Устройство для контролируемого окрашивания химических волокон

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛИРУЕМОГО ОКРАШИВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛОКОН(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Пинчук Леонид Семенович Кузьменкова Наталья Владимировна Сементовская Елена Аркадьевна Гольдаде Виктор Антонович Рак Александр Васильевич Гореленко Александр Яковлевич Плиска Сергей Петрович Губарева Елена Георгиевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для контролируемого окрашивания химических полимерных волокон, содержащее два набора валков с регулируемой скоростью вращения для задания степени вытяжки волокон, достигаемой после их перемещения по валкам, узел окраски волокон,выполненный с возможностью подачи на них поверхностно-активной красящей жидкости,а также узел управления, отличающееся тем, что содержит установленный между указанными наборами валков узел регулирования натяжения волокон, выполненный в виде электромагнитной катушки, сердечник которой установлен с возможностью осевого перемещения и прижима движущихся волокон к неподвижной опоре под действием поступающих на катушку питающих импульсов тока по команде с узла управления, а узел окраски волокон установлен в зоне их схода с последнего валка первого набора. 18346 1 2014.06.30 Изобретение соответствует области технологического оборудования, предназначенного для крашения текстильных материалов жидкими красителями. В текстильной промышленности для окрашивания волокон используются ванны с жидким красителем, которые для ускорения проникновения красителя в пучок волокон выполняют в виде вращающихся цилиндров 1, снабжают соплами, нагнетающими красящую жидкость в свободный объем пучка 2. Устройство 3 реализует парофазный способ крашения, состоящий в переводе порошкового красителя в сублимированное состояние и пропускании волокон через камеру с насыщенным паром красителя. Недостаток этих устройств состоит в том, что с их помощью слой красителя осаждается на поверхности волокон и легко смывается с химических волокон при обработке жидкостями. Чтобы повысить стойкость окраски, химические волокна приводят в контакт с красящей поверхностно-активной жидкостью в процессе вытяжки 4. Тогда на поверхности волокон образуется сеть микротрещин (крейзов), в которые проникает красящая жидкость. Молекулы красителя адсорбируются на свежеобразованных поверхностях крейзов. После окончания вытяжки крейзы закрываются, изолируя окрашенные участки от окружающей среды, и химические волокна приобретают стабильную окраску, стойкую к воздействию агрессивных сред. Прототипом изобретения является установка для крашения нитей 5. Она состоит из узлов подачи нитей, их окраски, сушки и намотки. Узел окраски выполнен в виде двух механически связанных между собой соприкасающихся и вращающихся по направлению движения нити цилиндров, разделенных на ряд отдельных бачков с размещенными по их периферии наконечниками для окрашивания пучка нитей. Недостатки прототипа узел окраски не приспособлен для прерывистой вытяжки волокон с периодическим изменением степени вытяжки устройство не адаптировано для обработки волокон по механизму крейзинга, что не позволяет использовать его для окрашивания волокон и нитей высокотехнологичным и экономически целесообразным методом. Задачи, на решение которых направлено изобретение 1) осуществить окрашивание жидкими красителями волокон из всех полимерных материалов, которые подвержены крейзингу 2) реализовать возможность прерывистого окрашивания волокон, окрашенные участки которых чередуются с неокрашенными 3) производить окрашивание волокон по заданной программе на участках переменной длины. Поставленные задачи решаются тем, что известное устройство для окрашивания химических волокон и нитей, состоящее из двух наборов валков с регулируемой скоростью вращения и узла окраски, содержит новые конструктивные элементы. Узел окраски волокон установлен в зоне их схода с последнего валка первого набора. Между первым и вторым наборами валков установлен узел регулирования натяжения волокон. Он выполнен в виде электромагнитной катушки, которая питается импульсами тока, поступающими от внешнего электрического источника по команде узла управления на основе ЭВМ. В период поступления тока сердечник катушки перемещается в осевом направлении и в одном из крайних положений прижимает движущиеся волокна к неподвижной опоре. В отсутствие тока сердечник отпускает волокна, и они перемещаются валками. Сущность изобретения состоит в следующем. Два набора валков осуществляют равномерную вытяжку волокон со степенью 10, где 0 - минимальная степень вытяжки,при которой в волокнах данного типа происходит крейзообразование. Крейзы возникают в так называемой точке вытяжки, где на волокнах образуется шейка. Эта точка находится на сходе волокон с последнего валка первого набора, куда подается струя поверхностно 2 18346 1 2014.06.30 активной красящей жидкости. Когда сердечникэлектромагнита прижимает волокна к неподвижной опоре, их движение прекращается, и степень вытяжки волокон на участке от точки вытяжки до сердечника уменьшается, т.е. 10. Поэтому в период прижатия волокна не окрашиваются. Когда сердечник отпускает волокна, они вытягиваются со степенью 1 и окрашиваются, поскольку краситель захватывается крейзами. Чередование периодов прижатия и освобождения волокон, задаваемое по определенной программе с помощью ЭВМ, обусловливает прерывистую окраску волокон с окрашенными и неокрашенными участками желаемой длины. Пример конструкции предложенного устройства представлен на фигуре, где приведена его общая схема. Устройство на фигуре состоит из набора валков 1 и 2, вращающихся в одну сторону с частотами 10. Между ними расположен узел регулирования вытяжки волокон, состоящий из электромагнитной катушки 3 с сердечником 4, который может перемещаться в осевом направлении, и неподвижной опоры 5, которой касается пучок 6 волокон, подвергаемых окраске. Над зоной схода пучка 6 с валков набора 1 установлена жидкостная форсунка 7, соединенная с системой нагнетания красящей поверхностно-активной жидкости. Катушка 3 соединена с блоком 8 питания, управляемым ЭВМ. Устройство работает следующим образом. Вращение валков из наборов 1 и 2 перемещает пучок 6 волокон и обусловливает их вытяжку со степенью 10. Включение системы нагнетания красителя в форсунку 7 приводит к образованию струи 9 поверхностноактивной красящей жидкости, которая смачивает волокна в зоне точки вытяжки. Это инициирует образование крейзов и приводит к окрашиванию волокон. Когда в катушку 3 поступает импульс тока от блока 8, сердечник 4 выталкивается из нее и в крайнем верхнем положении, показанном на фигуре, прижимает пучок волокон к опоре 5. В результате степень вытяжки волокон на участке от валков первого набора до сердечника уменьшается до значения 10. При такой степени вытяжки крейзы не образуются, и волокна не окрашиваются. Чередование периодов прижатия волокон сердечником к опоре 5 и их свободного перемещения валками обусловливает образование на волокнах неокрашенных и окрашенных участков. Их длина определяется величиной временных промежутков прижатия и отпускания волокон. Продолжительность этих периодов задается программой, которая реализуется с помощью ЭВМ путем питания катушки 3 импульсами тока определенной длительности, чередующимися с паузами заданной величины. Таким образом можно реализовать любую схему окраски волокон. Таким образом, задачи, поставленные при создании изобретения, решены. Предложенное устройство найдет применение на предприятиях, выпускающих ценные бумаги. Оно позволит изготовителям задавать структуру окрашенных волокон соответственно выбранной системе защиты ценных бумаг. Источники информации 1. Патентная заявка 4952796/12, МПК 06 11/00, 1994. 2. Патентная заявка 95118569/12, МПК 06 3/12, 1997. 3. Пейсахович А.А., Павутницкий В.В. Парофазный способ крашения синтетических швейных ниток и пряжи // Текстильная промышленность. - 2010. -4. - С. 34-36. 4. Патент 2217543, МПК 21 21/40, 21/42 42 15/00 44 1/12, 2003. 5. Патент 2021398, МПК 06 11/00, 1994 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3