СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРЫВА НИТИ
METHOD TO PREVENT THREAD BREAKAGE

Настоящее изобретения относится к способу предотвращения обрыва нити во время прядения комплексной нити.
При производстве нитей широко распространенной проблемой является обрыв нитей во время жидкостной обработки на роликовых машинах. При жидкостной обработке нитей, такой как промывка нитей сразу после прядения, нити обычно несколько раз оборачивают вокруг пары роликов и распыляют или обеспечивают иной контакт с промывочными жидкостями. Непрерывность этого процесса трудно поддерживать из-за разрыва волокон, который ведет к обрыву нити и остановке процесса прядения. Поэтому широко распространен способ сведения этой проблемы к минимуму путем удерживания спряденных волокон отдельно друг от друга. В US 5034250 указано, что обрыв нитей во время жидкостной обработки на роликах может быть частично устранен путем использования для приведения в движение пары роликов синхронных электродвигателей. Было обнаружено, что при использовании таких синхронных электродвигателей, настроенных на вращение роликов с, по существу, одинаковой скоростью, в сочетании с использованием роликов, по существу, одинакового диаметра, обрывы нитей происходят реже, чем при использовании устройств известного уровня техники. Однако только использование синхронного электропривода роликов не сокращает обрыв нитей в достаточной степени, к нитям нужно приложить небольшое натяжение, чтобы обеспечить надлежащее продвижение и сохранение надлежащего расстояния между ними. Было обнаружено, что когда расстояние между соседними нитями мало, они еще ближе притягиваются друг к другу под действием сил поверхностного натяжения технологической жидкости, когда эта жидкость может образовать между нитями жидкую сетчатую структуру. Также указано, что для предупреждения затруднений нити не должны располагаться друг к другу ближе, чем примерно 0,64 см. Меньшее расстояние (также именуемое шаг) сопряжено с разрывом и закручиванием волокон и возможным обрывом нити.
Настоящее изобретение относится к более простому решению проблемы обрывов, которое обеспечивает больше свободы в отношении электродвигателей и которое позволяет свести к минимуму прикладываемое натяжение и расстояние между нитями.
Было обнаружено, что исключение обрыва волокон и нитей может быть достигнуто при помощи модифицирующих стадий, в ходе которых применяется жидкость, таких как стадии промывки и нейтрализации. Промывку и нейтрализацию обычно осуществляют путем распыления воды на нить в прядильном канале или путем протягивания спряденной нити через устройство, содержащее воду. Такой способ описан в US 5034520, в соответствии с ним воду распыляют из распределительного трубопровода, обеспечивая ее контакт с нитями. Распыленная вода попадает на нити, и образующие их волокна промываются в пучках, но аэрозоль не достигает индивидуально каждого из этих волокон.
В US 5667743 описан способ мокрого формования арамидых волокон из раствора. Эти волокна могут быть промыты в зоне промывки при помощи трех струйных экстракционных модулей. В этом документе описаны струйные промывочные устройства, но не указано, что каждое волокно пучка нити промывается индивидуально. В этом документе также не приведено технических указаний на то, что использование струйных промывочных устройств способствует уменьшению количества обрывов нитей при условии, что волокна нити промываются индивидуально.
Авторами настоящего изобретения обнаружено новое применение индивидуальной промывки и нейтрализации волокон комплексной нити, например, путем использования струйных промывочных устройств в процессе прядения с целью изготовления комплексной нити, каковое применение направлено на предотвращение обрыва нити во время прядения комплексной нити. Данный процесс прядения включает выпрядение полимерного материала через фильеру с получением комплексной нити, промывку нити и, необязательно, нейтрализацию и/или сушку нити и намотку нити на бобину и отличается тем, что каждое волокно нити промывается индивидуально и, в случае проведения нейтрализации, индивидуально нейтрализуется.
Было обнаружено, что когда обработка жидкостью осуществляется в отношении индивидуальных волокон нити, особенно в случае такой обработки, как промывка и нейтрализация, образование подплетин волокон и обрыв нити сокращается существенно, даже до такой степени, что использование синхронных электродвигателей и точного регулирования натяжения и расстояния между нитями более не имеют решающего значения. Важно отметить, что при соблюдении условий настоящего изобретения вращение роликов может происходить со скоростями, отличающимися более чем на 0,05%, тем самым заметно упрощается процесс прядения и промывки/нейтрализации. При соблюдении условий настоящего изобретения также возможно использование асинхронных электродвигателей, а регулирование натяжения более не является критическим. Расстояние между нитями, которое ранее должно было составлять, по меньшей мере, 0,64 см, без труда может быть уменьшено примерно до 0,4 см или даже до примерно 0,2 см без неизбежного учащения образования подплетин волокон и обрыва нитей.
Способ настоящего изобретения особенно применим для обработки, состоящей в промывке и нейтрализации, или, в более общем смысле, для любой жидкостной обработки нитей с любым массовым номером после выпрядения полимерного материала через фильеру и его коагуляции в нить перед намоткой нити на бобину. Наибольшая выгода может быть получена в случае обработки нитей с большим массовым номером. Для нитей с низким массовым номером, например от 70 до 450 децитекс, выгода заключается в ослаблении требований к выдерживанию интервалов, так как нити с низким массовым номером наиболее подвержены действию сил поверхностного натяжения при жидкостной обработке, менее прочные и, следовательно, легко могут быть повреждены. Жидкостная обработка нитей может быть осуществлена практически при любой скорости нити от такой низкой как 50 м/мин, до такой высокой как 1200 м/мин, при этом обрыв нитей происходит на любой скорости. Способ настоящего изобретения позволяет осуществлять обработку, по существу, без обрывов во всем диапазоне скоростей, по существу, всех нитей.
Жидкостная обработка индивидуальных волокон может быть осуществлена при помощи любого жидкостного устройства высокого давления, способного раскрыть пучок нитей с целью жидкостной обработки отдельных волокон, и предпочтительно и наиболее просто осуществляется при помощи множества струйных промывочных устройств. В зависимости от длины прядильного канала для каждой нити может быть использовано, например, от 5 до 30 струйных промывочных устройств. Струйные промывочные устройства особенно эффективны для раскрытия пучков нитей и воздействия на межфазный слой вокруг каждого волокна. Как таковая, струйная промывка нитей известна в технике, например из GB 762959 и WO 93/06266. Струйные промывочные устройства могут быть использованы и для промывки, и для нейтрализации или для другой жидкостной обработки, такой как нанесение на волокна покрытия или внешнего покрытия. Могут быть разработаны струйные промывочные устройства с уменьшенными размерами, так что для каждого пучка нитей может быть использовано, по меньшей мере, одно индивидуальное струйное промывочное устройство. Дополнительное усовершенствование может быть достигнуто путем удаления из нити избытка воды. Из-за того, что соседние нити притягиваются друг к другу силами поверхностного натяжения технологической жидкости, такой как вода, когда жидкость образует между этими нитями жидкую сетчатую структуру, эти силы притяжения могут быть ослаблены, если после промывки или нейтрализации на нити остается наименьшее возможное количество жидкости. Следовательно, удаление избытка жидкости с наружной поверхности нити после того, как она прошла струйное промывочное устройство, является дополнительным преимуществом. Удаление жидкости может быть осуществлено при помощи воздушной струи, скребков, игл и т.п.
Способ настоящего изобретения особенно полезен для промывки волокон мокрого способа прядения или прядения в воздушном зазоре непосредственно после коагуляционной ванны. К таким волокнам мокрого способа прядения или прядения в воздушном зазоре относятся мета-арамидные волокна, такие как поли(м-фениленизофталамид), пара-арамидные волокна, такие как поли(п-фенилентерефталамид) (серийно выпускаемые под марками Twaron, Kevlar), сополи(п-фенилен/3,4'-оксидифенилентерефталамид (Technora), волокна типа полибензазола, такие как поли(п-фенилен-2,6-бензобисоксазол) (Zylon), поли{2,6-диимидазо[4,5-b:4'5'-e]пиридинилен-1,4(2,5-дигидрокси)фенилен} (PIPD, M5), и т.п.
Настоящее изобретение поясняется следующими примерами.
А. Используя обычную роликовую машину для промывки и нейтрализации, осуществили обработку нити РРТА (поли(п-фенилентерефталамид)) 440 децитекс водой и разбавленным основанием. Интервалы между нитями были равны 0,48 см. Выпряденное волокно промыли водой при комнатной температуре, используя распределительный трубопровод для распыления воды над пучками нитей. Время работы до обрыва составило от 4 до 32 часов (в среднем около 15 часов).
В. Используя роликовую машину для промывки и нейтрализации, осуществили обработку нити РРТА 440 децитекс водой и разбавленным основанием. Интервалы между нитями были равны 0,40 см. Промывку и нейтрализацию выпряденного волокна проводили при помощи 20 струйных промывочных устройств для каждого пучка нитей. Время работы до обрыва было неопределенным (возможна работа в течение нескольких месяцев без обрывов).