170927. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliakrilnitrilszál előállítására
19 170927 20 tációs csévélőgéppel. Az extrudálás megkezdése után a rotációs csévélőgép sebességét fokozatosan növeljük addig a maximumig, amíg a folyamatos szál meg nem szakad. A maximálisan elérhető felcsévélési sebesség 1,16 m/perc ebben az esetben, 5 vagyis a nyújtási arány 1,16 osztva 0,446-tal, azaz 2,6 (260%-os nyújtás). Egy második kísérletben a találmány értelmében eljárva a 13 megszilárdítási kamrát lezárjuk lég- 10 mentesen és 24 bevezető nyíláson telített vízgőzt vezetünk a kamrába mindaddig, míg a nyomás el nem éri a kamrában a 2,67 kg/cm2 értéket, ami megfelel ugyanakkor vízgőz esetében 140C°-nak. Ez a hőmérséklet az extruderben az egyfázisú 15 megolvadt ömledék olvadáspontjánál mintegy 14 G°-kal, míg az adott összetételű polimer-víz keverék minimális olvadáspontjánál (150 C°) mintegy 10 C°-kal alacsonyabb. A többi körülmény egyébként megegyezik az előző kísérletben alkalmazott 20 körülményekkel. Ilyen feltételek mellett az elérhető maximális felcsévélési sebesség 38 méter/perc, ami megfelel 85 értékű nyújtási aránynak (8 500%-os nyújtás). A kapott termék szálanként 15 den finomságú. A felcsévélt terméket ezután 25 nyomás alatt 127 C°-on telített vízgőz hatásának tesszük ki autoklávban, és így fesztelenítjük zsugorodásmentes állapotba hozva a terméket. A den így 19,5 értékre nő, jelezve, hogy mintegy 23%-os összeugrást értünk el. A fesztelenített szál az 30 alábbi fizikai tulajdonságokkal rendelkezik: szálirányú szakítószilárdság szálirányú nyúlás hurok szakítószilárdság hurok nyúlás kezdeti modulus 2. példa 3,5 g/den 43,0% 1,98 g/den 19,0% 58,0 g/den 35 40 Ebben a példában az 1. példában előállított szálaknál finomabb den számú, akrilnitril polimerből készülő szálak ömledékből végzett kialakítását ismertetjük. 45 Az 1. példában ismertetett második kísérletet ismételjük meg, azzal a különbséggel, hogy az egyfázisú megolvadt ömledéknek a fonórózsa nyílásán mérhető átfolyási sebességét 0,792 méter/perc 50 értékre állítjuk be, továbbá a 13 megszilárdítási kamrában a telített gőz nyomását 3.44 kg/cm2 -re növeljük, ami megfelel 147 C° hőmérsékletnek. Ez a hőmérséklet mintegy 7 C°-kal kisebb az extruderben uralkodó hőmérsékletnél és mintegy 3 C°-kal 55 kisebb a feldolgozott polimer-víz keverékből álló egyfázisú megolvadt ömledék minimális olvadáspontjánál, azaz 150 C°-nál. Ilyen körülmények között a maximálisan elérhető felcsévélési sebesség 89 méter/perc, ami megfelel 112-es nyújtási arány- 60 nak (11200%-os nyújtás). A kapott szálak den-értéke 6,4. Látható tehát, hogy a fonórózsa nyílásának egy adott mérete mellett különböző den finomságú szálak extrudálhatók. A találmány szerinti eljárással - a fonórózsa nyílásának nagyságát 65 változtatva - akrilnitril polimer alapú' szálak állíthatók elő 0,5 és 80 közötti, sőt még ennél nagyobb den finomsággal. A összehasonlító példa Az 1. példában ismertetett első kísérletet megismételjük, azzal a különbséggel, hogy a 13 megszilárdítási kamra teljes hosszában fűtőszálat szerelünk fel. Az atmoszférával kapcsolatban álló 13 kamrával és a fűtőszál által a 13 kamrában elérhető mintegy 150 C° hőmérséklettel közel azonos körülményeket biztosítunk, mint a hagyományos, nagy nyújtási arányú, szerves szálak ömledékből végzett szálképzésére ismert eljárások esetében. így az extrudálás eredményeképpen szálszerű anyagot kapunk, amelyen pusztán megszemlélés alapján látható, hogy tele van buborékokkal, nyújtott habra emlékeztetve. A maximálisan elért nyújtási arány nem volt nagyobb, mint az első példában (ahol sem hőkezelést, sem nagynyomású gőzt nem alkalmaztunk), sőt gyakran kisebb volt e nagy mértékben nem egyenletes minőségű anyag szálszakadása következtében. Ez a kísérlet tehát bizonyítja, hogy csak a megemelt hőmérséklet a nyomás alatt tartott, ömledékképződést elősegítő adalékanyag hatása nélkül nem eredményez a találmány értelmében elérhető extrém magas nyújtási arányt, sőt könnyen degradálódó termék képződik. B összehasonlító példa Az 1. példában ismertetett második kísérletet megismételjük, azzal a különbséggel, hogy a 13 kamrába nyomás alatt gőz helyett szobahőmérsékletű nitrogéngázt vezetünk be. Amikor a nitrogéngáz nyomása eléri a 3,94 kg/cm2 értéket, és a fonórózsa nyílásán áthaladó egyfázisú ömledék lineáris sebessége 0.634 méter/perc. az előállított egyenletes minőségű szál maximálisan elérhető felcsévélési sebessége 2.9 méter/perc. ami megfelel 4,6-es nyújtási aránynak (460^-os nyújtás). Tehát a nyújtási arány valamivel nagyobb, mint a szobahőmérsékleten és atmoszférikus nyomáson (az 1. példa első kísérlete) elérhető nyújtási arány, azonban jóval kisebb, mint a találmány szerint elérhető extrém magas nyújtási arány (az 1. példa második kísérlete, valamint a 2. példa). Ez azt mutatja, hogy pusztán a megemelt nyomás az ömledékképződést elősegítő adalékanyag megemelt hőmérsékleteken kifejtett hatása nélkül nem eredményezi a találmány szerint elérhető extrém nagy nyújtási arányokat. 3. példa A B összehasonlító példában ismertetett kísérletet megismételjük azzal a különbséggel, hogy a 13 kamrában a 3,94 kg/cm2 nyomású nitrogéngázt az A összehasonlító példában említett fűtőszál segítségével különböző hőmérsékletekre hevítjük. Amikor a nitrogénatmoszféra hőmérséklete eléri a 140C°-ot, a maximálisan elérhető nyújtási arány mintegy 4,6-10,1 értékre (1 010%-os nyúlás) nő 10
