Способ и устройство для изготовления пряжи или нитей из стеклянных волокон Советский патент 1940 года по МПК C03B37/00 

При изготовлении пряжи или нитей i из стеклянных волоко-н последние с I трудом поддаю-гся крутке, так как ; вслед ствие высокой упругости волокон : и малого коэфициента трения между j гладкими поверхностями нить стремится к раскручиванию.

Это обстоятельстве не только затрудняет изготовление нитей, но и значительно снижает прочность изготовленных нитей.

При предлагаемом способе и устройстве с целью устранения означенных недостатков подлежащие окручиванию волокна подвергаются нагреванию до температуры, соответствующей началу перехода стекла в пластичное состояние, flo ниже температуры спекания частиц стекла, после чего пряжу или нити охлаждают перед на|Матыванием на щпулю.

Означенное нагревание можно произво дйть как в процессе крутки, так и после нее.

Способ осуществляется посредством устройства, выполненного в форме обычного крутильного прибора, д;о или после которого установлена нагреваемая камера, разделенная на секции с индивидуальной регулировкой температуры для равномерного нагревания стеклянных волокон.

Вместо нагревательной камеры при нагревании более толстых пучков пряжи последние могут быть проводимы с постоянной скоростью через ряд горелок, отстоящих друг от друга на равных или постепенно увеличивающихся расстояниях щирина пламени которых может быть уменьшена к концу ряда.

Кроме того предлагается производить нагревание волокон или изделий из них посредством проводки через них газа, нагретого до требуемой температуры перехода стекла в пластичное состояние или несколько превыщающей ее.

На чертеже фиг. 1 изображает схему устройства для осуществления предлагаемого способа изготовления пряжи или нитей из стеклянных волокон, фиг. 2 и 3 - то же в другой форме выполнения.

Способ изготовления пряжи или нитей из стеклянных волокон заключается в том, что скручивание стеклянного волокна производится при температуре, Соответствующей «ачалу перехода стекла в пластичное с.остоядИе, но ниже температуры сйекания частиц стекла.

Этот процесс может быть осуществлен на устройстве, изображенном на фиг. 1.

Стеклянные волокна или пряди их 1, проходя через очко 2, со-адиняются в прядь ИЛИ; нитку 3. Прядь или нитка 3 делает один или несколько оборотов вокруг ролика 4 обычного крутильного прибора, свободно вращающегося во втулке 5, принудительно вращающейся в .подшипниках 6. Пройдя через канал втулки 5, прядь наматывается на шпулю 7.

На участке пути от очка 2 до ролика 4 волокна или пряди №х в процессе их скручивания проходят через нагревательную камеру 8, могущую состоять из нескольких секций, где нагре1ваются до требуемой Температуры, а по выходе из печи проходят через охлаждающую камеру 9, через которую может просасываться воздух) требуемой температуры, 1чем и регулируется скорость охлаждения; или на пути от очка 2 до ролика 4 тепловая обработка не производится, а нагревательная 8 и охлаждающая 9 камеры устанавливаются за втулкой 5 ролика 4 на пути между роликом 4 и шпулей 7.

При скручивании стеклянных волокон вслед за их вытягиванием, без промежуточной перемотки, применение описанного способа термической фиксации крутки встречает затруднение вследствие высоких скоростей движения волокон, необходимых для процесса вытягивания волокон из расплава. При таких скоростях порядка нескольких десятков метров в секунду, прогрев прядей волокон на коротком отрезке пути трудно осуществим из-за недостаточной скорости теплопередачи. Поэтому приходится либо вести скручивание на холоду с последующей фиксацией крутки пропуском пряди через нагревающее устройство в процессе перемотки с малой скоростью, либо отказаться от кручения волокон в непрерывном процессе с вытягиванием их и вести скручивание при повыщенной температуре лишь в процессе перемотки из крученых волокон с малыми скоростями. И то и другое нежелательно, так как вводит лищнюгс операцию, отличающуюся к тому же пониженной производительностью.

Устранение недостатка достигаете прогреванием волокон непосредственно вслед за их вытягиванием, но еще до собирания их в пучок. Вследствие весьма большой относительной поверхпости (к объему) отдельных волокон к отсутствия экранирующего действия их друг на друга, препятствующего восприятию лучистой энергии частые волокон, а также вследствие отсутствия тонких воздущных слоев между волокнами, затрудняющих теплопередачу от горячего газа, раздельно движущиеся волокна успевают прогреваться при практически приемлемых размерах нагревающих устройств даже при больших скоростях вытягивания.

Осуществляется это при помощи устройства, в котором из ванны 11 с расплавом (фиг. 2) стеклянные волокна вытягиваются посредством обрезиненных тянущих валиков 12 и. пройдя через щель в отражающем щите 13, нагревательную камеру 14 разделенную на ряд секций с самостоятельной регулировкой температуры в каждой, и через щель в отражательном щите 15, пропускаются через свободно вращающиеся нажимные валики 16 посредством протягивания тянущими валиками 17. Оси валиков If смонтированы на принудительно вра щающейся трубке 18.

Пучок волокон, обогреваемый ш участке между валиками 12 с неподвижными осями и валиками 16, ос} которых вращаются в плоскости, перпендикулярной к оси пучка, скручивается при пластичном состоянии стек ла. Изменяя скорость вращения трубк 18, можно регулировать степень крутки.

Между трубкой 18 и тянущими валиками 17 имеется расстояние, достаточное для охлаждения скрученное нити ниже температуры пластичности стекла, вследствие чего на этом отрезке пути происходит надежная фиксация крутки.

Остывая, нить сматывается на щпулю 19. При работе на очень высоки)

скоростях вытягивания для прогрева волокон нагревательная камера 14 потребовалась бы все же большей длины. Этого можно избежать, производя вытягивание и скручивание волокон не последовательно, а одновременно - в одном процессе, что позволит использовать тепло вытягиваемых волокон и, следовательно, снизит длину пути дополнительного обогрева. С этой целью нагревательная камера 14 помещается непосредственно под ванной 11 (фиг. 3), тянущие же валики 12 исключаются, и функция их переносится на тянуогие валики 17.

Описанный способ пропуска волокон непосредственно через нагревательную камеру пригоден, преимущественно, для отдельных волокон или для пучков, состоящих из очень малого числа волокон. Более толстые пучки и прижа, вследствие плохой теплопроводности, перегреваются с поверхности до плавления.

Этого можно избегнуть, если быстро пропустить пучок волокон, нить или ткань последовательно через длинный ряд отдельных небольших пламен, разделенных равными или все увеличивающимися промежутками, достаточными для передачи тепла от поверхностных слоев к глубине за время прохождения данного участка изделия от пламени к пламени.

При применении этого приема нагревание осуществляется быстро, с максимальной физической возможной скоростью, но с поверхности волокна не оплавляются. Еще лучший результат получается, если при этом ширина пламени от начала ряда к концу его постепенно уменьшается.

При нагревании тканей, ниток и трикотажа из стеклянного волокна для термической фиксации приданных им изгибов, или для придания им формы, или рельефных узоров при температуре начала перехода стекла в пластичное состояние, опасность перегрева поверхности при нагреве пламенем особенно велика, а пользование ваннами из расплавов солей не всегда удобно.

Для этого служит прием выполнения описанного способа, допускающий быстрый нагрев и гарантирующий от

перегревания поверхности. Он состоит в том, что через обрабатываемое изделие, движущееся в виде полотнища, а также в виде отдельных отрезков, на закопченой или графитизированиой сетчатой ленте конвейера или неподвижной, с большой скоростью проводится горячий газ, например, воздух, гфедварительно нагретый до требуемой рабочей температуры изделия или несколько выше, например, на 50- 100 сверх этой температуры. Предмет изобретения.

1.Способ изготовления пряжи или нитей из стеклянных волокон, отличающийся тем, что подлежащие скручиванию волокна в процессе или после крутки подвергают нагреванию до температуры, соответствующей началу перехода стекла в пластичное состояние, без спекания волокон, после чего пряжу или нити охлаждают перед наматыванием на шпулю.

2.Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено в форме обычного крутильного прибора, до или после которого установлена нагревательная камера 8.

3.Форма выполнения устройства по п. 2, отличающаяся тем, что нагревательная камера разделена на секции, имеющие индивидуальную регулировку температур.

4.Прием выполнения способа по п. 1, о т л и ч а ю щ я и с я т€М, что, с целью нагревания волокон или изделий из них до температуры, соответствующей началу перехода стекла в пластичное состояние, волокна или изделия из них проводят с постоянной скоростью через ряд пламен, отстоящих друг от друга на равных или постепенно увеличивающихся расстояниях, и ширина которых может быть уменьшена к концу ряда.

5.Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что для нагревания стеклянных волокон или изделий из них до температуры начала перехода стекла в пластичное состояние, через волокно или изделия из них проводят газ, нагретый до требуемой температуры изделия или несколько превышающий ее, например, на 50- 100.

/ /

5

/ t

|///Я

fTm iJ