Способ изготовления непрерывной нити - RU2108986C1

Описание

Изобретение относится к области производства нитей и более точно касается способа изготовления непрерывной нити, образованной множеством непрерывных волокон, по меньшей мере часть из которых покрыта специальной смесью в жидком состоянии, которая определенным образом реагирует на облучение ее ультрафиолетовыми лучами.

Способ с успехом может быть применен в технологических процессах изготовления композитной или смешанной нити, образованной волокнами из различных термопластичных материалов.

Данный способ позволяет изготавливать непрерывную нить, образованную по меньшей мере частично моноволокнами, предназначенными для армирования или усиления тех или иных материалов, таких, как, например, стекловолокна.

В настоящее время известны способы пропитки прядей или ткани на основе нитей стекловолокна специальной смесью, определенным образом реагирующей в том случае, когда эта смесь подвергается облучению ультрафиолетовыми лучами. Подобный способ нитей или изделий из них описан, в частности, в FR, N 2336776 и FR, N 2382079.

В соответствии с описанным в упомянутых публикациях способом прядь стекловолокон, сматываемая с катушки, пропускается через ванну с особой реактивной смесью перед тем, как эта прядь протягивается параллельно электронной лампе или трубке, испускающей ультрафиолетовое излучение.

С целью обеспечения необходимых условий для осуществления полимеризации и структурирования упомянутой выше смеси, пропитывающей прядь волокон, скорость перемещения этой пряди в зоне действия источника ультрафиолетового излучения должна быть относительно небольшой, что снижает производительность технологического процесса.

Описанный выше, так называемый, непрямой способ ультрафиолетовой обработки пропитанного волокна может иметь практическую ценность только в том случае, когда ограничение скорости перемещения этого пропитанного волокна, связанное с необходимостью экспонирования пропитывающего материала в ультрафиолетовых лучах, может рассматриваться в качестве несущественного недостатка по сравнению с получаемыми в данном конкретном случае преимуществами. При этом речь идет о скорости перемещения, не превышающей одного метра в секунду.

Иная ситуация может иметь место в, так называемом, прямом способе, когда упомянутая выше специальная смесь наносится на поверхность волокна непосредственно в процессе изготовления нити из стекловолокна и где скорость перемещения этой нити, составляющая многие метры в секунду, определяется специфическими особенностями самого способа изготовления этой нити.

Способ подобного типа используется, например, для получения оптического волокна. Каждое оптическое волокно вырабатывается путем механического вытягивания конца предварительно подготовленной и размягченной путем разогрева заготовки. С момента своего формирования оптическое волокно должно быть защищено от воздействия влаги и любых механических, химических и прочих воздействий, которые могли бы вызывать появление тех или иных дефектов на поверхности этого волокна. Для осуществления такой защиты на поверхность оптического волокна наносится специальная смесь, обеспечивающая формирование сплошной защитной оболочки.

Сразу после нанесения такого защитного покрытия упомянутое оптическое волокно подвергается облучению ультрафиолетовыми лучами, испускаемыми одним или несколькими источниками такого излучения, располагающимися вдоль траектории движения упомянутого выше волокна перед его наматыванием на катушку. Скорость вытягивания оптического волокна при осуществлении описанной выше технологии нанесения защитного покрытия может достигать величин, составляющих от 5 до 10 м/сек, и с учетом того обстоятельства, что толщина наносимого на поверхность волокна слоя смеси, чувствительной к воздействию ультрафиолетового излучения, не так уж мала, скорость полимеризации используемой в этом случае смеси должна быть достаточно высокой. В состав такой смеси, удовлетворяющей описанным выше условиям, входят весьма дорогостоящие составляющие, и работа с такой смесью в ряде случаев требует применения специальных мер безопасности. Подобный способ описан, например, в патенте US, N 4099837.

В области применения и технологии стекловолокна, предназначенного, в частности, для армирования или усиления органических материалов известен способ изготовления непрерывной нити, включающий формирование множества волокон вытягиванием их из одного или нескольких расплавленных термопластичных материалов, вытекающих из отверстия по крайней мере одного вытяжного устройства, нанесение на поверхность по крайней мере части волокон специальной смеси в жидком состоянии, способной реагировать под воздействием ультрафиолетового облучения, соединение этих волокон по крайней мере в одну нить, облучение нити ультрафиолетовыми лучами и наматывание нити на вращающийся барабан.

Такой способ выработки стекловолокна описан в европейском патенте за номером EP, N 243275.

Этот способ, как и все прямые способы получения покрытых оболочкой того или иного состава волокон находит применение, поскольку он позволяет получить конечную продукцию. Однако дополнительный этап этого способа является весьма дорогостоящим с точки зрения затрачиваемого на него времени, материалов и пространства.

Кроме того, прямые способы получения покрытого оболочкой волокна, обладают следующими недостатками.

Скорость вытягивания моноволокон, которая обычно оказывается значительно более высокой, чем скорость вытягивания оптических волокон, упомянутых выше, требует использования в подобном технологическом процессе покрывающих смесей с предельно высокой реактивностью, т.е. с высокой скоростью полимеризации под действием соответствующего ультрафиолетового облучения.

В то же время, используемые выше в упомянутом технологическом процессе один или несколько источников ультрафиолетового излучения могут настраиваться таким образом, чтобы ультрафиолетовое излучение фокусировалось на траектории движения обрабатываемой нити в некоторой достаточно узкой зоне. При этом процесс полимеризации и/или структурирования смеси, покрывающей поверхность нити, будет проходить регулярно и равномерно в той мере, в какой волокно или нить в процессе своего движения не будет отклоняться от этой упомянутой выше достаточно узкой зоны интенсивного облучения. Однако при высоких скоростях движения моноволокно или нить могут подвергаться вынужденному вибрационному перемещению, которое может заставить это волокно или нить несколько отклониться от этой зоны. что, в свою очередь, может привести к изменению степени преобразования упомянутой выше смеси на некоторой части нити или моноволокна, наматываемых на катушку после ультрафиолетовой обработки.

Кроме того, вибрация нити в процессе движения может порождать локальное и мгновенное расслоение моноволокон или групп волокон в зоне ультрафиолетового облучения. По меньшей мере частичная полимеризация и/или структурирование в процессе такого возможного расслоения нити не позволяет получить нить, целостность и однородность характеристик которой является постоянной по всей ее длине.

В основу изобретения поставлена задача создать способ изготовления непрерывной нити, который позволял бы покрывать нить смесью, характеризующейся существенно более низкой реактивностью под действием ультрафиолетового облучения, чем реактивность подобных смесей, которая обычно требуется при использовании известных прямых способов изготовления подобной нити, и при этом позволял бы получать нить с достаточно однорядными и равномерными характеристиками по всей длине нити.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления непрерывной нити, включающем формирование множества волокон вытягиванием их из одного или нескольких расплавленных термопластичных материалов, вытекающих из отверстий по крайней мере одного вытяжного устройства, нанесение на поверхность по крайней мере части волокон специальной смеси в жидком состоянии, способной реагировать под воздействием ультрафиолетового облучения, соединение этих волокон по крайней мере в одну нить, облучение нити ультрафиолетовыми лучами и наматывание нити на вращающийся барабан, согласно изобретению облучают полученную намотку нити ультрафиолетовыми лучами в процессе операции наматывания нити.

Возможно формировать множество непрерывных волокон путем механического вытягивания множества струек по меньшей мере двух различных термопластичных материалов в расплавленном состоянии, вытекающих из отверстий по меньшей мере двух различных вытяжных устройств, на поверхность волокон одного из материалов наносить специальную смесь в жидком состоянии, способную реагировать под воздействием ультрафиолетового излучения, различные волокна соединять для образования смешанной нити, нить наматывают на вращающийся барабан и получаемую таким образом намотку в процессе ее формирования подвергать ультрафиолетовому облучению.

Возможно также по меньшей мере в одну нить соединять множество непрерывных стеклянных волокон, получаемых при помощи механической вытяжки струек расплавленного стекла, вытекающих из отверстий фильер вытяжной доски, нагретой при помощи эффекта Джоуля, и множество непрерывных волокон, образованных путем механического вытягивания струек органического термопластичного материала, выдавливаемого через отверстия фильер, специальную реактивную смесь наносить на поверхность стеклянных волокон, эти стеклянные волокна соединять с упомянутыми выше волокнами органического материала для формирования смешанной нити и намотку этой нити на вращающийся барабан в процессе вращения барабана подвергать ультрафиолетовому облучению.

Возможно, наконец, формировать множество непрерывных волокон путем механического вытягивания множества струек расплавленного стекла, вытекающих из по меньшей мере одного вытяжного устройства или одной вытяжной доски, разогретых при помощи эффекта Джоуля, на поверхность упомянутых выше стеклянных волокон наносить специальную смесь, способную реагировать соответствующим образом под воздействием ультрафиолетового облучения, и этот процесс осуществлять перед соединением упомянутых выше стеклянных волокон по меньшей мере в одну нить, после чего упомянутую выше нить наматывать на вращающийся барабан и намотку или обмотку в процессе формирования на упомянутом выше барабане подвергать облучению ультрафиолетовыми лучами.

Целесообразно обмотку из нити на вращающемся барабане в процессе ее формирования подвергать непрерывному и однородному ультрафиолетовому облучению в зоне, простирающейся на всю длину участка обмотки в процессе ее формирования.

Желательно, обмотку из упомянутой выше нити наматывать на вращающийся барабан, приводимый дополнительно в колебательное движение вдоль своей оси, и эту обмотку периодически подвергать воздействию ультрафиолетового излучения.

Предпочтительно расстояние между источником ультрафиолетового излучения и поверхностью обмотки из нити в процессе ее формирования поддерживать постоянным на протяжении всего процесса наматывания нити.

Предпочтительно также количество энергии, получаемое обмоткой нити на вращающемся барабане регулировать в зависимости от скорости нарастания этой обмотки.

Целесообразно волокна покрывать смесью, имеющей степень преобразования больше 60%.

Желательно, чтобы потери при прокаливании нити не превышали 3%.

Возможно использовать стеклянные волокна с таким числом и/или диаметром, чтобы стеклянные волокна составляли 10-90% нити.

Предпочтительно нить формировать из волокон, содержащих волокна из органического материала, выбранного из группы полипропиленов, полиамидов или полиэфирных соединений.

Способ, осуществленный в соответствии с настоящим изобретением, позволяет получить существенные преимущества по сравнению с известным прямым способом, что видно из приведенного ниже сравнительного анализа.

В соответствии с известным прямым способом полимеризация смеси с реактивными свойствами осуществляется на поверхности нити путем ее облучения ультрафиолетовыми лучами, испускаемыми одним или несколькими источниками, располагающимися параллельно траектории движения этой нити. При высоких скоростях формирования упомянутой выше нити, вполне обычных для технологических процессов промышленного получения, так называемого, армирующего или подкрепляющего стекловолокна и составляющих, например, 50 м/сек, время ультрафиолетового облучения каждого данного участка нити будет составлять примерно 0,015 сек при расположении трех источников ультрафиолетового излучения в линию при том, что каждый источник содержит трубку длиной 25 см.

При той же скорости формирования нити среднее время ультрафиолетового облучения этой нити в процессе формирования упомянутой выше обмотки составляет примерно 0,5 сек при использовании только одного источника ультрафиолетового излучения, направленного на наружную поверхность этой обмотки.

Весьма существенное увеличение продолжительности ультрафиолетового облучения нити, которая может достигать несколько секунд, предоставляет возможность изменить условия производства для прямого способа в значительных пределах.

Таким образом, по сравнению с известным прямым способом и благодаря использованию предлагаемого изобретения появляется возможность при данной скорости формирования нити применять упомянутую выше смесь для покрытия этой нити, обладающую существенно меньшей реактивностью. Эта возможность значительно расширяет область пригодных для применения в рамках предлагаемого изобретения химических структур упомянутой выше реактивной смеси.

Таким образом, те или иные вещества, реактивность которых расценивается как недостаточная для того, чтобы войти в состав упомянутой выше смеси, используемой в известных разновидностях прямого способа, теперь благодаря предлагаемому изобретению становятся вполне пригодными для использования в том же самом качестве. Это преимущество можно считать существенным в той мере, в какой, в частности, эти упомянутые выше вещества оказываются совместимыми с теми или иными материалами, подлежащими армированию или укреплению упомянутыми выше нитями, обработанными упомянутой выше смесью. В этой связи можно упомянуть, например, мономеры уретан-моноакрилатов, которые вполне совместимы с материалами типа полиамидов.

В той мере, в какой предлагаемое изобретение дает возможность использовать менее реактивные смеси, эти специальные смеси могут быть более экономичными или менее дорогостоящими, чем аналогичные смеси, используемые в настоящее время при реализации упомянутого выше прямого способа. Например, вещества-фотовозбудители (термин, который охватывает как семейство веществ-фотоинициаторов, т.е. веществ, ответственных за внутримолекулярное расщепление, так и семейство веществ-фотосенсибилизаторов, т.е. веществ, придающих светочувствительность путем активации молекул) могут быть использованы в составе упомянутой выше смеси в существенно меньших пропорциях, чем пропорции этих веществ в аналогичных смесях, используемых в настоящее время при реализации упомянутого выше прямого способа. И это при том, что упомянутые вещества принадлежат к наиболее дорогостоящим компонентам этих реактивных смесей.

Таким образом, вместо фотовозбудителя обычная реактивная смесь предпочтительно будет содержать от 8 до 12% по весу фотоинициатора в тех случаях, когда требуется высокая скорость формирования волокна или нити и/или когда необходима достаточно высокая степень преобразования упомянутой выше смеси. Для аналогичных условий, относящихся к скорости формирования волокна или нити, а также к степени преобразования этой смеси при воздействии ультрафиолетового облучения, упомянутые выше смеси, используемые в рамках предлагаемого изобретения, будут иметь в своем составе всего лишь от 3 до 5% фотоинициаторов.

Необходимо отметить, что, как и в любом процессе полимеризации, достаточно трудно обеспечить степень преобразования реагирующей смеси, превышающую 75%. Тем не менее, важно достигнуть возможно более высокой степени преобразования смеси, поскольку это обстоятельство позволяет существенно улучшить некоторые характеристики обработанного такой смесью волокна или нити. Одной из таких характеристик является, например, прочность нити на разрыв.

В то же время, когда степень преобразования смеси оказывается относительно небольшой, нанесенная на поверхность нити смесь может изменять свои характеристики неконтролируемым образом, что может определяться, в частности, условиями хранения этой смеси. Такие явления могут сопровождаться непредвиденными изменениями свойств покрытой этой смесью нити.

Предлагаемое изобретение благодаря, в частности, увеличению времени ультрафиолетового облучения покрытой упомянутой выше смесью нити позволяет получить весьма высокие и труднодоступные степени преобразования смеси, которые практически недостижимы при использовании прямого способа, где нить подвергается ультрафиолетовому облучению при линейном движении.

Предлагаемое изобретение также дает возможность при использовании смеси с высокой степенью реактивности значительно увеличить скорость вытягивания и формирования нити. Такая возможность позволяет производить продукцию, которая не могла бы быть получена сегодня в рамках известных прямых способов из-за весьма высокой скорости вытягивания нити, которая необходима для получения подобной продукции.

Данное изобретение позволяет также достичь более высоких скоростей вытягивания нити, чем скорости этого процесса, достижимые в рамках известного прямого способа по другим соображениям. Действительно, в соответствии с этим известным способом стабильность нити в зоне полимеризации достигается с тем большим трудом, чем выше скорость вытягивания этой нити, чем и обуславливается отмеченный выше недостаток этого известного прямого способа.

Предлагаемое изобретение устраняет недостатки, связанные с вибрацией нити в процессе ее движения в той мере, в какой ее ультрафиолетовое облучение осуществляется, когда эта нить только что уложена в обмотку и когда расстояние между наружной поверхностью этой обмотки из упомянутой выше нити в процессе ее формирования и источником ультрафиолетового излучения является строго определенным. Эти обстоятельства позволяют получить нормальную нить, покрытую упомянутой выше специальной смесью, степень преобразования которой под воздействием ультрафиолетового облучения остается постоянной и неизменной по всей длине этой нити.

Данное изобретение позволяет также существенно упростить конструкцию технологических установок, которые обеспечивают применение упомянутого выше прямого способа.

Таким образом, в случае применения известного ранее прямого способа полимеризация реактивной смеси может быть проведена в более благоприятных условиях путем увеличения числа источников ультрафиолетового излучения, что позволяет увеличить интенсивность упомянутого выше излучения путем концентрации этих источников излучения в одном месте либо увеличить продолжительность времени ультрафиолетового облучения нити путем последовательного линейного размещения этих источников излучения. В аналогичных условиях применения (тот же состав используемой смеси, та же скорость вытягивания нити и т.д. ) предлагаемое изобретение дает возможность обеспечить эквивалентную степень преобразования смеси при использовании одного единственного источника ультрафиолетового излучения. Этот источник располагается параллельно оси вращения барабана, на который наматывается обмотка из нити. При этом упомянутый выше источник оборудуется эллиптическим или параболическим отражателем в зависимости от желаемого характера фокусирования ультрафиолетового излучения на поверхности упомянутой выше обмотки из нити.

Источник ультрафиолетового излучения может быть оборудован трубкой, длина которой выбирается таким образом, чтобы обеспечить облучение обмоткой постоянно по всей ее протяженности (по всей ее высоте). Такой источник может быть использован для обмоток с прямыми боковыми поверхностями.

Источник ультрафиолетового излучения может быть также оборудован трубкой, длина которой меньше полной высоты обмотки Это относится, в частности, к случаю, когда обмотка имеет большую высоту и эта обмотка формируется на вращающемся барабане, который, кроме того, совершает колебательные движения в направлении, перпендикулярном нити. В этом случае источник ультрафиолетового излучения удерживается напротив зоны наматывания нити и облучает периодически обмотку, уже выстроенную из расположенных рядом друг с другом витков.

Очевидно, что имеется возможность использовать несколько источников ультрафиолетового излучения, трубки которых располагаются параллельно оси барабана, на который наматываются витки обмотки. Излучение, испускаемое этими источниками, может сходиться к одной и той же зоне поверхности упомянутой выше обмотки или направляться в различные зоны этой поверхности. Описанные выше возможные варианты практической реализации предлагаемого изобретения еще больше расширяют возможности регулирования процесса изготовления упомянутой выше нити.

В некоторых случаях ультрафиолетовое облучение витков обмотки должно осуществляться в некотором замкнутом пространстве, которое позволяет создать и поддерживать в зоне облучения атмосферу нейтрального газа, такого, например, как азот, или удалить озон, выделяющийся при облучении в присутствии воздуха.

В то же время, существенное увеличение продолжительности облучения нити позволяет уменьшить мощность излучения источников ультрафиолетовых лучей, особенно, когда речь идет об облучении нити в атмосфере нейтрального газа.

Наконец, в некоторых случаях вполне возможно достижение необходимой степени преобразования смеси и без непременного размещения упомянутой выше нити в атмосфере нейтрального газа.

Вообще говоря, для нити, содержащей относительно низкий весовой процент реактивной смеси, одно облучение витка обмотки позволяет достигнуть степени преобразования смеси, достаточной для исключения существенного слипания витков нити в упомянутой выше обмотке. Для обеспечения высокого процентного содержания реактивной смеси в составе нити по весу скорость вытягивания нити обычно уменьшается и вибрации, которым подвергается нить в процессе своего движения, становятся пренебрежимо малыми.

Кроме того, высокое процентное содержание смеси придает нити превосходную сплоченность и когезию. В этих условиях рекомендуется подвергать нить перед ее наматыванием на барабан облучению ультрафиолетовыми лучами по меньшей мере от одного облучателя с тем, чтобы вызвать начало полимеризации и/или структурирования смеси перед контактом упомянутой выше нити с уже сформированными витками обмотки. Такая операция исключает склеивание витков нити между собой, которое делает обмотку непригодной для дальнейшего использования. После выполнения упомянутой выше операции более полная полимеризация может быть осуществлена благодаря ультрафиолетовому облучению витков обмотки. В целом потери при прокаливании, определяющие упомянутое выше весовое процентное содержание реактивной смеси в составе нити, не превышает 3%. При процентном содержании смеси, превышающем эту величину, риск склеивания витков нити между собой становится существенным.

Способ в соответствии с предлагаемым изобретением будет лучше понят благодаря приведенному ниже подробному описанию этого изобретения, проиллюстрированному чертежом.

На чертеже представлен вид спереди на схематически показанную установку, позволяющую практически реализовать предлагаемое изобретение.

Эта установка содержит блок фильер или вытяжное устройство 10, изготовленное обычно из металлического сплава и нагреваемое при помощи эффекта Джоуля. Это вытяжное устройство предназначено для расплавления твердого стекла или поддержания в расплавленном состоянии уже разжиженного стекла, поступающего в упомянутое выше устройство из источника (на чертеже не показано).

На днище вытяжного устройства 10 располагается большое число отверстий, которые могут продолжаться (или не продолжаться) трубками 11 весьма малого диаметра. Из этих отверстий или продолжающихся их трубок вытекают струйки расплавленного стекла. Затем эти струйки механическим образом вытягиваются с тем, чтобы образовать непрерывные волокна 12.

Волокна 12, образующие по меньшей мере одну веерообразную пелену, поступают в устройство пропитки или обмазки 13, где они покрываются реактивной смесью. Это устройство пропитки или обмазки 13, конструкция которого хорошо известна специалистам, состоит из аппликатора, оснащенного войлочным или фетровым наконечником, постоянно увлажняемым выше реактивной смесью при помощи насоса-дозатора.

Покрытые таким образом реактивной смесью волокна 12 собираются затем в единую нить 14 благодаря специальному органу, в качестве которого может быть использован, например, собирающий шкив или ролик 15. Полученная таким образом нить направляется затем при помощи по меньшей мере одного направляющего органа, например ролика 16, в нужную сторону перед наматыванием этой нити на вращающийся стержень или барабан 17. Этот стержень или барабан приводится во вращение специальным двигателем, закрепленным на не показанном на данном чертеже основании. Упомянутая выше нить 14 наматывается в форме обмотки 18 из отдельных витков на этот вращающийся стержень или барабан благодаря специальному органу 19 распределения упомянутой выше нити, например спирали скрещивания.

Нить 14, когда она входит в контакт с обмоткой 18, подвергается воздействию ультрафиолетового облучения благодаря устройству, обозначенному позицией 20. Это устройство включает излучающую трубку 21, которая может характеризоваться высоким, средним или низким внутренним давлением и возбуждается посредством электродов или микроволн. Излучающая трубка может быть активирована редкими газами или металлическими галлоидными соединениями и должна выбираться главным образом в соответствии со своим спектром излучения.

Спектр излучения применяемого ультрафиолетового излучателя, как и физико-химическая природа и состав различных компонентов, образующих реактивную смесь, а также количество энергии, получаемое упомянутой выше обмоткой, представляют собой факторы, выбор которых позволяет обеспечить требуемую степень преобразования смеси.

Параболический отражатель 22 устанавливается позади излучающей трубки 21 и предназначен для фокусирования ультрафиолетового излучения в определенной зоне поверхности обмотки 18. Система, объединяющая излучающую трубку и отражатель, устанавливается в корпусе 23, жестко связанном с основанием 24 посредством скользящего стержня 25. Этот скользящий стержень позволяет обеспечить первоначальную регулировку расстояния между излучающей трубкой 21 и поверхностью вращающегося стержня или барабана 17. В тех случаях, когда требуемая степень преобразования реактивной смеси является весьма высокой, это расстояние поддерживается постоянным на протяжении всего процесса наматывания нити. В тех же случаях, когда требуемая степень преобразования смеси не превышает примерно 90%, желательно выдерживать постоянным расстояние между поверхностью обмотки в процессе ее формирования и ультрафиолетовым излучателем или изменять во времени количество энергии, получаемое упомянутой выше обмоткой. В первом из отмеченных выше случаев ультрафиолетовый излучатель может быть установлен на специальном рычаге, перемещение которого в направлении удаления от оси вращающегося стержня или барабана 17 управляется следующей системой. Во втором случае количество энергии может регулироваться системой шторок, управление закрытием которых осуществляется в зависимости от скорости нарастания обмотки. Параметры излучающей трубки 21 выгибаются таким образом, чтобы обмотка в процессе формирования подвергалась непрерывному и однородному ультрафиолетовому облучению, распространяющемуся в зоне, которая простирается на всю длину обмотки.

Время, в течение которого нить подвергается ультрафиолетовому облучению, представляет собой функцию формы обмотки, т.е. некоторым образом функцию параметров выбранного органа распределения нити на упомянутой выше обмотке, а также функцию скорости наматывания нити и ширины зоны облучения.

Это время может быть отрегулировано в зависимости от требуемой степени преобразования смеси, степени, которая зависит от последующего практического применения получаемой нити.

Таким образом, при прочих равных условиях это время может быть увеличено или уменьшено путем расширения или сужения зоны облучения при помощи специальной системы подвижных шторок, размещаемых на ультрафиолетовом излучателе и определяющих степенью своего открытия фактическую ширину зоны ультрафиолетового излучателя.

Приведенный ниже сравнительный пример позволит лучше понять преимущества предлагаемого изобретения по сравнению с уже известным прямым способом, в соответствии с которым нить подвергается ультрафиолетовому облучению при ее расположении в линию.

Изготовление нити в соответствии с известным способом.

Стеклянная нить изготавливается при помощи вытяжного устройства или блока фильер из платинородиевого сплава, нагреваемого с помощью эффекта Джоуля и снабженного 408 отверстиями. Стекло, поступающее в вытяжное устройство, имеет состав, включающий главным образом кремний, окись алюминия, оксиды щелочноземельных элементов, например, известь и, возможно, магнезия, борный ангидрид. Этот тип стекла обычно используется под названием "стекло Е".

Реактивная смесь наносится на стеклянные волокна в процессе их вытягивания посредством специального аппликатора, снабженного войлочным или фетровым наконечником.

На траектории своего движения стеклянная нить последовательно подвергается между двух направляющих органов ультрафиолетовому облучению, обеспечиваемому тремя излучающими устройствами, установленными в днище в линию одно за другим. Каждое излучающее устройство снабжено трубкой с парами ртути длиной 25 см и мощностью в 120 Вт/см длины трубки, обеспечивает фокусировку ультрафиолетовых лучей на зоне прохода нити.

Нить, образованная всеми 408 волокнами со средним диаметром 9 микрометров, имеет текстильный номер 68 текс. Орган распределения нити при ее намотке на катушку был выбран таким образом, чтобы обеспечить намотку с прямыми боковыми сторонами.

Изготовление нити в соответствии с предлагаемым изобретением.

Нить изготавливается при помощи аналогичного предыдущему случаю вытяжного устройства, куда поступает то же самое стекло при тех же самых условиях. Обмотка, выполняемая так же с прямыми боковыми сторонами, подвергается ультрафиолетовому облучению с помощью излучающего устройства, снабженного трубкой с парами ртути длиной 40 см и мощностью 30 Вт на сантиметр длины трубки. Параболический отражатель размещается позади трубки.

Смесь, наносимая на обе нити, имеет следующий состав, вес.%:
Стеарат изобутила - 4,25
Силиконакрилат (известный на рынке под названием Эбекрил 1360 и продаваемый фирмой Унион Шимик Бальж) - 14,25
Карбонатдиакрилат (продаваемый под названием Антикрил CL 993 фирмой Харкрос) - 14,25
N-винилпирролидон - 33,25
Этоксилированный триметилолпропантриакрилат (продаваемый под названием SR 454 фирмой Крэй Валла) - 19,00
1-гидроксигексил фенилкетон (продаваемый под названием Иргакюр 184 фирмой Сиба-Джейджи) - 10,00
Этоксилированный триметоксилан (продаваемый под названием Силан V 5889 фирмой Унион Карбид) - 5,00
Потери при прокаливании для обеих нитей составляют величину порядка 1%.

Прочность на растяжение для каждой из упомянутых нитей была измерена на образцах длиной 15 см, подвергающихся растяжению со скоростью 400 мм/мин.

Средняя прочность на разрыв при растяжении составила соответственно 1237 МПа для нити, подвергавшейся линейному ультрафиолетовому облучению, и 1650 МПа для нити, полученной в соответствии с предлагаемым изобретением.

Этот пример приведен здесь только в качестве иллюстрации и не представляет собой какого-либо ограничения.

Предлагаемое изобретение применимо и к нитям, изготовленным из стекла других типов, в частности, стекла известных составов, способного придать получаемой из него нити превосходные механические, химические и диэлектрические свойства. Таким образом, предлагаемое изобретение применимо к нитям, получаемым на основе стекла, содержащего в качестве основных компонентов кремний, окись алюминия, известь и магнезию, как, например, стекло, известное под названием "стекла R" или содержащего в качестве основных компонентов кремний, окись алюминия и магнезию, как, например, стекло, известное под названием "стекла S".

Предлагаемое изобретение применимо, в частности, к нитям, получаемым на основе стекла, известного своей химической прочностью в сильно щелочных средах. В данном случае речь идет о нитях, поступающих в продажу под маркой "Семфил". Основными компонентами материала для изготовления этих нитей являются кремний, окись циркония и щелочные окислы.

Предлагаемое изобретение применимо также к нитям, изготовленным из стекла, содержащего более 90% по весу кремния и борного ангидрида и известного своей низкой диэлектрической постоянной и малым значением тангенса угла потерь. Такое стекло известно под названием "стекло D".

И, наконец, предлагаемое изобретение применимо к смешанным нитям, полученным, например, путем соединения волокон стекла E и волокон из органических термопластичных материалов. Такая нить изготавливается непосредственно, например, в соответствии со способом, описанным в заявке на патент EP, N 367661. В нити подобного типа количество и/или диаметр стеклянных волокон, входящих в ее состав, таковы, что эта нить содержит от 10 до 90% по весу этих стеклянных волокон. Упомянутый выше органический термопластичный материал, выдавливаемый через фильтры и вытягиваемый в моноволокна, выбирается обычно среди полипропиленов, полиамидов или сложных полиэфирных соединений.

Реферат

Изобретение касается изготовления непрерывной нити, покрытой специальной смесью, взаимодействующей с ультрафиолетовым излучением. Сущность изобретения состоит в формировании множества непрерывных моноволокон путем механического их вытягивания из множества струек термопластичного материала или материалов в расплавленном состоянии, изливающихся из отверстий по меньшей мере одного соответствующего устройства, в нанесении на поверхность по меньшей мере части моноволокон некоторой смеси в жидком состоянии, способной реагировать под воздействием ультрафиолетового излучения перед соединением этих моноволокон по меньшей мере в одну нить, в наматывании упомянутой нити витками на вращающуюся катушку и в облучении этих витков ультрафиолетовыми лучами в процессе наматывания нити. 11 з.п.п ф-лы, 1 ил.

Формула