до 150°. В данном случае также предпочтительно, если ширину пучков элементарных нитей выдерживают также по формуле 1, причем Q может быть больше, чем в коагуляционной ванне, например, от 40 до 300. В движение могут приводиться все валики или только некоторые из валиков. Все приводные валики могут приводиться в движение вместе или по отдельности. При одновременном промывании рекомендуется разная скорость по меньшей мере для вращения поверхности валика, для валиков одинаковых по размеру - также скорость вращения самих валиков, так как при промывании элементарные нити теряют растворитель и усаживаются. Чтобы элементарные нити не рвались, процесс усадки должен отражаться на снижении скоростей. Не приводные валики могут быть свободно вращающимися валками. При приводных валиках между элементарными нитями и валиком возникает контактное трение; при не приводных валиках - трение скольжения между элементарной нитью и валиком.After leaving the coagulation bath, the bundles are pulled out and washed together using a suction mechanism and a washing station, which can also be combined with each other. The first drawing mechanism, after the bath, transmits the speed of drawing the threads during molding. In fig. 4 shows a possible traction mechanism, and it has five rollers, three with a motor (“M” - in a circle, shown schematically). Any number of rollers suitable for the system can be used, for example, from one to sixty. In this case, the beams will change direction in the rollers at an angle B from 0° to 150°. In this case, it is also preferable if the width of the filament bundles is also maintained according to formula 1, and Q can be greater than in the coagulation bath, for example, from 40 to 300. All rollers or only some of the rollers can be driven. All drive rollers can be driven together or individually. When washing simultaneously, different speeds are recommended, at least for the rotation of the surface of the roller; for rollers of the same size, also the speed of rotation of the rollers themselves, since during washing the filaments lose the solvent and shrink. To prevent the elementary threads from breaking, the shrinkage process should be reflected in a decrease in speed. Non-driven rollers can be freely rotating rollers. With drive rollers, contact friction occurs between the filaments and the roller; with non-driven rollers - sliding friction between the filament and the roller.
Для изготовления раствора целлюлозы альтернативно и параллельно к способу изготовления лицеольных волокон с помощью NMMO/воды в качестве растворителя изготовлен ионный раствор. При этом используемую целлюлозу типа эвкалиптовой целлюлозы суспендировали в опресненной воде. После полного суспендирования волокон целлюлозы в опресненной воде, лишнюю воду отделяют посредством фильтрации и полученный целлюлозный кулич прессуют до концентрации твердого вещества примерно с 50% целлюлозы. После обезвоживания целлюлозный прядильный кулич направляют для расщепления волокон через игольчатый валик и шредер. Полученную, тонко - измельченную влажную целлюлозу в непрерывной последовательности вносят в водную ионную жидкость 1-N-бутил-3-метилимидазолий-хлорид (BMIMC1) для создания предварительной смеси. Подходящими аппаратами для этого являются смесители циркулярного слоя и/или турбулентные смесители. To produce a cellulose solution, an ionic solution has been prepared as an alternative and parallel to the process for producing lyeol fibers using NMMO/water as a solvent. In this case, the cellulose used, such as eucalyptus cellulose, was suspended in desalinated water. Once the cellulose fibers are completely suspended in the desalinated water, excess water is separated by filtration and the resulting cellulose cake is pressed to a solids concentration of approximately 50% cellulose. After dewatering, the cellulose spun cake is sent to split the fibers through a needle roller and shredder. The resulting finely ground wet cellulose is added in a continuous sequence to the aqueous ionic liquid 1-N-butyl-3-methylimidazolium chloride (BMIMC1) to create a pre-mix. Suitable apparatus for this are circular bed mixers and/or turbulent mixers.
Смесь из воды, целлюлозы и BMIMC1(1-бутил-3-метилимидазолий-хлорид) вносят в дальнейшем ходе процесса для изготовления раствора целлюлозы, в непрерывно работающую вертикальную разминательную машину типа "Reactotherm" фирмы "Buss-SMS-Canzler GmbH". Подобные устройства разминающей и реакторной технологии, а также все типы экструдеров, укладыватель высоковязких тонких слоев, реактор с мешалкой и/или дисковый реактор могут использоваться для изготовления растворов целлюлозы по отдельности, или в сочетании в различных зонах реактора и на этапах способа. В этой выполненной вертикально разминательной машине "Reactotherm" при интенсивном смесительно - разминающем воздействии можно непрерывно изготавливать без комков раствор целлюлозы. Времена обработки в отдельных зонах реактора от 20 до 80 минут приводит к полному растворению целлюлозы.The mixture of water, cellulose and BMIMC1 (1-butyl-3-methylimidazolium chloride) is added later in the process to produce a cellulose solution, into a continuously operating vertical kneading machine of the "Reactotherm" type from Buss-SMS-Canzler GmbH. Similar kneading and reactor technology devices, as well as all types of extruders, high-viscosity thin layer stacker, stirred tank reactor and/or disk reactor can be used to make cellulose solutions individually or in combination in different reactor zones and process steps. In this vertical kneading machine "Reactotherm" with intensive mixing and kneading action it is possible to continuously produce lump-free cellulose solution. Treatment times in individual reactor zones of 20 to 80 minutes result in complete dissolution of cellulose.
Для надежного управления процессом в водную смесь из ионной жидкости и целлюлозы, добавляют перед ее переводом из предварительной смеси в раствор целлюлозы, еще и другие стабилизаторы для стабилизации растворителя и для предотвращения деструкции (разрушения) целлюлозы. Непрерывно производимую предварительную смесь переводят при подаче температуры и пониженного давления (вакуум), а также при сдвиге в вязкоупругий раствор. Применяемые на отдельных этапах способа температуры изменялись от 85°C до 150°C, причем удаление излишней воды осуществлялось при пониженном давлении между 0,001 и 0,015 МПа (10 и 150 мбар). Для гомогенизации предварительной смеси прикладываемые скорости сдвига изменялись в диапазоне от 0,33 до 3,33 об/с (от 20 до 200 об/мин), при сохранении установленной мощности сдвига и крутящего момента. Это обеспечивало растворение целлюлозы в ионной жидкости. Полученный таким образом высоковязкий раствор целлюлозы подвергался перед прядением дополнительным этапам процесса, как дегазация и фильтрация. Для регулировки соответствующего целлюлозе качества прядильной массы раствор подавался еще дополнительно через один или несколько высоковязких теплообменников типа "Sulzer SMR/SMXL", адаптированных к этапам способа. Они служат, наряду с регулировкой температуры, прежде всего, также для регулировки желаемой вязкости прядильного раствора, а также степени поляризации целлюлозы. Поэтому эти теплообменники служили для эффективной регулировки температуры, в частности, охлаждения или нагревания высоковязкого раствора целлюлозы, так как они обеспечивали эффективное смешивание и контролируемую теплоотдачу.To reliably control the process, other stabilizers are added to the aqueous mixture of ionic liquid and cellulose before transferring it from the preliminary mixture into the cellulose solution to stabilize the solvent and to prevent the destruction (destruction) of cellulose. The continuously produced pre-mixture is converted by applying temperature and reduced pressure (vacuum) and shear into a viscoelastic solution. The temperatures used at the individual stages of the process varied from 85°C to 150°C, with the removal of excess water carried out at a reduced pressure between 0.001 and 0.015 MPa (10 and 150 mbar). To homogenize the premix, the applied shear rates were varied from 0.33 to 3.33 rps (20 to 200 rpm), while maintaining the set shear power and torque. This ensured the dissolution of cellulose in the ionic liquid. The highly viscous cellulose solution thus obtained was subjected to additional process steps such as degassing and filtration before spinning. To adjust the quality of the spinning mass corresponding to the cellulose, the solution was additionally fed through one or more high-viscosity heat exchangers of the Sulzer SMR/SMXL type, adapted to the process steps. In addition to temperature control, they primarily also serve to regulate the desired viscosity of the spinning solution as well as the degree of polarization of the cellulose. Therefore, these heat exchangers served for effective temperature control, in particular cooling or heating of a highly viscous cellulose solution, since they provided efficient mixing and controlled heat transfer.
Прядение раствора целлюлозы в элементарные нити, а также дальнейшая обработка осуществлялась согласно изобретению, причем прядильный раствор подавался посредством прядильного насоса в подогреваемый вязальный пакет, состоящий из предфильеры, распределительных пластин и фильеры. Температуры прядения распределялись в диапазоне от 85°C до 150°C, предпочтительно, в диапазоне от 95°C до 115°C. После этапа приготовления раствора обращалось внимание на непродолжительное время пребывания при повышенных температурах в технологическом комплексе для адаптации раствора целлюлозы к скорости обработки и нежелательному разрушению целлюлозы.Spinning of the cellulose solution into filaments, as well as further processing, was carried out according to the invention, the spinning solution being fed by means of a spinning pump into a heated knitting package consisting of a pre-spun, distribution plates and a spinneret. The spinning temperatures were distributed in the range from 85°C to 150°C, preferably in the range from 95°C to 115°C. After the solution preparation step, attention was paid to a short residence time at elevated temperatures in the process complex to adapt the cellulose solution to the processing speed and unwanted destruction of the cellulose.
Нашедший применение способ формования описан согласно изобретению и называется обычно сухо-мокрым способом формования, причем с возможностью регулирования, с возможностью регулировки по высоте воздушный зазор расположен между фильерой и водной коагуляционной ванной, содержащей ионную жидкость. Подаваемый в воздушный зазор и проходящий, вследствие этого через элементарные нити газовый поток, проходит в соответствующем стандарту состоянии и может быть, как соответствующим стандарту воздухом, или другим инертным формовочным газом. Согласно изобретению, элементарные нити направляют через коагуляционную ванну, выводят из ванны и подают, как описано выше, для последующей обработки. Параметры и свойства продукта из опытов с BMIMCl (1-бутил-3-метилимидазолий-хлорид) и NMMO (N-оксид-N-метилморфолина) в качестве растворителей объединены в таблице 2.The molding method that has found application is described according to the invention and is usually called the dry-wet molding method, with an adjustable, height-adjustable air gap located between the die and the aqueous coagulation bath containing the ionic liquid. The gas flow supplied into the air gap and thereby passing through the filaments passes in a state corresponding to the standard and can be either air or another inert forming gas corresponding to the standard. According to the invention, the filaments are passed through a coagulation bath, removed from the bath and supplied as described above for subsequent processing. Parameters and product properties from experiments with BMIMCl (1-butyl-3-methylimidazolium chloride) and NMMO (N-methylmorpholine N-oxide) as solvents are summarized in Table 2.
Таблица 2table 2
Claims (48)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18191628.9 | 2018-08-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021107972A RU2021107972A (en) | 2022-09-30 |
RU2808962C2 true RU2808962C2 (en) | 2023-12-05 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2058442C1 (en) * | 1990-12-07 | 1996-04-20 | Ленцинг Аг | Process for preparing molded cellulose articles |
WO2002012600A1 (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-14 | Zimmer Aktiengesellschaft | Method and device for extruding a continuous moulded body |
DE10223268A1 (en) * | 2002-05-24 | 2003-01-16 | Zimmer Ag | Wetting unit at a filament spinning assembly, to coagulate and harden spun cellulose filaments, is located between the treatment medium feed and the filaments to give wettings zones in the filament path |
DE19581437B4 (en) * | 1994-12-22 | 2004-04-29 | Lenzing Ag | spinning device |
KR101401148B1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-05-29 | 주식회사 효성 | Apparatus for coagulating doped solution of polyacrylonitrile precursor for a carbon fiber |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2058442C1 (en) * | 1990-12-07 | 1996-04-20 | Ленцинг Аг | Process for preparing molded cellulose articles |
DE19581437B4 (en) * | 1994-12-22 | 2004-04-29 | Lenzing Ag | spinning device |
WO2002012600A1 (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-14 | Zimmer Aktiengesellschaft | Method and device for extruding a continuous moulded body |
DE10223268A1 (en) * | 2002-05-24 | 2003-01-16 | Zimmer Ag | Wetting unit at a filament spinning assembly, to coagulate and harden spun cellulose filaments, is located between the treatment medium feed and the filaments to give wettings zones in the filament path |
KR101401148B1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-05-29 | 주식회사 효성 | Apparatus for coagulating doped solution of polyacrylonitrile precursor for a carbon fiber |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9428848B2 (en) | Method for melt spinning, stretching, and winding a multifilament thread as well as a device for performing the method | |
US5928579A (en) | Apparatus and method for spinning and winding multifilament yarns | |
WO2011009498A1 (en) | Method for melt-spinning, drawing, and winding a multifilament thread and a device for performing the method | |
KR100691913B1 (en) | Method and device for producing post-stretched cellulose spun threads | |
KR100601346B1 (en) | Method and apparatus for spinning, drawing, and winding a yarn | |
JP2002519520A (en) | Spinning device for spinning synthetic yarn | |
US11946165B2 (en) | Method and device for filament spinning with deflection | |
US6478996B1 (en) | Method and apparatus for producing a highly oriented yarn | |
JP2619680B2 (en) | Method and apparatus for producing polypropylene yarn | |
US20050015889A1 (en) | Method and device for treating a fiber mass | |
RU2808962C2 (en) | Method and device for forming elementary thread with change of direction | |
TW561206B (en) | Method and apparatus for extruding continuously molded bodies | |
US8192661B2 (en) | Process and apparatus for the production of tapes | |
KR20030028559A (en) | Method and device for extruding a continuous moulded body | |
CN103842564B (en) | Method and device for producing a continuous thread | |
JP4593865B2 (en) | Melt blow method using mechanical refinement | |
WO2019034488A1 (en) | Method and device for producing a multifilament fully drawn yarn from a polyamide melt | |
DE102015016800A1 (en) | A method of melt spinning, stripping, stretching, relaxing and winding a synthetic thread for technical applications and associated apparatus | |
KR100313621B1 (en) | Air nozzle and method for oil migration of fiber spinning | |
DE2530618A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING A DIVERSE YARN MADE FROM SYNTHETIC, THERMOPLASTIC, POLYMERIC MATERIAL | |
CN1639397A (en) | Method and device for producing a low-shrinking smooth yarn | |
EP3783135A1 (en) | Spinning device and spinning method | |
TW593804B (en) | Melt spinning apparatus for spinning continuous polymeric filaments | |
JP2003138417A (en) | Spinning method, spinning machine and polyester fiber produced by them |