Способ получения штапельного волокна Советский патент 1983 года по МПК C03B37/04 

Изобретение относится к изготовлению, волокон и может быть использо вано в производстве теплоизоляционных строительных материалов, в частности для получения штапельного волокна из силикатного расплава. Известен способ получения штапел нот о волокна из сипикатного расплав путем его подачи во вращающуюся чашу с перфорированной боковой стекхо экструзии расплаВ( через отверстия под действием центробежной силы и последующего раздува волокна потоко раскаленного энергоносителя 13. Данный способ характеризуется хрупкостью и недостаточной механиче кой прочностью волокна, что снижает его теплоизоляционные свойства. Наиболее близким к предложенному является способ получения волокна из расплава путем экструзии последнего через отверстия в боковой стен ке вращающейся пустотелой чаши с последующим воздействием на образую щиеся волокна тангенциально направленными струями энергоносителя 2. Известный способ позволяет получать спирально закрученные волокна, однако в виду различной тангенциаль ной скорости по сечению струи волок на получаются с различным радиусом закручивания или вообще закручивают ся на всей длине;, в местах соприкосновения струи возможно образование корольков, что в итоге снижает теплойзоляиионные и прочностные свойства полученного волокна Цель изобретения - повышение теплоизоляционных и прочностных свойств волокна за счет равном- рного закручивания волокон по всей длине. Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения штапельного волокна из расплава путем экструзии последнего через отверстия в боковой стенке вращающейся пустотелой чаши с последующим воздействием на образующиеся волокна струями энергоносителя, в расплав вязкостью 10 - 20 П вводят и равномерно распределяют в нем частицы . ферромагнитного порошка с размером частиц 3-6 мкм в количестве 5-15% к объему расплава, а в момент экстру зии на образующиеся волокна воздействуют вращающимся магнитным полем напряженностью 20-70 Э, причем одна из составляю1цих вектора напряженности магнитного поля направлй ш по окружности, а другая перпендикулярна направлению вылета волокон из отверстий чаши. На чертеже изображена схема устро ства для получения волокна сО1 ласно предложенному способу. На схему нанесены линии вектора напряженности вращающегося магнитного поля и траек тории полета частиц волокна после взаимодействия с магнитным полем. Устройство для получения штапельного волокна содержит вращающуюся чашу 1 с перфорированной боковой стенкой, обогреваемой 1знутри газовой горелкой 2, кольцо 3 с кольцевыми щелями для подачи энергоносителя холодного возлуха, систему электромагнитов 4, создающих вращающееся магнитное поле и шахту 5 для приемки волокна. Получение волокна согласно предложенному способу осуществляют следующим образом. Силикатный расплав вязкостью 1020 П подают в чашу 1 в виде струи с лотка вагранки или из фидера ванной печи. Образующиеся при вращении чаши волокна с ферромагнитными частицами попадают в зазор между электромагнитами 4, которые стздают вращающееся магнитное поле, придающее волокнам спиралевидную форму, затем волокна резко охлаждают потоком холодного воздуха, подаваемого вентилятором в специальное кольцо 3 с щелью, расположенное выше фильерной чаши 1. Тем же воздушньии потоком волокно транспортируют в шахту 5 для приемки волокна. Пример . Перед подачей расплава с лотка вагранки или из фидера ванной печи во вращающуюся чашу, в него предварительно вводят ферромагнитный порошок в количестве 5 15% к объему расплава и тщательно перемешивают до получения однородного :состава. Перемешивание ферромагнитных частиц и расплава можно осуществлять в специальном обогреваемом питателе. Расплав подают во вращающуюся чашу в виде струи. Чаша 1 с перфорированной боковой стенкой обогревается изнутри газовой горелкой 2. Вязкость расплава 10-20 П, скорость вращения чаши 3-9 тыс.об/мин. В момент экструзии расплава из чаши на вылетающие волокна воздействуют вращающимся магнитным полем с напряженностью 20-70 Э. При этом одна составляющая вектора напряженности вращающегося магнитного поля направлена по окружности, а другая - поперечный вектор напряженности магнитиого поля, направлена перпендикулярно траектории вылетающих из перфорированных отверстий волокон. Это достигается тем, что в многофазных обмотках одноименные фазы питающей сети смещены на 180°. Взаимодействие двух вращающихся полей, равных по величине и имеющих одинаковую частоту вращения, на сдвинутых друг относительно друга на 180, с ферромагнитными частицами, содержащимися в вылетающих волокнах, и придает волокнам спиралевидную форму. При этом

составляющая векторе напряженности магнитного поля, направленная по окружности и создава мая верхней многофазной обмоткой, тангенциально воздействует на вылетающее волокно в одном направленииf а составляющая вектора напряженности -магнитного поля, создаваемая НИ): ней многофазной обмоткой, тангенциально воздействует на вылетающее волокно в протвоположном направлении из-за сдвига одноименных фаз на поперечный вектор напряженности магнитного поля также тангенциально воздействует на вылетающие волокна, но в направлнии , перпендикулярном составляквдим вектора напряженности,.направленным по окружности. Суммарное взаимодействие составляющих вектора напряженности вращающегося магнитного поля с ферромагнитньали частицами, находящимися, в волокне, и придает вылетающему волокну спиралевидную форму.

При этом сила воздействия вращающегося магнитного поля на ферромагнитные частицы, находящиеся в волокне, подбирается таким образом, чтобы она была одного порядка с величиной центробежной силы, воздействухицей на волокно в момент вылета его из перфорационных отверстий чащи, что достигается подбором напряженности вращающегося магнитного поля одного порядка с напряженностью

поля центробежных сил. Под напряженностью поля центробежных сил следует понимать отношение величины центробежной силы к величине массы вылетаю:.его волокна. Образуюшчеся при вращении чаши и при взаимодействии с вращающимся магнитным полем волокна резко охлаждают потоком холе, дного воздуха, подаваемого вентилятором в специальное кольцо 3 с

0 щелью, расположенное за многофазными обмотками выше фильерной чаши 1. Тем же воздухом спиралевидное волокно транспортируют в шахту 5 с приемно-формирующим конвейером.

Таким образом, предложенный спо5соб получения штапельного волокна позволяет придать волокнам спиралевидную форму и равномерно закручивать волокна по всей длине, что улучшает теплоизоляционные свойства и-качество

0 волокна.

Такое волокно, имея высокую механическую прочность, не слеживается, а изделит и материалы, изготовленные из него,не слоятся. Его можно исполь5зовать, например, для получения материала типа войлока, например, путем воздействия высокочастотным электромагнитным полем на ферромагнитные частицы в волокна, в местах 0 их расположения происходит локг1льный нагрев вещества волокна, что приводит к слипанию отдельных волокон в местах соприкосновения. .

СПСГСОВ ПОЛУЧЕНИЯ ШТАПЕЛЬНОГО ВОЛОКНА из расплава путем экструзии последнего ерез отверстия в боковой стенке вращакицейся пустотелой чаши с послелукяцим воздействием на обра- . зующиеся волокна струями энергоносителя, отличающийся тем, что, .с целью повышения теплоизоляционных и прочностных свойств волокна за счет равномерного закручивания волокон по всей длине, в расплав вязкостью 10 - 20 П вводят и равномерно распределяют в нем частицы ферромагнитного порошка с размером частиц 3-6 мкм в количестве 5 -15% к объему расплава,а BI момент экструзии на образующиеся волокна воздействуют вращающимся магнитным полем напряженностью 20 - 70 Э, причем одна из составлякжшх вектора напряженности магнитного поля направлена по окружности, а другая перпендикулярна направлению вылета волокон из отверстий чаши. л