СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛАМЕНТНОЙ НИТИ ИЗ АРОМАТИЧЕСКОГО ПОЛИАМИДА Российский патент 2014 года по МПК D01F6/60 D01D4/02 D01F6/74 D01D1/10 D01D4/08 

Изобретение относится к способу получения филаментных нитей из ароматического полиамида, при котором оптически анизотропный арамидный прядильный раствор фильтруют внутри устройства прядильной фильеры при помощи фильтра с пропускными отверстиями и экструдируют через множество отверстий внутри устройства прядильной фильеры, причем экструдированный анизотропный арамидный прядильный раствор пропускают через воздушный зазор, при этом вытягивают и собирают в водяной коагуляционной ванне. Также изобретение относится к пара-ароматическим полиамидным филаментным нитям с титром по меньшей мере 300 дтекс, к плоскому текстильному образованию, которое содержит такие нити, а также к устойчивому к пробиванию изделию, в котором содержатся такие нити.

Способ получения филаментных нитей из ароматического полиамида известен из публикации ЕР 0 823 499 A1. Известным способом получают нити с титром филамента менее 0,8 дтекс. Кроме того, основное внимание публикации EP 0 823 499 A1 сосредоточено на получении нитей, титры филамента которых составляют от 0,3 до 0,8 дтекс. Прочность описанных в этой публикации нитей составляет максимально 2630 мН/текс при титре нити 728 дтекс и титре отдельного филамента 0,5 дтекс.

Также способом, описанным в публикации WO 98/18984 А1, можно получать нити из пара-ароматического полиамида, титр отдельного филамента которых составляет, например, 0,66 дтекс (0,6 ден). Однако титр такой нити составляет только 162 денье (178 дтекс).

В публикации JP 11 189916 описаны ароматические полиамидфиламентные нити. В примерах 1 и 2 титр комплексной нити составляет соответственно 270 денье (297 дтекс), причем в примере 1 прочность нити составляла 31,3 г/ден (2845 мН/текс) и в примере 2 прочность составляла 30,9 г/ден (2827 мН/текс). Титр отдельного волокна для комплексной нити в примере 1 и 2 составляет соответственно 0,6 денье (0,66 дтекс). В примере 6 предоставлена комплексная нить, титр которой составляет 1000 денье (1100 дтекс) и прочность соответствует 28,3 г/д (2572 нМ/текс). В сравнении примера 6 с примерами 1 и 2 ясно, что с ростом титра прочность этих нитей уменьшается.

Недостатком способов, известных до сих пор, является, в частности, то, что при получении нитей с низким титром отдельного филамента прядильный процесс уже после небольшого количества часов прерывается в результате разрыва филаментов во время прядения. Далее, прочность филаментных нитей, полученных согласно уровню техники при наличии одновременно высоких титров нитей, но небольших титров филаментов, неблагоприятно мала.

Задачей настоящего изобретения является предоставление способа получения филаментной нити из ароматического полиамида, при котором процесс прядения может проводиться непрерывно в течение более длительного периода времени. При этом, в частности, предотвращается разрыв филаментов во время процесса прядения. Далее, прочность такой нити, несмотря на маленький титр филаментов, должна быть высокой.

Эта задача решается посредством данного изобретения благодаря тому, что оптически анизотропный арамидный прядильный раствор фильтруют посредством фильтра с пропускными отверстиями внутри устройства прядильной фильеры и экструдируют через множество отверстий прядильной фильеры внутри устройства прядильной фильеры, причем экструдированный анизотропный арамидный прядильный раствор пропускается через воздушный зазор, при этом волокна вытягивают и собирают в водяной коагуляционной ванне, причем оптически анизотропный арамидный прядильный раствор в устройстве прядильной фильеры подают через гидравлическое сопротивление к отверстиям прядильной фильеры, причем гидравлическое сопротивление расположено ближе к отверстиям прядильной фильеры чем фильтр, и гидравлическое сопротивление и фильтр располагают на расстоянии друг от друга.

Под устройством прядильной фильеры следует понимать устройство, в котором, по меньшей мере, фильтр, гидравлическое сопротивление и прядильные пластины фильеры располагают в непосредственной близости друг от друга. Под непосредственной близостью при этом подразумевают, что наибольшее расстояние между фильтром и прядильной пластиной с фильерами внутри устройства прядильной фильеры составляет менее 10 см, предпочтительно менее 5 см, наиболее предпочтительно менее 2 см. Если прядильные пластины с фильерами, фильтр и гидравлическое сопротивление располагают, например, в прядильной головке, то, в смысле изобретения, такая прядильная головка представляет собой устройство прядильной фильеры. Например, фильтр грубой очистки, который располагается вблизи смесительного элемента или прядильного насоса для подачи и прокачки прядильного раствора, не является фильтром внутри устройства прядильной фильеры, так как этот фильтр не находится в непосредственной близости от прядильной пластины фильеры. В публикации DE 197 15 584 A1, например, описано приспособление прядильной фильеры, в котором внутри устройства прядильной фильеры предусмотрен только матерчатый фильтр тонкой очистки. Первый фильтр грубой очистки предусмотрен внутри цилиндрического корпуса формы, и, таким образом, за пределами устройства прядильной фильеры.

Следует пояснить, что подлежащий обработке прядильный раствор в способах согласно изобретению также предварительно фильтруют перед тем, как он подается к устройству прядильной фильеры. Но необходимый для этого фильтр грубой очистки не находится в непосредственной близости от отверстий прядильной фильеры и гидравлического сопротивления и, таким образом, не принадлежит устройству прядильной фильеры.

Предпочтительно, чтобы и гидравлическое сопротивление, и фильтр содержали пропускные отверстия, причем предпочтительно, чтобы пропускные отверстия фильтра были меньше, чем пропускные отверстия гидравлического сопротивления. Под меньшими пропускными отверстиями фильтра в сравнении с пропускными отверстиями гидравлического сопротивления следует также понимать, если примерно от 50% до 100%, особенно предпочтительно если около 60%-80% всех пропускных отверстий гидравлического сопротивления больше пропускных отверстий фильтра, причем предпочтительным является использование для сравнения пропускных отверстий фильтра, которые составляют около 40%-100%, особенно предпочтительно от 60% до 90% всех пропускных отверстий фильтра.

Предпочтительно, чтобы размер пропускных отверстий фильтра был настолько большим, чтобы через его пропускные отверстия могла проходить сфера с максимальным диаметром х мкм, и причем размер пропускных отверстий гидравлического сопротивления был бы настолько большим, чтобы через пропускные отверстия гидравлического сопротивления могла проходить сфера с максимальным диаметром Y мкм, причем х<Y.

Предпочтительно, чтобы диаметр прядильных пропускных отверстий был настолько большим, чтобы сфера с максимальным диаметром от z мкм могла проходить через прядильные пропускные отверстия, и причем размеры пропускных отверстий гидравлического сопротивления были настолько большими, чтобы сфера с максимальным диаметром Y мкм могла проходить через пропускные отверстия гидравлического сопротивления, причем z>Y.

Если необходимо предотвратить дополнительную фильтрующую функцию гидравлического сопротивления, то при выборе размера пропускных отверстий необходимо обращать внимание на то, чтобы частицы, которые попадают через фильтр в устройстве прядильной фильеры, при нормальных условиях потока (без дополнительного давления) также могли проходить и через гидравлическое сопротивление. Частица, которая прошла через фильтр в устройстве прядильной фильеры, в этом случае, следовательно, не должна удерживаться гидравлическим сопротивлением.

В одном варианте осуществления возможно, чтобы гидравлическое сопротивление имело пропускные отверстия, которые меньше чем пропускные отверстия фильтра внутри устройства прядильной фильеры. При этом все пропускные отверстия или только некоторые из пропускных отверстий гидравлического сопротивления могут быть меньше чем все пропускные отверстия фильтра в устройстве прядильной фильеры. Например, 50%-100% пропускных отверстий фильтра могут быть больше, чем выбранные пропускные отверстия в гидравлическом сопротивлении, относительная частота которых в гидравлическом сопротивлении составляет от 40% до 100%.

Прядильные пропускные отверстия предпочтительно соответствуют диаметру от 30 мкм до 70 мкм, особенно предпочтительно от 40 мкм до 50 мкм и, наиболее предпочтительно 45 мкм. Далее, предпочтительно, чтобы пропускные отверстия гидравлического сопротивления имели размер от 5 мкм до 70 мкм, особенно предпочтительно от 9 мкм до 25 мкм. Также предпочтительны пропускные отверстия фильтра размером 1 мкм - 30 мкм, особенно предпочтительно 15 мкм.

Предпочтительно, чтобы пропускные отверстия гидравлического сопротивления были настолько велики, чтобы их могли преодолевать сферы с максимальным диаметром от 5 мкм до 70 мкм.

Далее, предпочтительно, чтобы пропускные отверстия фильтра были так велики, чтобы эти отверстия могли преодолевать сферы с максимальным диаметром от 1 мкм до 30 мкм.

Множество прядильных пропускных отверстий, множество пропускных отверстий гидравлического сопротивления и/или множество пропускных отверстий фильтра лежат предпочтительно в одной соответствующей плоскости, причем эти плоскости проходят параллельно друг другу. Особенно предпочтительно, если гидравлическое сопротивление расположено напротив прядильных пропускных отверстий так, что пропускные отверстия гидравлического сопротивления находятся напротив прядильных пропускных отверстий. Например, может быть предусмотрено, чтобы прядильные пропускные отверстия были распределены группами по всей плоскости пластины прядильной фильеры. Такая конструкция, например, представлена в публикации WO 97/15706 A1 на фиг. 1-4. Относительно гидравлического сопротивления это означает, что гидравлическое сопротивление размещено напротив каждого поля прядильных пропускных отверстий. Таким образом, гидравлическое сопротивление и прядильные пропускные отверстия лежат в параллельных плоскостях.

В качестве гидравлического сопротивления предпочтительно использовать проволочные сетки из металла. В общем, однако, в качестве материала для гидравлического сопротивления можно использовать любой устойчивый к действию кислот и жаропрочный материал, который характеризуется хорошей стабильностью формы. Для изготовления гидравлического сопротивления предпочтителен материал, устойчивый к серной кислоте и не деформируемый при температуре от 0 до 80°C. В качестве возможного материала для изготовления гидравлического сопротивления может быть, например, текстильный материал, такой как нетканый материал или ткань, но также и керамика, полиамид или стекло. Для выполнения гидравлического сопротивления существует множество альтернатив. В предпочтительном варианте осуществления гидравлическое сопротивление образовано проволочной сеткой. При гидравлическом сопротивлении с незначительной толщиной проволоки можно успешно предотвратить падение нежелательно больших «теней» от толщины проволоки на прядильные пропускные отверстия. Прядильные отверстия фильеры прикрыты или даже закрыты «тенями» структуры (проволокой) гидравлического сопротивления. Поэтому предпочтительно гидравлическое сопротивление, состоящее из структур с незначительной толщиной. Такие гидравлические сопротивления при определенных обстоятельствах могут быть нестабильны, так что предпочтительно, чтобы гидравлическое сопротивление опиралось на опорную структуру. Посредством упора гидравлического сопротивления на опорную структуру можно успешно предотвратить повреждение или деформацию тонкого гидравлического сопротивления под действием давления, используемого при данном способе. Опорная структура может быть, например, рамой круглой формы с распорками внутри рамы, т.е. наподобие колеса. Далее может быть сконструирована опорная структура в виде решетки, причем решеточные отверстия являются существенно большими, чем отверстия гидравлического сопротивления. В обоих вариантах осуществления опорной структуры отверстия опорной структуры, называемые также вырезами, расположены внутри опорной структуры по отношению к прядильным пропускным отверстиям так, что прядильные пропускные отверстия вообще не прикрываются или едва прикрываются опорной структурой. Само собой разумеется, также возможно сконструировать гидравлическое сопротивление настолько прочным, что никакая опорная структура не понадобится.

В способе согласно данному изобретению филаментную нить из ароматического полиамида можно прясть в течение не менее 3 часов без прерываний. Особенно предпочтительна возможность прядения филаментной нити из ароматического полиамида без прерываний до трех дней. В способе совершенно особенно предпочтительна возможность прядения в течение 30 дней без прерываний способом, согласно данному изобретению.

Под проходящим без прерываний прядильным процессом прядения нужно понимать процесс, который не должен прерываться из-за того, что отдельные или несколько филаментов в ходе прядения обрываются, образуют дефектную пряжу или вообще не могут быть спрядены.

Прядильный раствор предпочтительно представляет собой раствор поли-(пара-фенилентерефталамид) [PPTA] в концентрированной серной кислоте. Прядильный раствор PPTA предпочтительно имеет концентрацию в полимеризационной системе от 10 до 20 масс.%. Концентрация серной кислоты в водяной коагуляционной ванне составляет предпочтительно от 0 до 20 масс.%. Далее, в течение прядильного процесса предпочтительно поддерживать температуру коагуляционной ванны от -5 до 20ºС, особенно предпочтительно от 0 до 10ºС, при этом ванна должна иметь глубину от 10 мм до 20 мм.

Еще одним объектом изобретения является филаментная нить из пара-ароматического полиамида с титром нити по меньшей мере 300 дтекс и прочностью по меньшей мере 2700 мН/текс. Согласно данному изобретению полиамидная филаментная нить содержит пучок филаментов с титром филамента от 0,8 дтекс до более чем 0,3 дтекс. Особенно предпочтительно если прочность полиамидной филаментной нити составляет 2750 мН/текс, и титр филаментов составляет предпочтительно 0,6 до 0,4 дтекс. Прочность полиамидной филаментной нити определяется при этом в соответствии со стандартом ASTM D-885.

Для производства полиамидной филаментной нити из ПФТА с высокой прочностью предпочтительно выбирают низкую температуру коагуляционной ванны и низкую концентрацию серной кислоты в коагуляционной ванне.

Согласно данному изобретению филаментные нити из пара-ароматического полиамида наилучшим образом пригодны для изготовления плоских текстильных образований соответственно для изготовления устойчивых к пробиванию изделий, которые согласно данному изобретению содержат филаментные нити из пара-ароматического полиамида.

Под устойчивыми к пробиванию изделиями следует понимать, например, защитный жилет, защитную куртку, шлем, обшивку транспортных средств или облицовку зданий, посредством которых достигается эффект устойчивости к пробиванию.

В итоге, способом согласно данному изобретению могут выгодным образом изготавливаться нити из ароматического полиамида, чьи филаменты имеют титр от 0,8 до 0,3 дтекс, в течение более длительного периода, чем это было бы возможно способом согласно уровню техники. Это становится возможным благодаря использованию гидравлического сопротивления, причем такое гидравлическое сопротивление предпочтительно имеет маленькие пропускные отверстия и выполнено из материала, имеющего небольшую толщину. Способ согласно изобретению наиболее пригоден для производства филаментной нити с титром филамента примерно от 0,8 до более 0,3 дтекс, особенно от 0,6 до 0,4 дтекс, непрерывно, в течение более длительного времени. Нити, произведенные способом согласно изобретению, характеризуются, неожиданным образом, при титре филаментов самое большее 0,8 дтекс, более высокой прочностью, чем нити, произведенные способом, известным до сих пор. Из публикации EP 0 823 499 A1, например, становится ясным, что описанный там способ позволяет производить нити при титре филамента менее чем 0,8 дтекс с прочностью самое большее 2,630 мН/текс, в то время как способом согласно изобретению производят нити, прочность которых составляет, по меньшей мере, 2700 мН/текс и даже значительно более 2800 мН/текс. В частности, можно производить филаментные нити из ароматического полиамида с минимальным титром нити 300 дтекс, состоящие из пучка филаментов с титром филаментов от 0,8 до более чем 0,3 дтекс, и прочностью от 2700 до 3250 мН/текс.

Изобретение описано далее с привлечением чертежей.

На фиг. 1 схематически представлено поперечное сечение устройства прядильной фильеры.

На фиг. 2-5 схематически представлены поперечные сечения соответственно устройства прядильной фильеры с фильтром и гидравлическим сопротивлением.

На фиг. 6 схематически представлено устройство прядильной фильеры с установленными на ней конструктивными элементами.

На фиг. 1 схематически представлено устройство прядильной фильеры 1 в поперечном сечении, при этом устройство прядильной фильеры 1 в представленном примере выполнения содержит большое количество сквозных прядильных пропускных отверстий 4, которые распределены группами (полями) по пластине прядильной фильеры. Хотя в каждом поле пластины прядильной фильеры располагается множество прядильных пропускных отверстий 4, в дальнейшем также говорится и о единичных прядильных пропускных отверстиях. После коагуляционной ванны поверх прядильных пропускных отверстий 4 лежит пластина 3 с вырезами. Вырезы пластины 3 по форме и размеру соответствуют полям прядильных пропускных отверстий, так что прядильные пропускные отверстия 4 не закрыты пластиной 3. В частности, вырезы пластины 3, по меньшей мере, соответствуют размеру полей прядильных пропускных отверстий 4, причем форма вырезов по существу повторяет форму поля. Пластина 3 расположена на расстоянии от прядильной пропускной пластины и выполнена, например, из металла. Пластина 3 служит как опорная структура, чтобы стабилизировать лежащее на ней гидравлическое сопротивление 2, и поэтому называется также опорной структурой 3. Гидравлическое сопротивление 2 может проходить над вырезами опорной структуры 3 и прядильными пропускными отверстиями 4 и, например, может быть проволочной сеткой или ситом, или состоять из большого числа отдельных проволочных сеток. Само собой разумеется, возможно плетение и из других материалов, а не только из металла, в качестве гидравлического сопротивления 2. При использовании отдельных проволочных сеток эти отдельные проволочные сетки, по меньшей мере, частично находятся в контакте с опорной структурой 3. Предпочтительно чтобы у проволочной сетки были петли. Размеры петель гидравлического сопротивления 2 при этом, например, больше, чем размеры ячеек фильтра 8 (на фиг. 1 не представлены), который расположен перед гидравлическим сопротивлением 2 и внутри устройства прядильной фильеры 1, и где прядильный раствор еще раз фильтруется. Гидравлическое сопротивление 2 конструктивно не должно, таким образом, обладать фильтрационным эффектом, так как пропускные отверстия фильтра 8 меньше, чем пропускные отверстия гидравлического сопротивления 2. Таким образом, при выполнении гидравлического сопротивления 2 в виде проволочной сетки для создания гидравлического сопротивления 2 может использоваться также нестабильная проволока, так как проволочная сетка не должна задерживать никаких элементов из прядильного раствора. При помощи опорной структуры 3 можно эффективно предотвратить повреждение гидравлического сопротивления 2 текущим через гидравлическое сопротивление 2 раствором. Несмотря на нестабильную проволоку, гидравлическое сопротивление 2 оказывает, однако, сопротивление прядильному раствору. Сопротивление, создаваемое гидравлическим сопротивлением 2, так выгодно влияет на процесс прядения, что продолжение процессов прядения возможно более 3 дней. При этом непрерывный процесс прядения должен рассматриваться законченным, если первые подлежащие прядению филаменты в процессе прядения ненамеренно обрываются и/или неправильно или даже совсем не прядутся. Особенно предпочтительно применение этого способа согласно изобретению для изделия филаментных нитей с незначительным титром филамента, но большой прочностью.

На фиг. 2 схематически представлено поперечное сечение устройства прядильной фильеры 1 в деталях. Фильтр 8 предусмотрен выше гидравлического сопротивления 2 и выше прядильных пропускных отверстий 4. Чтобы фильтр 8 и гидравлическое сопротивление 2 не лежали один на другом, предусмотрена распорка 7, лежащая на фильтре 8. Прядильные отверстия 4 лежат внутри пластины 6 прядильной фильеры и в этом варианте осуществления сужаются в направлении (не представленной) коагуляционной ванны. Фильтр 8 содержит пропускные отверстия, диаметр которых составляет d₁. Гидравлическое сопротивление 2 также содержит пропускные отверстия с диаметром d₂. Диаметр d₁ пропускных отверстий фильтра 8 в данном варианте осуществления меньше, чем диаметр d₂ пропускных отверстий гидравлического сопротивления 2. В показанном на фиг. 2 варианте осуществления гидравлическое сопротивление 2 образовано структурой 5, которая проходит в плоскость чертежа.

Структура 5 в этом варианте осуществления выполнена - в сравнении с прядильными пропускными отверстиями 4 - относительно толстой. Таким образом, прядильные пропускные отверстия 4 могут частично или полностью закрываться посредством структуры 5 («затеняться»). Вследствие этого можно оказать влияние на поток прядильного раствора к прядильным пропускным отверстиям 4, отчего предпочтительно толщина структуры 5 выбирается меньшей, чем диаметр прядильных пропускных отверстий 4. Предпочтительно, чтобы размеры прядильных пропускных отверстий 4 соответствовали примерно 150% от толщины структуры 5.

В варианте осуществления по фиг. 3, так же, как и на фиг. 2, схематически представлено, что гидравлическое сопротивление 2 и фильтр 8 образуются посредством решетчатой структуры. Решетка гидравлического сопротивления 2 и решетка фильтра 8 при этом образованы структурами 5 и 5', которые проходят в плоскость чертежа и, например, могут представлять собой проволоку. Перпендикулярно структурам 5 и 5', но в контакте с ними, проходят следующие структуры (не изображены), так что образуется защитная колосниковая решетка. Структуры 5, которые образуют гидравлическое сопротивление 2, могут быть меньше, чем структуры 5', которые образуют фильтр 8. Несмотря на это, именно в упомянутом случае диаметр d₁ пропускных отверстий фильтра 8 может быть меньше, чем диаметр d₂ пропускных отверстий гидравлического сопротивления 2, если структуры 5 фильтра 8 расположены друг к другу ближе, чем структуры 5 гидравлического сопротивления 2. Структуры 5 гидравлического сопротивления 2 и структура 5' фильтра 8 может быть, например, также отдельными проволоками, причем толщина проволоки определяет размер структур 5 и 5'. В варианте осуществления на фиг. 3 толщина структуры 5 выбрана так, что она является существенно меньшей, чем диаметр прядильных пропускных отверстий 4. За счет этого никакие прядильные пропускные отверстия 4 посредством структуры 5 не закрываются полностью. Таким образом, потоку прядильного раствора в ходе процесса прядения не создаются препятствия за счет того, что через закрытые прядильные пропускные отверстия 4 проникает меньше прядильного раствора, чем за то же время через неприкрытые прядильные пропускные отверстия 4.

На фиг. 4 схематически представлено гидравлическое сопротивление 2, которое разорвано примерно по центру. Такое повреждение гидравлического сопротивления 2 может возникать во время процесса прядения в результате того, что гидравлическое сопротивление 2 не выдерживает давления прядильного раствора. При повреждении гидравлического сопротивления 2, как это представлено на фиг. 4, стабилизация процесса прядения и, следовательно, длительно продолжающийся процесс прядения больше невозможны.

На фиг. 5 схематически представлено как, несмотря на очень тонкую и нестабильную структуру 5, может предотвращаться повреждение гидравлического сопротивления 2. Для этого гидравлическое сопротивление 2 опирается на поддерживающую структуру 3. В варианте осуществления по фиг. 5 поддерживающая структура 3 сформирована в виде пластины 3, причем пластина 3 покрывает только краевую зону пластины 6 прядильной фильеры. Прядильные пропускные отверстия 4 не закрываются поддерживающей структурой 3. Гидравлическое сопротивление 2 в этом варианте выполнения изобретения, по меньшей мере, в краевых зонах прилегает к пластине 3. За счет этого напряжение изгиба, которое получается в результате изгибающего момента для гидравлического сопротивления 2, будет меньше, вследствие чего уменьшается опасность повреждения гидравлического сопротивления 2. Поддерживающая структура 3 может быть предусмотрена только в краевой зоне пластины 6 прядильной фильеры, как в варианте выполнения по фиг. 5, или простираться над всем поперечным сечением пластины 6 прядильной фильеры. В последнем случае поддерживающая структура 3 содержит вырезы, причем, поверх прядильных пропускных отверстий 4 предусмотрены вырезы (см. пояснения к фиг. 1). Благоприятным образом прядильные пропускные отверстия 4 также не закрываются поддерживающей структурой 3.

На фиг. 6 схематически представлено приспособление для прядения нитей. Приспособление содержит устройство 1 прядильной фильеры и дополнительные компоненты. Внутри устройства 1 прядильной фильеры находится гидравлическое сопротивление 2, фильтр 8 и пластина 6 прядильной фильеры с прядильными пропускными отверстиями, распределенными в виде полей. В предложенном способе прядильный раствор, перед тем как он подводится к устройству 1 прядильной фильеры, предпочтительно уже профильтрован. Для этого в подводящей трубе предусмотрен дополнительный фильтр 9 грубой очистки. Фильтр 8 в устройстве 1 прядильной фильеры служит в этой конструкции вторым фильтром, причем пропускные отверстия фильтра 8 в устройстве 1 прядильной фильеры могут быть больше, равны или меньше чем пропускные отверстия дополнительного фильтра 9 грубой очистки в подводящей трубе.

Пример

Для процесса прядения используется пластина прядильной фильеры с 2000 прядильными пропускными отверстиями, так, что можно прясть 2000 филаментов. После того, как эти 2000 филаментов коагулируют в коагуляционной ванне, по 1000 филаментов соединяются соответственно в одну нить.

Прядильное приспособление для прядения содержит пластину прядильной фильеры с двумя полями, причем каждое поле содержит по 1000 прядильных пропускных отверстий, и каждое прядильное пропускное отверстие выбрано настолько большим, чтобы сквозь прядильные пропускные отверстия могла проходить сфера с максимальным диаметром 45 мкм. Поверх прядильных пропускных отверстий был расположен фильтр, причем фильтр состоял из проволочной сетки с максимальной толщиной проволоки 70 мкм. Все пропускные отверстия фильтра выбраны такими, чтобы сквозь них могла проходить сфера с максимальным диаметром 15 мкм. Поверх прядильных пропускных отверстий и ниже фильтра расположена поддерживающая структура, которая своей формой похожа на плоское металлическое колесо и не закрывает прядильные пропускные отверстия. Гидравлическое сопротивление располагается на опорной структуре. Гидравлическое сопротивление состоит также из проволочной сетки, причем проволока имеет прочность от 25 мкм. Пропускные отверстия гидравлического сопротивления выбраны настолько большими, что через них может проходить сфера с максимальным диаметром 25 мкм. Расстояние между опорной структурой и прядильными пропускными отверстиями составляет 5 мм.

Ниже прядильных пропускных отверстий расположена коагуляционная ванна, причем, расстояние между прядильными пропускными отверстиями и коагуляционной ванной (так называемый воздушный зазор), составляет 6 мм.

В качестве прядильного раствора использовался оптически анизотропный прядильный раствор из поли(пара-фенилентерефталамида) с концентрацией полимера 19,89%, разведенного в 99,8% серной кислоте. Температура прядильного раствора составляет 86°C. После того как прядильный раствор проходил сначала фильтр, затем гидравлическое сопротивление и в конце прядильные пропускные отверстия, в воздушном зазоре филаменты удлинялись на 12,3 раза. Вытянутые филаменты достигали затем коагуляционной ванны. Глубина водной коагуляционной ванны с концентрацией серной кислоты 10% составила 12 мм и имела температуру 5°C. Затем филаменты промывали (деминерализованная вода), нейтрализовали (0,73% NaOH в воде), снова промывали (деминерализованная вода) и высушивали при температуре 165°C. После этого филаменты наматывали со скоростью намотки 300 м/мин.

Тонкость филамента нитей, полученных этим способом и при помощи этого устройства, соответствовала 0,475 дтекс, прочность составляла 2740-2820 мН/текс, предельное удлинение 3,4-3,5% и модуль упругости от 108-110 ГПа. Титр нитей каждой нити составляет 475 дтекс. Полученные данные определены в соответствии со стандартом ASTM D-885.

Список ссылочных позиций

1 прядильная фильера

2 гидравлическое сопротивление

3 поддерживающая структура/пластина

4 прядильное пропускное отверстие

5 структура гидравлического сопротивления 5' структура фильтра

6 пластина прядильной фильеры

7 распорка

8 фильтр

d₁ диаметр пропускного отверстия фильтра

d₂ диаметр пропускного отверстия гидравлического сопротивления.

Изобретение относится к технологии получения филаментных нитей из пара-ароматического полиамида. Оптически анизотропный арамидный прядильный раствор фильтруют через фильтр с пропускными отверстиями внутри устройства прядильной фильеры и экструдируют внутри устройства прядильной фильеры через множество прядильных пластин и воздушный зазор с вытягиванием и сбором в водяной коагуляционной ванне. Прядильный раствор в устройстве прядильной фильеры подают через средство гидравлического сопротивления к прядильным пропускным отверстиям. Средство гидравлического сопротивления расположено ближе к прядильным пропускным отверстиям, чем фильтр. Средство гидравлического сопротивления и фильтр расположены на расстоянии друг от друга. Применение изобретения обеспечивает предотвращение обрывов филаментов во время прядения и повышение прочности волокон. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 пр.

1. Способ получения филаментной нити из ароматического полиамида, при котором оптически анизотропный арамидный прядильный раствор фильтруют посредством фильтра (8) с пропускными отверстиями внутри устройства (1) прядильной фильеры и экструдируют через множество прядильных пластин фильеры (4) внутри устройства (1) прядильной фильеры, причем экструдированный анизотропный арамидный прядильный раствор пропускают через воздушный зазор, при этом вытягивают и собирают в водяной коагуляционной ванне, отличающийся тем, что оптически анизотропный арамидный прядильный раствор в устройстве (1) прядильной фильеры подается через средство гидравлического сопротивления (2) к прядильным пластинам (4), причем средство гидравлическое сопротивление (2) располагают ближе к прядильным пластинам (4), чем фильтр (8), и средство гидравлического сопротивления (2) и фильтр (8) располагают на расстоянии друг от друга.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фильтр (8) и средство гидравлического сопротивления (2) содержат пропускные отверстия, причем пропускные отверстия фильтра (8) меньше, чем пропускные отверстия средства гидравлического сопротивления (2).

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что размеры пропускных отверстий фильтра (8) настолько велики, что через эти отверстия может проходить сфера с максимальным диаметром x мкм, и, причем, размеры пропускных отверстий средства гидравлического сопротивления (2) настолько велики, что сфера с максимальным диаметром Y мкм может проходить через эти отверстия, причем x<Y.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что диаметр прядильных пластин (4) так велик, что сфера с максимальным диаметром z мкм может проходить через эти прядильные пластины (4), и при этом размеры прядильных пропускных отверстий средства гидравлического сопротивления (2) настолько велики, что через отверстия средства гидравлического сопротивления может проходить сфера с максимальным диаметром Y мкм, причем z≥Y.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что прядильные пластины (4) имеют диаметр от 30 мкм до 70 мкм.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что прядильные пластины (4) имеют диаметр от 40 мкм до 50 мкм.

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что размер пропускных отверстий средства гидравлического сопротивления (2) настолько велик, что через эти отверстия могут проходить сферы с максимальным диаметром от 5 мкм до 70 мкм.

8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что размер пропускных отверстий фильтра (8) настолько велик, что через пропускные отверстия фильтра (8) могут проходить сферы с максимальным диаметром от 1 мкм до 30 мкм.

9. Филаментная нить из пара-ароматического полиамида, полученная способом по п.1, имеющая титр по меньшей мере 300 дтекс и прочностью по меньшей мере 2700 мН/текс, состоящая из пучка филаментов с титром филамента от 0,8 до более чем 0,3 дтекс.

10. Филаментная нить по п.9, отличающаяся тем, что ее прочность составляет по меньшей мере 2750 мН/текс, и титр филамента составляет от 0,6 до 0,4 дтекс.

11. Материал, содержащий полиамидную филаментную нить по п.9 или 10, причем материал пригоден для устойчивого к пробиванию изделия, такого как защитный жилет, защитную куртку, шлем, обшивку транспортных средств или облицовку зданий.

12. Устойчивое к пробиванию изделие, содержащее полиамидную филаментную нить по п.9 или 10, причем устойчивое к пробиванию изделие представляет собой защитный жилет, защитную куртку, шлем, обшивку транспортных средств или облицовку зданий.