Устройство для изготовления волокнистых нетканых материалов

(71) Заявитель Институт механики металлополимерных систем Академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт механики метал-л рлополиьгхерньш систем Академии наук Бела руси(ВУ)Устройство для изготовления волокх-шстых нетканых материалов, содержащее экструдер с распылительной головкой, снабженной фильерой для выдавливания расплава, источник сжатого газа, соедгшенный с ним канал подачи сжатого газа в распьшительную головки и транспор- тер для осаждения волокон, установленный напротив распылительной головки, отдшчалощееся д тем, что оно допошштельно содержит генератор аэрозоля, сообщающийся с каналом подачи 2 сжатого газа в распылительную головку, корпус, герметично закрепленный на экструдере, с полостью, охватывающей отверстия фильеры и перекрывающейся сепротивоположной ей стороны транспортером, выполненным в виде газонепроницаемойчленты, и насос для газов, вход которого соединен с полостью корпуса, а выход - с генератором аэрозоля.Изобретение относится к технологии экструзионного формования волокнистых полимерных материалов с помощью устройств, обеспечивающих распыление потоком газа вьщавленноге через фильеры расплава полимера.Известно устройство 1 для получения нетканого волокнистого материала, состоящее из экструдера, фильерная головка которого соединена с источником сжатого воздуха, а напротив головки установлена формообразующая подложка. При работе устройства волошта расштава, вьщавливаемыс через фштьеру, увлекаются воздушным потоком, вытягиваются и осаждаются на подложке.Недостаток такого устройства состоит в отсутствии конструктивных элементов, позволяющих модифицировать волокна полимерного расплава вне экструдера.Прототипом изобретения является установка 3 для получения нетканных полимерных материалов фирмы Райфенхойзер (Германия). Она состоит из экструдера с фильерной головкой, снабженной каналами для охлаждающего и транспортИРУЮЩего полимерные волокна потоков воздуха, движущегося транспортера, на который осаждаются волокна, и устройства для отсоса через транспортер отработанного воздуха.- система воздействия воздушных потоков на волокна негерметична и не позволяет модифицировать материал токсичными, воспламеняющимися, взрывоопасными и т.п. веществами- модификаторы волокон обязательно должны быть подвергнуты переработке в экструдере совместно с полимерным материалом.Задачи, на решение которых направлено заявляемое изобретение1) расширение возможностей технологического воздействия на полимерные волокна веществами, находящимися в любой фазе2) обеспечение безопасного осуществления процесса при использовании в качестве модификаторов волокон (растворители, наполнители, покрытия и т.п.) веществ, которые при контактировании с расплавом полимера в окислительной среде инициируют возгорание,взрыв, отравление атмосферы и другие реакции, ухудшающие условия труда. Поставленные задачи достигаются тем, что известное устройство для изготовлеъшя воловшистьтх нетканых полимерных материалов, содержащее экструдер с распылительной головкой, снабженной фильерой для выдавливания расплава, источник сжатого газа,соединенный с ним канал подачи сжатого газа в распылительную головку, и транспортер для осаждения волокон, установленный напротив распылительной головки, дополнено следующими конструктивными элементами. Устройство дополнительно содержит генератор аэрозоля, сообщающийся с каналом подачи сжатого газа в распылительную головку, корпус,герметично закрепленный на экструдере, с полостью, охватывающей отверстия фильеры и перекрьгвающейся с противоположной ей стороны транспортером, вьшолненным в виде газонепроницаемой ленты, и насос для газов, вход которого соединен с полостью корпуса, а выход - с генератором аэрозоля.Сущность изобретения состоит в- герметизации объема, в котором происходит распыление полимерного расплава и его осаждение на транспортер- использовании для распыления расплава не просто сжатого газа, а аэрозоля, т.е. дисперсных систем, состоящих из твердых частиц или капель жидкости, находящихся во взвешенном состоянии в газовой среде- создании замкнутой системы циркуляции аэрозоля генератор - головка - полость корпуса - насос - генератор.На фиг.1 приведен конструктивный вариант осуществления устройства. Оно состоит из экструдера 1 с фильерной головкой 2, к которой подведен канал 3. Последний идет от источника 4 сжатого газа и сообщается с генератором 5 аэрозоля, в качестве которого можетбьггь использован, например, вибро-вихревой аппарат псевдоожиженном слоя или термо механическая аэрозольная установка. На экструдере герметично закреплен полый корпус б,противоположный торец которого перекрыт газонепроницаемой лентой 7 транспортера. На торце корпуса устроены камеры наддува 8, соединенные с источником сжатого газа. Полость корпуса 6 соединена с генератором 5 аэрозоля каналами 9 и 10, на которых установлены, соответственно, нагнетательный 11 и всасывающий 12 насосы.Устройство работает следующим образом. После включения экструдера 1 через фильерную головку 2 продавливаются волокна полимерного расплава. Поток газа из источника 4 поступает в генератор 5 и по каналу 3 транспортирует аэрозоль в зону выдавливания расплава в головке 2. Волокна подхватываются потоком, вытягиваются, диспергируются и в виде факела 13 газо-аэрозольно-полимерной смеси, сформированного в полости корпуса 6, осаж ВУ 1592 С 1даются на поверхности ленты 7. После включения транспортера на ленте непрерывно формируется слой 14- волокнистой полимерной массы, который после охлаждения отделяют от ленты и сматывают в рулон.Волокна полимерного расплава, контактируя с дисперсионной фазой аэрозоля, модифицируются и приобретают новые свойства. Для увеличения времени контактировать можно дополнительно подавать аэрозоль из генератора 5 в полость корпуса б по канату Ю с помощью нагнетательного насоса 11. Отработанный аэрозоль по каналу 9 с помощью всасывающего насоса 12 возвращается в генератор 5. Чтобы уменьшить утечку модификатора из корпуса, подают сжатый газ в камеры наддува 8. Избыток газа отсасывается из полости корпуса насосом 12.С помощью предложенного устройства можно использовать для модифицирования волокнистого материала сублимирУЮЩиеся вещества, растворители и Пластификаторы полнмеров, являющиеся токсичными, взрывоопасными или горючими веществами. В этомслучае в качестве распыляющего агента целесообразно применятьинертные газы. Наличиезамкнутой системы циркуляции модификатора обеспечивает безопасные условия эксплуатации устройства и экологическую чистоту производства при работе с самыми вредными и опасными веществами.Заказ 3521 Тираж 20 экз. Государственный патентньпй комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скоринь 1, 66.