Спосіб виготовлення штапельного волокна із розплавів термопластичних матеріалів та пристрій для його здійснення

1 Спосіб виготовлення штапельного волокна із розплавів термопластичних матеріалів, який включає приготування розплаву із сировини термопластичного матеріалу, подачу розплаву у зону виробки, формування струменя із розплаву, роздування струменя розплаву високошвид кісним енергоносієм, який відрізняється тим, що струмінь розплаву пропускають через ізольовану Винахід стосується способу виготовлення штапельного волокна із розплавів термопластичних матеріалів та пристрою для його здійснення і може бути використаний на підприємствах промисловості будівельних матеріалів, в ХІМІЧНІЙ промисловості та інших галузях, при виготовленні скловолокна із термопластичних розплавів Відомий спосіб виготовлення штапельного волокна з мінеральних розплавів (А С СРСР №375259 СОЗВ 37/06,1973) Спосіб включає приготування розплаву із сировини, його гомогенізацію, передачу розплаву на виробку, формування струменя з розплаву, обігрів струменя на шляху його переміщення додатковим спалюванням горючого газу і роздув струменя високошвид кісним енергоносієм Цей спосіб знайшов застосування у деяких сферах виробництва, але широкого застосування не набув Із-за складності його реалізації За цим способом додатково використовується нагрів струменя розплав) газами пальників, вмонтованих перед дуттєвим пристроєм Завдяки цьому продукти горіння всмоктуються у прийомну горловину дуттєвого пристрою, що потребує точного дозування КІЛЬКОСТІ всмоктуваних розжарених газів тому що перевищення температури в зоні роздуву приводить до погіршення якості вироблених волокон Процес волокно)творення проходить при температурі, яка забезпечує певну в'язкість розплаву і від навколишнього середовища камеру з розрідженням 2 Пристрій для виготовлення штапельного волокна із розплавів термопластичних матеріалів, який включає канал фідера, пальник, отвір у поді фідера, живильник, дуттєвий пристрій, який відрізняється тим, що він додатково забезпечений ізольованою від навколишнього середовища камерою з розрідженням, яка встановлена з можливістю проходу через неї струменя розплаву та з'єднана герметично з живильником і з горловиною дуттєвого пристрою СПІВВІСНО отвору живильника та отвору горловини дуттєвого пристрою якщо температура розплав) вище або нижче потрібної - волокноутворення не досягається, а у зонах близьких до критичних волокноутворення хоч і досягається, проте якість волокон погіршується Отже застосування додаткових пальників для обігріву струменя розплаву вимагає точного підтримування температури продуктів горіння на необхідному рівні Обігрів розплаву у зоні його роздуву досягається декількома пальниками з необхідним узгодженням їх роботи, що ускладнює обслуговування процесу виробки волокна Крім того в пальниках додатково спалюється повітряногазова суміш, що спричиняє додаткові матеріальні затрати та збільшення собівартості продукції Найбільш близьким за технічною сутністю та досягнутому результату є спосіб виготовлення штапельного волокна (АС СРСР №1806104 СОЗВ, 1993) Спосіб включає приготування розплаву із сировини термопластичного матеріал}', гомогенізацію отриманого розплаву, формування струменя із розплаву, додатковий перегрів розплаву на 180-250°С відносно температури його виробки та роздув струменя високошвид кісним енергоносієм Спосіб відрізняється простотою, оскільки виконується менша КІЛЬКІСТЬ операцій, що дає можливість знизити собівартість волокон за рахунок зменшення розходу спалюваного газу (О о о> ю 59076 ного матеріалу, подачу розплаву у зону виробки, формування струменя із розплаву, роздув струменя розплаву високошвид кісним енергоносієм, струмінь розплаву пропускають через ізольовану від навколишнього середовища камеру з розрідженням У камері, через яку струмінь розплаву поступає у дуттєвий пристрій, при роботі останнього створюється розрідження, що робить неможливою передачу тепла від струменя розплаву у навколишнє середовище конвекційним обміном Таким чином, витрати тепла струмінь несе менше ніж при ють потребам в їх жаростійкості та ХІМІЧНІЙ СТІЙКОСбезпосередньому контакті його з навколишнім сеТІ Це особливо стосується живильника, який форредовищем Розрідження, що створюється у камемує, струмінь розплаву В результаті собівартість рі, збільшує швидкість переміщення струменя розодержуваної продукції збільшується Крім того при плаву, що у свою чергу збільшує продуктивність перегріванні розплаву вище зазначеної межі провиробки і додатково заощаджує тепло,оскільки цес волокноутворення не проходить час його перебування у камері до роздуву зменшується В результаті підвищується якість одерВ основу винаходу поставлена задача поліпжуваних штапельних волокон і зменшується їх шення якості штапельного волокна, збільшення собівартість продуктивності виготовлення волокна та зменшення енергозатрат за рахунок збільшення стабіЯкість одержаних штапельних волокон підвильності процесу волокноутворення та зменшення щується за рахунок зменшення середнього діаметепловіддачі у зоні виробки у навколишнє середотра штапельного волокна до 6 мікрон та зменшенвище ня долі волокон підвищеного діаметра на 30% в порівнянні з прототипом Поставлена задача досягається тим, що у способі виготовлення штапельного волокна із розХарактеристики якості штапельних волокон та плавів термопластичних матеріалів, який включає зменшення енергозатрат на їх виготовлення приприготування розплаву із сировини термопластичведені в таблиці Додатковий же перегрів розплаву на 180-250°С потребує значно менших затрат газу ніж на безперервне горіння пальників, розжарені гази яких подаються в дуттевий пристрій, тому що у фідері печі значно меншими затратами можна підняти температуру, ніж додатково включати у роботу декілька пальників Недоліком даного способу є складність використання перегрітого струменя розплаву, оскільки при обробці перегрітого розплаву необхідно застосовувати метали підвищеної жаростійкості При цьому навіть ці матеріали не завжди задовольня Таблиця Діаметр волокон, мкм Прототип Винахід 6-18 3-Ю КІЛЬКІСТЬ ВОЛОКОН діа КІЛЬКІСТЬ неволокнис метром понад 8мкм,% 60 25 тих включень, % 8-Ю 3-5 Отримані волокна характеризуються значно вищими параметрами, ніж волокна отримані при використанні прототип) Так, якщо розмір штапельних волокон за прототипом має розбіг за діаметром від 6 до 18 мікрон, то запропонований винахід дає можливість зменшити розбіг від 3 до 10 мікрон При цьому, якщо в прототипі відсоток волокон великих діаметрів перевищує 60%, то в запропонованому винаході відсоток волокон великого діаметру становить лише 25% Відомий пристрій виготовлення волокон з неорганічних розплавів (А С СРСР №308983 СОЗВ 37/09, 1971) Він включає фідер скловарної печі, пальники для підтримування необхідної температури, живильник для формування струменя з розплаву, дуттєвий пристрій для роздува струменя розплаву, засоби передачі на подальшу обробку отриманих виробів Недоліком такого пристрою є значна КІЛЬКІСТЬ неволокнистих включень, різниця волокон за діаметром та великий середній діаметр вироблених штапельних волокон, що ускладнює широке використання їх на практиці В результаті погіршуються тепло- і звукоізоляційні показники волокнистих виробів і знижується їх ДОВГОВІЧНІСТЬ Окрім цього виробництво волокон на таких пристроях потребує підвищених енергозатрат Найбільш близьким за технічною сутністю та досягнутому результату є фідер скловарної печі (АС СРСР №1021662 СОЗВ 37/09,1983) Фідер Енергозатрати, кВт/кг 2,90 2,25 включає канал, пальники, вставку у дні пода фідера, дуттєвий пристрій Вставка виконана з кишенями, розташованими по обидві сторони вертикальних трубок Кожна кишеня забезпечена трубками, з'єднаними з відсмоктуючим простором дуттєвого пристрою В результаті розжарені гази проточного простору каналу фідера частково відсмоктуються і попадають у зону роздува розплаву у волокна Недоліком такого фідера є те, що при використанні його для виготовлення штапельних волокон з розплаву з малою теплопрозорістю та малим температурним інтервалом виробки треба підтримувати великий рівень розплаву у фідері, що збільшує собівартість волокон В основу винаходу поставлена задача створення пристрою для виготовлення штапельного волокна із розплавів різних термопластичних матеріалів, включаючи базальти, діабази, амфіболіти шляхом забезпечення його ізольованою від навколишнього середовища камерою з розрідженням, яка з'єднана герметично з живильником і зотвором горловини дуттєвого пристрою Поставлена задача досягається тим що пристрій для виготовлення штапельного волокна із розплавів термопластичних матеріалів, який включає канал фідера, пальник, отвір у поді фідера, живильник, дуттєвий пристрій, додатково забезпечений ізольованою від навколишнього середовища камерою з розрідженням Камера установлена 59076 налі 1 фідера забезпечує компенсацію втраченого з можливістю проходу через неї струменя розпларозплавом тепла Через отвір 3 у поді фідера печі ву га з'єднана герметично з живильником і з горрозплав подається на живильник 4, виходячи з ловиною дуттєвого пристрою cm звісно отвору якого він набуває форми струменя Проходячи живильника та отвору горловини дуттєвого причерез простір ізольованої від навколишнього сестрою редовища камери 5 з розрідженням, струмінь Б, Такий пристрій представлений на фіг у розрізі нагрітий до температури волокноутворення, вихоВін включає канал 1 фідера, в склепіння якого дить у зону роздува дуттєвого пристрою 6, у який вмонтовано пальник 2, отвір 3 у поді фідера для безперервно через патрубок 8 подається високоподачі розплаву на виробку, живильник 4 для фошвидкісний енергоносій, який під високим натисрмування струменя розплаву, ізольовану від наком через щілину 7 з великою швидкістю виходить вколишнього середовища камеру 5 з розріджену зону роздува, розриваючи струмінь розплаву на ням, у яку герметично вмонтований живильник 4 окремі волокна В і охолоджуючи їх та дуттєвий пристрій 6, СПІВВІСНО її порожнини, з щілиною 7 та патрубком 8 подачі енергоносія Отже якість штапельних волокон, отриманих за допомогою запропонованого винаходу вища за Працює даний пристрій таким чином У канал якість волокон, отримуваних за допомогою відо1 фідера безперервно подається з печі гомогенімих способів та засобів їх реалізації Крім того у зований розплав А, який в процесі його перемізапропонованому винаході на 25% менше спожищення охолоджується Для підтримування необвається енергоносіїв, що знижує собівартість вигохідної температури розплаву до пальника 2 товленої продукції подається газоповітряна суміш, горіння якої у ка Комп'ютерна верстка Е А Ярославцева Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна