close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY1602

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 1602
(13)
C1
6
(51) B 29C 47/30
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
(21) Номер заявки: 2443
(24) 19.09.1994
(46) 30.03.1997
ЭКСТРУЗИОННАЯ ГОЛОВКА
(71) Заявитель: Институт механики металлополимерных систем Академии наук Беларуси (BY)
(72) Авторы: Пинчук Л. С., Семенюк М. С., Гольдаде
В. А., Громыко Ю. В., Марков Е. М. (BY)
(73) Патентообладатель: Институт механики металлополимерных систем Академии наук Беларуси
(BY)
(57)
1. Экструзионная головка, содержащая клиновидный наконечник, в котором выполнены сквозные отверстия с осями, пересекающими вершину клина и расположенными в перпендикулярных ей плоскостях, и плоские накладки, установленные с зазором относительно образующих клин граней наконечника, отличающаяся тем, что оси отверстий расположены под углами 2-10° к биссектрисе угла клина.
2. Экструзионная головка по п.1, отличающаяся тем, что на накладках соосно отверстиям выполнены
сквозные пазы, расположенные в шахматном порядке относительно вершины клина.
3. Экструзионная головка по п.1, отличающаяся тем, что на накладках выполнены пазы, расположенные по обе
стороны от каждого отверстия и направленные по винтовой линии относительно его оси.
4. Экструзионная головка по п.1, отличающаяся тем, что вершина наконечника выполнена плоской, причем ширина ее не превышает трех диаметров отверстий.
(56)
1. Patochkova J.// Textile, 1989, № 44, ;№ 7, р. 250-263.
2. А.с. СССР 539615, МКИ В29С 47/00, 1976.
3. Патент США 3825380, МКИ В29F 3/04, 1974 (прототип).
Фиг.1
BY 1602 C1
Изобретение относится к технологии экструзионного формирования волокнистых пoлимерных материалов
с помощью устройств, обеспечивающих распыление переработанного в экструдере расплава полимера посредством газового потока.
Известна экструзионная головка создателя технологии melt-blowing Ван Уэнта [1], с помощью которой поступающий из экструдера расплав термопласта продавливается через ряд тонких отверстий и вытягивается в
волокна двумя потоками нагретого воздуха, движущимися с разными скоростями.
Ее недостатком является образование капель (дробинок, корольков) в формируемом волокнистом материале.
Предложена конструкция экструзионной головки [2], содержащей сопло с центральным каналом для расплава полимера и охватывающий сопло конический корпус. Зазор междy соплом и корпусом снабжен завихрителем воздушного потока, с помощью которого производится распыление расплава.
Недостатком такой конструкции является низкая производительность формирования волокнистых материалов с помощью одного сопла.
Прототипом изобретения является экструзионная головка для изготовления нетканых волокнистых материалов [3]. Она состоит из клиновиднoго наконечника со сквозными, соединенными с рабочим объемом экструдера отверстиями и плоских накладок, которые установлены с зазором относительно образующих клин
плоскостей наконечника. Зазоры соединены с источником сжатого газа. Отверстия выходят в кромку клиновидного наконечника во избежание образования мертвых зон, в которых при распылении может собираться
расплав полимера.
Недостатки прототипа:
- отсутствие конструктивных элементов, позволяющих регулировать уклaдку распыляемых полимерных
волокон на формообразующую подложку;
- невозможность повышения прочности формируемых материалов путем взаимного зацепление волокон;
- технологическая сложность выполнения отверстий, выходящих в кромку клиновидного наконечника.
Задачи, на решение которых направлено заявляемое изобретение:
1) регулирование раскладки волокон на формообразующей подложке;
2) обеспечение взаимного зацепления волокон в процессе транспортирования потоком газа от головки к
подложке;
3) упрощение технологии изготовления экструзионной головки при сохранении высокого качества формируемого волокнистого материала. Поставленные задачи достигаютеся тем, что известная экструзионная головка, содержащая клиновидный наконечник, в котором выполнены сквозные отверстия с осями, пересекающими вершину клина и расположенными в перпендикулярных ей плоскостях, и плоские накладки,
установленные с зазором относительно образующих клин граней наконечника, содержит следующие отличительные признаки: 1) оси отверстий расположены под углом 2-10° к биссектрисе угла клина; 2) на накладках
соосно отверстиям выполнены сквозные пазы, расположенные в шахматном порядке относительно вершины
клина (вариант); 3) на накладках выполнены пазы, расположенные по обе стороны от каждого отверстия и
направленные по винтовой линии относительно его оси (вариант); 4) вершина наконечника выполнена плоской, причем ширина ее не превышает трех диаметров отверстий (вариант).
Технический результат изобретения заключается в:
- придании волокнам, распыляемым из каждого отверстия, траектории, отличающейся по форме от траекторий волокон, распыляемых из соседних отверстий;
-обеспечении спиралеобразного движения волокон на пути от головки к формообразующей подложке;
-технологическом упрощении конструкции гoловки путем выполнения на oстром конце клина плоской
площадки, в которую выходят отверстия.
На фиг. 1 изображен вариант конструкции головки. Клиновидный наконечник 1 сопряжен с плоскими накладками 2 , установленными с зазорами 3 относительно образующих клин плоскостей наконечника. В наконечнике выполнены сквозные сообщающиеся с экструдером отверстия 4. Их оси 00' и 00" расположены в
плоскостях, перпендикулярных острию наконечника, под углом 2°< α > 10° к биссектрисе угла β при вершине клина. Зазоры 3 соединены с источником сжатого газа.
При включении экструдера расплав полимера поступает по отверстиям 4 к кромке наконечника. Здecь он
подхватывается газовыми потоками, истекающими из зазоров 3, вытягивается, диспергируется и транспортируется к формообразующей подложке. Если pacxoд и давление газа, истекающего через зазоры шириной δ,
одинаковы, то при несимметричном расположении отверстий 4 относительно клина траектории волокон на
пути к подложке имеют форму синусоид с уменьшающейся по мере удаления от головки амплитудой и с
увеличивающимся периодом.
На фиг. 2 показаны траектории волокон, формируемых с помощью головки, изображенной на фиг.1.
Плоскость, перпенрикулярную направлению распыления, волокна из нечетных отверстий пересекут в точках, расположенных по линии А, а волокна из четных отверстий - по линии В. Таким образом обеспечивается регулирование раскладки волокон на формообразующей подложке. Чем большe угол α (фиг.1), тем больше расстояние между линиями А и В и длина петель волокон, укладываемых на движущуюся подложку.
2
BY 1602 C1
По варианту конструкции головки, поперечное сечение которой приведено на фиг.3, на сопряженных с наконечником 1 накладках 2 выполнены сообщающиеся с зазорами 3 и 3', открытые в сторону выхода отверстий 4 пазы. Возлe каждого отверстия паз выполнен только в одной накладке, как показано на фиг.4. В каждой накладке пазы выполнены с шагом H=2h , где h-расстояние между осями соседних отверстий.
При работе головки (фиг.3) давление и расход газового потока, истекающего из зазора 3 и паза 5 больше,
чем потока, истекающего с противоположной стороны из зазора 3'. Поэтому траектория волокна полимерного расплава, выдавленного из отверстия 4 и транспортируемого потоком газа, отклоняется в сторону, противоположную пазу 5. На фиг.4 изображены траектории волокон, выходящих из головки такой конструкции.
Они пересекают плоскость, нормальную направлению распыления, в точках, расположенных на линиях А и
В. Чем больше поперечное сечение пазов 5, тем больше расстояние между линиями А и В. Таким образом
можно регулировать текстуру волокнистого материала, осаждаемого на формообразующую подложку.
Следующий вариант конструкции головки предусматривает выполнение пазов на обеих накладках. На
фиг.5 приведен вид на головку со стороны зоны распыления. С наконечником 1 сопряжены накладки 2 таким
образом, что вблизи отверстия 4 расположены пазы 5 и 5', выполненные в обеих накладках. Пазы направлены по винтовой линии относительно оси отверстия.
При работе головки газ, истекающий из пазов 5 и 5 ', создает концентричный поток, который увлекает экструдируемые волокна по спиралеобразным траекториям. Траектории распыления волокон, формируемых с
помощью такой головки, изображены на фиг.6. При контактировании соседних волокон, имеющих температуру, близкую к температуре плавления полимера, образуются склейки. Волокна спиралеобразной формы,
осаждаясь на формообразующей подложке, входят во взаимное зацепление. Эти процессы способствуют повышению лрочности формируемого на подложке вoлокнистoго материала, который приобретает специфическую текстуру.
На фиг.7 изображено поперечное сечение головки по следующему конструктивному варианту. Острый
край наконечника 1 притуплен, и на нем выполнена плоская площадка. Накладки 2, как и в предыдущих вариантах, установлены относительно наконечника с зазорами 3. Отверстия 4 с типичным для melt-blowing
технологии диаметром d ≤ 0,5 мм выходит на площадку шириной В ≤ 3d. Заявителем проведены эксперименты, показавшие, что при таком соотношении размеров при распылении расплавов термопластов (полиолефины, полиэфиры, полиамиды ) на площадке не образуются мертвые зоны, в которых скапливается расплав. Об этом свидетельствуют отсутствие каплеобразных структур в волокнистом материале и
равномерный режим распыления расплава без зацепления волокон за элементы головки.
Выполнение в наконечнике 1 отверстий 4, выходящих на плоскую площадку, требует меньших трудозатрат и более технологично, чем выполнение отверстий в кромке клина.
3
BY 1602 C1
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
Cоставитель Н.Б. Суханова
Редактор В.Н. Позняк
Корректор Р.Ф. Ковалева
Заказ 5674
Тираж 20 зкз.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
157 Кб
Теги
by1602, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа