149084. lajstromszámú szabadalom • Eljárás viszkózusan rugalmas polimérek fonására

2 149.084 és 1,0 mm között, a furatok hossz/átmérő viszonyának értéke pedig 1,1 és 30 között lehet. A találmány különösen az izotaktikus «-olefinpolimerek, mint pl. a legalább 1 határviszkozitásértékű polipropilén, továbbá a polisztirol és a polietilén fonása esetén biztosít lényeges előnyöket. Amikor a megolvadt viszkózusán rugalmas polimer kilép a fonófúvóka furatából, az oszlopban észrevehető mértékű nyújtásnak vetjük alá. A fonás e szakasza különösen kényes, minthogy ettől függ a szál egyenletessége és folytonossága. Annak a lehetősége, hogy a szálat - az oszlopban nyújtásnak vessük alá, nyilvánvalóan bizonyos tényezőktői függ, milyen tényezők pl. a polimerminősége és az áramlási sebesség. Az áramlási sebességeket általában a kívánt termelés mértéke szabja meg, míg a hőmérséklet felső határa a polimer tulajdonságaitól (pl. annak hővel szembeni stabilitásától) függ. A fúvóka furatának geometriai dimenziói olyan, eddig elhanyagolt tényezőt képeznek, amelynek viszkózusán rugalmas polimerek esetében számottevő jelentősége lehet. Megfelelő átmérőjű és/vagy megfelelő hosszúságú furatokkal ellátott fonófúvókák alkalmazásával a viszkózusán rugalmas polimerek olyan feltételek mellett is fonhatok, amelyek esetében a fonás a szokásos fonófúvókák használata mellett nem lenne elvégezhető. Az alábbiakban közelebbről fogjuk ismertetni a találmányt és a vele kapcsolatos elméieteket; ennek során a csatolt rajzokra támaszkodunk. E rajzok közül az 1. és 1'. ábra az eddig szokásos ío.nófúvőka keresztmetszetét ill. felülnézetét, a • 2. és 2'. ábra pedig a találmány szerinti fonófúvóka keresztmetszetét ill. felülnézetét mutatja; a 3. és 4. ábrán grafikonok láthatók, amelyeken a szál fanalf inam-sági száma az áramlási sebességgel van grafikusan szembeállítva, az 5. és 6. ábra a fonófúvóka egy furatának keresztmetszeti ábrázolása, a 7. ábra az alábbiakban meghatározandó V'" kritikus, gradiensnek a hőmérséklettel való grafikus szembsállását szemlélteti, a 8. ábra pedig a polimer lebonthatóságnak grafikus ábrázolása. Az 1. és 1'., valarriint a 2. és 2'. ábrán (1) a fonófúvóka furatának átmérőját, (2) a belépőnyílást, (3) a furat hosszát, (4) a középpont helyzetét és (5) ismét a belépőnyílást jelöli. A könnyebb megérthetőség céljából tételezzük fel, hogy valamely polimer a termikus lebontás lehetősége miatt nem engedi meg a Tm

hőfoknál nagyobb hőmérsékletek alkalmazását. Ez szükségszerűen korlátozást jelent az oszlopba« való nyújtás tekintetében, ez a korlátozás azonban a szál fonalfinomsági száma tekintetében túlságosan korlátozó jellegű lehet. Már most azt találtuk, hogy a fonófúvóka geometriai jellemzőinek megfelelő megválasztása segítségével ez a korlátozás bizonyos határok között elkerülhető és így lehetőség nyílik elfogadható fonalfinomsági számú szálak előállítására. Nyilvánvalóan annál könnyebben állíthatunk elő kis finomsági számú szálat, minél kisebb a fonófúvóka átmérője. Ez a .megoldás azonban nem minden esetben alkalmazható, minthogy ehhez gyakran túlságosan nagy nyomásokra lenne szükség és a kisajtolt termékben — amint ezt a későbbiek során látni fogjuk —''egyenetlenségek lépnének fel. Ezzel szemben sokkal kevésbé kézenfekvő az a lehetőség, hogy azáltal állítsunk . elő kis finomsági számú szálakat,. hogy csupán nagyobb hosszúságú furatokkal ellátott, fonófúvőkákat alkalmazunk. A 3. ábrán Denier-fokokban adjuk meg azokat a legkisebb fonalfinomsági számokat, amelyeket egy nagymolekulájú polimer 320 C° hőmérsékleten, háromfajta egyenlő átmérőjű fonófúvóka alkalmazásával történő fonása útján nyerhetünk; ezeket az ordinátára felvitt értékeket az abszciszszára g/min-ben felvitt áramlási sebességek függvényeként ' ábrázoltuk. Az (1) görbe olyan fonófúvóka alkalmazására vonatkozik, amelyben a furatok hossza egyenlő azok átmérőjével; a (2) görbe olyan fúvókára vonatkozik, amelyben a furatok hossza az átmérő hatszorosa; a (3) görbe olyan fonófúvóka alkalmazását szemlélteti, amelyben a furatok hossza az átmérő húszszorosának felel meg. Ezekből a görbékből világosan látható, hogy egy 9 den. finomságú fonal előállításához — minthogy a 320 C° hőmérséklet nem léphető túl — olyan fonófúvóka alkalmazásra van -szükség, amelyben a furat hossza a furat átmérőiének húszszorosa. A 4. ábrán látható grafikon hasonló a 3. ábra-; hoz, csupán olyan átlagos molekulasúlyú polimerre vonatkozik, amelynek fonása 200 C° hőmérsékleten történik. Tekintsünk most egy olyan polimert, mint pl. egy átlagos molekulasúlyú polipropilént, amelynek fonása olyan hőmérsékleten hajtható végre, mely hőmérséklet lehetővé teszi a kívánt fonalfinomsági szálnak az eddig szokásos fonófúvókák alkalmazása melletti elérését. A kétféle típusú fonófúvókával kapott szálakat Uster-készülékben hasonlítottuk össze egyenletességük szempontjából és azt találtuk, hogy a rövid furatú pl. eddig szokásos kivitelű fúvókákkal kapott szálak átlagos szabálytalansága 10—15°, ezzel szemben a hosszú furatú (pl. a találmány szerinti) fonófúvókákkal előállított szálak esetében az átlagos szabálytalanság mindössze 1—4%. Az a lehetőség, hogy hosszú furatú fonófúvókák, alkalmazása útján javítsuk a szálak egyenletességét, illetőleg,'' hogy ilyen módon kisebb fonalfiriomsági számú szálakat állítsunk elő kizárólag a viszkózusán rugalmas folyadékot képező polimerek jellemző sajátsága. A viszkózusán rugalmas folyadékok, egy furaton való keresztülsajtolásuk' esetén olyan kisajtolt szálat adnak, amelynek átmérője nagyobb annak a furatnak az átmérőjénél, amelyen keresztül kisajtolva készítettük a szálat;, az átmérőnek ez a megnövekedése számottevő mértékű is lehet. Kimutattuk, hogy az átmérőnek ez a megnövekedése a furat hosszának megnövekedésével csökken. Ezeket a kísérleti adatokat a viszkózusán rugalmas folyadékoknak a klsajtolás folyamata alatt tanúsított magatartása alapján magyarázhatjuk meg. Ha tényleges nyújtásnak azt a viszonyt tekintjük, amely a nyújtatlan kisajtolt termék kereszt-