149892. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés polimer szilárd anyagok fonható olvadékká való feldolgozására
2 149.892 ben a fentiek szerint szükséges, hogy a megmunkálásra kerülő nagyfokú polimerek teljes menynyiségét egyenletesen azonos hőfokon és mindig azonos ideig tartsuk megolvadt állapotban. Ennek az időtartamnak azonos hőmérséklet mellett a lehető legkisebbnek kell lenni, és mindenek előtt meg kell akadályozni, hogy az olvadék belsejében levő hőmérsékletnél nagyobb hőmérsékletek lépjenek fel a fűtőberendezés felületén. Ez azonban azt jelenti, -hogy az olvasztási folyamatnak nagyon gyorsan, túlhevülés veszélye nélkül kell végbemenni, és az olvadéknak folyamatosan és megszakítás nélkül kell a fonószivattyúhoz folyni. Azonban az olvadéknak a szükséges hőfokhatárok közötti rövid állási idejéhez az szükséges, hogy az olvadékot megszakítás nélkül — a csövekben végbemenő áramlásokhoz hasonlóan — vezessük tovább. Azt találtuk, hogy az előbbiek során vázolt hátrányok kiküszöbölhetők, és hogy az, említett követelmények betarthatok akkor, ha az ismertetett csőröstély helyett olvasztőaknát használunk. Az olvasztó-aknát nagyfrekvenciás elektromos feszültség rákapcsolásával fűtjük (2. ábra). Az olvasztóakna fűtése céljából az aknát két egymással szemben levő, hosszú és egymástól elszigetelt, elektromos kondenzátorként működő fémlappal béleljük ki. Egyes -esetekben szükség lehet ami, hogy elektromos kondenzátorként egy további fémlap-párt is építsünk be, különösen akkor, ba rövid olvasztási időt akarunk elérni. A szükséges hőmennyiségei nagyfrekvenciás elektromos váltakozó mező segítségével vezetjük be. A dipol-mozgások következtében fellépő veszteségek és az egyszerű vezetési veszteségek hatására a termék maga melegszik fel úgy, hogy a kívülről való fűtéseknél tapasztalható hőmérséideigradiensék és a külső felületek által okozott túlbevülések nem jöhetnek létre. A kondenzátorlapokat és a berendezés más alkatrészeit, mint pl. az olvasztóiakna falait, külső fűtéssel az olvadék hőmérsékletével azonos hőmérsékleten kell tartani, minek eredményeként sugárzási hőveszteségek nem lépnek fel, és ezért az olvasztott anyagot nem szükséges túlhevíteni. Az olvasztóaknával való olvasztási eljárás előnyei még jelentősebbekké válnak, ha a beadagolt szeletkéket előzőleg pl. örvénylőimozgás közben forró nitrogénnel a lágyulási hőmérséklethez közel eső hőfokra melegítjük fel. Ekkor az olvasztóaknába már csak elektromos mezővel kell az olvasztáshoz szükséges hőmennyiséget bevezetni. Ekkor az is lehetséges, hogy az olvadékot előre meghatározott mértékig az olvadási hőmérséklet fölé is hevítsük. Az olvasztóakna felső nyílásán keresztül beadagolt szeletkék azért süllyednek lefelé, mert a keletkezett olvadékot folyamatosan visszük el az olvasztóakna aljáról. A szeletkék az elektromos erőtérben a dielektromos veszteségek olvasztják, és ezután az olvasztóakna alsó részén tökéletesen megolvadnak, és a íonószivattyúk segítségével közvetlenül a fonóiéje'kbe nyomhatók. Mivel azt nem lehet mindig elkerülni, hegy az olvadékba meg nem olvadt szeletke is jusson, ezért előnyös, ha az olvasztó és felhevítő zóna közé egy elektromosan szigetelt szitát építünk be az olvasztóaknába. A terméknek folyamatos továbbvezetésekor az áramlási viszonyok ugyanolyanok, mint az ideális áramlású csövekben, úgyhogy ilyen módon nagyon keskeny tartózkodási időspektrum keletkezik, azaz minden anyagrészecske közel azonos ideig van olvadt állapotban az olvasztási és fonási műveletek között. A kondenzátorok alakjának és az olvasztóiaknához kapcsolt mezőerősséginek megfelelő megválasztásával az olvasztási időt, és ezzel együtt az olvasztás és a fonás közötti időtartamot nagyon rövidre lehet beállítani, illetve tartani, így egyszerű módon lehet kiküszöbölni a fonni kívánt polimerek polimerizációs fokának változását. Ez poliamidok fonásánál azt eredményezi, hogy a monomer rész jelentősen csökkenthető. Mivel a monomer-visszaalakulás elkezdődésáhez szükséges reakció majdnem arányosan megy végbe az olvadék olvadt állapotban tartózkodási ideje alatt, ezért az olvasztó-akna időtartásra vonatkozó előnyös tulajdonságainak eredményeként olyan terméket lehet gyártani, amelynek minősége sokkal egyenletesebb, mint az olvadórostélyos eljárással előállítottaké. Az alegységenként és termékraennyíség-egyságenként az olvasztóaknában létrejövő hőmennyiség nagyságát a termék mindenkori di.elektrcmos tényezői és .az, uralkodó térerősség szabja meg. Ha az olvasztási folyamat közben a'dielektromos tényezők megváltoznak,, akkor is lehet egyenletes hőmennyiséget kelteni azzal, hogy a lapok távolságának változtatásával a térerősséget a szükségletnek megfelelően állítjuk u... Ha azonban az az1 eset áll elő, hogy a dielektromos tényezők és az anyag tömöttsége az olvasztás folyamán növekednek, akkor az egyenletes hőfelvétel és az olvasztóaknában az állandó átfolyási sebesség betartása érdekében a következőket keli végreh a j t a ni: A lapok szélességét és ezzel egyidejűleg az akna szélességét oly módon kell csökkenteni, hogy az akna belső szabad keresztmetszete kisebb legyen. Ha az az eset következik be, hogy meghatározott okokból átmenetileg a szövőszivattyúk az olvadt anyagból kisebb mennyiséget szállítanak el, akkor természetesen a termék az aknában hoszszabb ideig időzik a fonási művelet előtt. Ekkor túlhevüiési veszély is fellép. A túlhevülés kiküszöbölése érdekében ilyen esetekben a nagyfrekvenciás erőtér feszültségét csökkenteni kell. Ezt pl. azzal érhetjük el, hogy az elfolyó olvadékba az elektromos mező feszültségszabályozójával kapcsolódó terrnoelemet helyezünk el. Példa: Egy 30 gramm percenkénti teljesítményű olvasztórostélyt helyettesítünk egy ugyanilyen teljesítményű olvasztóaknával. Feltételezzük, hogy az anyag lágyuláspontja 170—180 C , és olvadáspontja 225 C°. A fonási hőmérséklet 250 C°. Az olvasztani kívánt anyagszeletkéket örvénylő mozgás közben nitrogénnel 160 C°-ra melegítjük elő, és nagvobh "imú fonófejet előmelegített nyags/ele1 kekkel központi előmelegítő berende-1 i t ' ' f ' f'i / i ni azután az anyagszeletkék' 250 C°~ra való felhevítésére
