Способ получения штапельного стеклянного волокна и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК C03B37/06 

13

3, камеру сгорания 4 дополнительного потока и приемное устройство 5 для штапельного волокна. Элементарные нити диаметром 80-150 мкм вытягивают с помощью механизма вытягивания 2 из фильер стеклоплавильного сосуда 1 и подают в основной газовьй поток, выходящий из камеры сгорания 3, где происходит их нагревание и за счет кинетической энергии газового потока формование штапельных волокон. Далее на сформированные штапельные волокна воздействуют дополнительным газовым потоком, выходящим под углом 45-100 из камеры сгорания 4 в виде сплошной

1

Изобретение относится к производству стеклянного штап.ельного сверхтонкого волокна.

т

Цель изобретения - повышение производительности и снижение количества не в олок нис тых в ключе ний.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1.

Устройство для получения штапельного стеклянного волокна включает стеклоплавильньй сосуд 1, механизм 2 вытягивания элементарных стеклянных нитей, камеру 3 сгорания основного газового потока, камеру 4 сгорания дополнительного потока и приемное устройство 5 для штапельного волокна.

Способ получения штапельного волокна по данному устройству осуществляют следующим образом.

Элементарные нити диаметром 80- 150 мкм вытягивают с помощью механизма 2 вытягивания из фильер стеклоплавильного сосуда 1 и подают в основной газовый поток, выходящий из камеры 3 cгopaшiЯ5 где происходит их нагревание и за счет кинетической энергии газового пртока формование штапельньгк волокон. Далее на сформованные штапельные волокна воздействуют дополни- тельньм газовым потоком, выходящим под углом 45-100 из камеры 4 сгорания, под энергетическим воздействием которого происходит дополнительное

17

плоской струи, давление в котором выдерживают в пределах ,5-10 Па. Отношение давлений дополнительного и основного потоков составляет 0,33 ;

.4,5, отношение расстояния от среза сопла камеры сгорания дополнительного потока до оси основного потока к расстоянию от среза сопла камеры сгорания основного потока до оси дополнительного потока составляет 0,031:4, а

отношение площади щели сопла камеры сгорания дополнительного потока к площади щели сопла камеры сгорания . основного потока - 0,15:2,0, 2 с.п. ф-лы, 3 ил..

утонение волокон диаметром до десятых и. сотых, долей микрона, которое оседает на сетке приемного устройства 5. Расстояние при взаимном расположении камер сгорания дополнительного и основного потоков находится в соотношении 0,03:4, а площади щелей сопл - 0,15:2,0.

Пример 1 . Элементарные; нити

диаметром 100 мкм, вытягиваемые из фильер стеклоплавильного сосуда 1, подают с помощью механизма 2 вытягивания в основной газовый поток, выходящий из камеры 3 сгорания, где

происходит формование штапельных стеклянных волокон, -и которые затем направляются в дополнительный газовый поток, выходящий из камеры 4 сгорания для их вторичного утонения

и получения сверхтонких волокон. Дополнительный поток направлен под уг/ с°

лом 45 к основному газовому потоку. Давление внутри камеры сгорания дополнительного потока составляет 5

10 Па, а соотношение давлений дополнительного и основного потоков равно- 0,33. Отношение расстояние от среза сопла камеры сгорания дополнительного газового потока до оси основного

потока а к расстоянию от среза сопла

камеры сгорания основного потока до оси дополнительного потока Ь равно

0,03, а соотнощение площади щели соп- I- f

ла камеры сгорания дополнительного

3136271

потока к площади щели сопла камеры сгорания основного потока - 0,15.

.Производительность увеличивается в 1,5 раза, качество улучшается. При, этих условиях средний диаметр сверхтонких волокон был в 1,15 раза меньше, чем при формовании штапельного волокна только при помощи одного основного газового потока. При Рд , д

меньше Па и ---«с 0,33 наблюдалось весьма несущественное вторичное утонение штапельного стеклянного

волокна, а при соотношении ,03

В

полностью отсутствовало вторичное утонение вследствие нарушения взаимодействия дополнительного и основного газовых потоков.

Q При ,15 нарушалась нормальная

работа камеры сгорания дополнительного потока, а параметры работы камеры сгорания основного потока обеспечива- ли лишь нормальный процесс первичного формования штапельных волокон.

П р и м е р 2. Элементарные нити диаметром 100 мкм, вытягиваемые из фильер стеклоплавильного сосуда 1, подают с помощью механизма 2 вытягивания в основной газовый поток, выходящий из камеры 3 сгорания, где происходит формование штапельных стеклянных волокон, и которые затем нап- равляются в дополнительный газовый поток, выходящий из камеры 4 сгорания для их вторичного утонения и получения сверхтонких волокон. Дополнительный газовьй поток направлен под углом 100° к основному газовому потоку. Давление внутри камеры сгорания дополнительного потока 4,5- 10 Па, а соотношение давлений дополнительного и основного потока равно 45. Отноше- ние расстояний от среза сопла камеры сгорания дополнительного потока до оси основного газового потока а к расстоянию от среза сопла камеры сгорания основного потока до оси допол- нительного газового потока b равно 4, а соотношение площади щели сопла камеры сгорания дополнительного потока к площади щели сопла камеры сгорания основного потока равно 2. При этих условиях средний диаметр сверхтонких волокон в 1,2 раза меньше, чем при формовании волокна только при помощи одного основного газового потока.

д

5

0

5

0 5 0 5 0 5

74

Производительность увеличивается в 1,7 раза, качество волокон улучша- . ется.

Увеличение давления дополнительного газового потока внутри камеры сгорания свыше 4,510 Па, увеличение

соотношения давлений дополнительного

1 .. - р

и основного газовых потоков --- - 45,

оси

а также увеличение отношения расстояний от среза сопла камеры сгорания дополнительного потока до оси основного газового потока к расстоянию от среза сопла камеры сгорания основного потока до оси дополнительного потока

а .

ч, вследствие недостаточных энер-

в

гетических характеристик обоих газовых потоков, а также их взаимного : расположения, не приводит к сущест- венном-у вторичному утонению волокон и в ряде случаев нарушается стабильность ведения технологического процесса.

Увеличение соотношения -т 2 вследа

ствие уменьшения времени нагрева элементарных нитей в основном газовом потоке нарушает процесс первичного и вторичного утонения в процессе BOJJOK- нообразования, а получаемое сверхтонкое волокно содержит большое количество неволокнистых включений.

Увеличение угла более 100 приводит к деформации основного газового потока, нарушению взаимодействия обоих потоков при волокнообразовании и ведению нормального технологического процесса.

Пр име р 3. Элементарные нити диаметром 100 мкм, вытягиваемые из фильер стеклоплавильного сосуда 1, подают с помощью механизма 2 вытягивания в основной газовый поток, выходящий из камеры 3 сгорания, где происходит формование штапельных стеклянных волокон, и которые затем направляются в дополнительный газовьй поток, выходящий из камеры 4 сгорания для их вторичного утонения и получения сверхтонких волокон. Дополнительный поток направлен под углом 75° к основному потоку. Давление :.- внутри камеры сгорания дополнительного потока составляет Па, а соотношение давлений дополнительного и основного потоков - 6,5. Отношение расстояний от среза сопла

13

камеры сгорания дополнительного пото ка до оси основного газового потока и к расстоянию от среза содла камеры сгорания основного потока до оси дополнительного потока Ь равно 0,33, а соотношение площади щели сопла камеры сгорания дополнительного потока 1с площади щели сопла камеры сгорания

основного потока равно 0,62. При ука-10 ния количества неволокнистых включе

занных вьш1е параметрах средний диаметр штапельного стеклянного волокна после раздува основным газовым потоком 0,23 мкм, а после вторичного утонения при помощи дополнительного газового потока, средний диаметр сверхтонкого волокна уменьшился до 0,15 мкм Таким образом бьшо достигнуто утонение в 1,5 раза, повышение производительности в 1,5-3. раза при хорошем качестве волокна.

Способ.и устройство позволяет получать сверхтонкие штапельные стеклянные волокна средним диаметром О,. 15-0,1 до сотых долей микрона, что позволяет расширить как диапазон вырабатываемых диаметров штапельных волокон, так и создать на Их основе новью ассортимент фильтровальных материалов. Кроме того, данньй способ позволяет значительно увеличить производительность процесса в несколько раз (1,5-3 раза)„

Способ может быть использован для производства супер-, ультра- и микро- тонких волокон и диаметром до 0,25 мкм при этом значительно увеличивается производительность (2-3 раза). Формула изобретения

1, Способ получения штапельного стеклянного волокна из неорганических

расплавов, преимущественно стекла, путем вытягивания нитей из стеклоплавильного сосуда и последукяцего формования штапельного волокна раздувом нитей в скоростном высокотемпературном газовом потоке, отличающийся, тем, что, с целью повышения производительности и сниже

НИИ, полученные штапельные волокна подают в дополнительный поток, выходящий из камеры сгорания, в виде сплошной плоской струи, давление в котором выдерживают в пределах 5 «10 - 4,5-10 Па, а отношение давлений дополнительного и основного потоков 0,,5, при этом угол подачи дополнительного потока по отношению к основному составляет 45-100 .

5

ц

0

0

2. Устройство для получения штапельного, стеклянного волокна из неорганических расплавов, преимущественно стекла, включающее камеры сгорания основного и дополнительного газовьк потоков и механизм вытягивания элементарных нитей для подачи их в основной газовьй поток, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и снижения количества неволокнистых включений, . отношение расстояния от среза сопла камеры сгорания дополнительного потока до оси основного потока к расстоянию от среза сопла камеры сгорания основного потока до оси дополнительного потока составляет 0,03 i 4, а отношение площади щели сопла камеры сгорания дополнительного потока к площади щели сопла камеры сгорания основного потока 0,15 I 2,0.

дидА

Фи.2

биЭб

Составитель Н.Ильиных Редактор М.Товтин Техред Л.Сердюкова Корректор И.Эрдейи

Заказ 6346/16 Тираж 428Подписное

ВНРШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фи.Ъ