178654. lajstromszámú szabadalom • Szervetlen anizotróp üreges szálak
19 178654 20 gyakran előnyben részesül és hagyományos alakú szálak készítésére használhatjuk. A koagulálást úgy végezzük, hogy a formálandó szálat érintkeztetjük a koaguláló fürdővel. A kerületi külső zóna esetében elég, ha a kialakítandó szálat bevisszük a koaguláló fürdőbe. A kerületi belső zónát úgy koagulätatjuk, hogy olyan folyadékot injektálunk a kialakítandó szál furatába, amely a polimer oldatban levő polimert koagulálja. A folyadék, például levegő, izopropanol, víz és hasonló anyag lehet. A polimer prekúrzor üreges szál méretét oly módon növeljük, hogy emeljük a furatba injektált folyadékáram arányát. Lényegében bármely a polimert nem-oldó oldószert használhatunk koaguláló szerként a koaguláló fürdőben. A koaguláló szer rendes körülmények között elegyíthető a polimer oldat oldószerével. A választott koaguláló szer természete a polimerhez használt oldószerektől és a szálképzés területén jól ismert követelményektől függ. Valamely „hatásos koaguláló szer” megjelölés olyan közeget jelent, amelyben a polimer gyorsan kicsapódik, míg a „gyenge koaguláló szer” megjelölés olyan közegre vonatkozik, amelyben a polimer lassan csapódik ki. Kényelmesen vizet használunk elsődleges koaguláló szerként valamely fürdőben. Más koaguláló szerek az etilénglikol, polietilénglikol, metanol, etanol és a propanol. A tartózkodási időnek valamely extrudált szálra a koaguláló fürdőben legalább annyinak kell lennie, hogy a szál elfogadható megszilárdulását biztosítsa a fürdőben. A kerületi külső zóna a koaguláló szer és/vagy a hűtés együttes hatására alakul ki. A hűtést úgy is végezhetjük, hogy a szervetlen anyagot tartalmazó extrudált polimer oldatot gázzal érintkeztetjük a polimer oldat gélesedési hőmérséklete alatti hőmérsékleten. Abban az esetben, ha a gélesedés kis mértékben ily módon végbemegy, a hűtőgázt viszonylag gyors mozgatással eltávolítjuk, amely az üreges szál mozgásával párhuzamos irányban történhet. Ez a gáz vízgőzt vagy más polimert nem oldó oldószert tartalmazhat. A kerületi belső zónát hasonló módon alakíthatjuk ki egy az injektált folyadékban levő koaguláló szer és/vagy hűtés együttes hatására, amely az injektált folyadék hőmérsékletétől függ. Abban az esetben, ha a koaguláló fürdőben végezzük a gélesítést, akkor a fürdő a gélesítő hatáson kívül koaguláló hatást is kifejt. A koaguláló fürdő hőmérséklete széles határok között változhat, például -15 °C-tól 95 °C-ig terjedhet, sőt ennél magasabb is lehet, főként 1 °C és 35 °C, előnyösen pedig 2 °C és 25 °C között változik. A furatba betáplált folyadék hőmérséklete —15 °C-tól 95 °C-ig változhat, előnyösen 1 °C és 35 °C között mozog. A találmány szerinti polimer prekúrzor üreges szál képzése során a sugárirányban anizotrop belső hézagtérfogatú falszerkezetet könnyen megvalósíthatjuk, ha a koaguláló fürdő és a furatba injektált folyadék hőmérsékletét és összetételét különböző értéken tartjuk. Nagy belső hézagtérfogat elérése érdekében akár a koaguláló fürdőben (a kerületi külső zónára), akár a furatba injektált folyadékban (a kerületi belső zónára) levő koaguláló szer valamely hatásos koaguláló szer lehet vagy a koaguláló szer nagyobb koncentrációban lehet jelen. Kisebb belső hézagtérfogatok elérésére gyengébb koaguláló szereket használhatunk. Különösen érdemes megemlíteni azt, hogy különböző hőmérsékletek különböző módon befolyásolhatják a koagulálás sebességét. A falszerkezetet változtathatjuk például a szivattyúzási sebességgel egy adott betáplálás esetén, a furatba injektált folyadék mennyiségével, a nyújtás mértékével és hasonlókkal. Tömör réteget a szálfal külső felületénél például úgy kaphatunk, hogy nagyob gyenge koaguláló szert (vagy kis koncentrációt alkalmazunk a koaguláló fürdőben. Tömör réteget a szálfal belső felületénél például úgy kapunk, hogy nagyon gyenge koaguláló szert (vagy kis koncentrációt) alkalmazunk a furatba injektált folyadékban. Tömör réteget a szálfalban pedig úgy kapunk, hogy nagyon hatásos koaguláló szert használunk mind a koaguláló fürdőben, mind pedig a furatba injektált folyadékba. A találmány szerinti eljárás különösen megfelelő anizotrop üreges szálakat biztosít, amelyek lényegében egy nem pórusos réteget tartalmaznak. Ilyen rétegek külső és/vagy belső kéregként léteznek vagy a szálfalban vannak jelen. A lényegében nem pórusos tömör réteget szokásosan a fenti módszerekkel alakíthatjuk ki. Koagulálás után a szálat moshatjuk az oldószer eltávolítása érdekében. A mosást például koaguláló fürdő-oldattal vagy más a polimert nem oldó oldószerrel végezzük, amely elegyíthető a polimer oldószerével. A prekúrzor üreges szálat vízben vagy más folyadékfürdőben is tárolhatjuk. Az extrudálást és a szálképzés körülményeit előnyösen úgy választjuk meg, hogy a szálat túlságosan ne feszítsük. Bár nem szükséges, de feszítést alkalmazhatunk, amelynek a nagysága körülbelül 1—5-szörös. Az extrudáló és szálképző sebesség szokásosan körülbelül 5—100 méter/perc tartományban van, de nagyobb sebességeket is alkalmazhatunk feltéve, ha a szálakat nem feszítjük túlzott mértékben és elegendő tartózkodási időt biztosítunk a koaguláló fürdőben. A feszítés általában erősíti a polimer prekúrzor üreges szálat. A feszítés lehetővé teszi azt is, hogy növeljük a lineáris termelékenységet és kisebb szálátmérőket alakítsunk ki adott szálképzőfejjel Utólagos hőkezelést is végezhetünk a polimer prekurzor üreges szál keményítősére. Mind a feszítő, mind a hőkezelő eljárást például úgy végezzük, hogy a szálat forró vízen vezetjük keresztül. Egy másik fontos szempont, de nem korlátozás az üreges szálfal szerkezetével kapcsolatosan egy minimális „repedések”-kel rendelkező tömör réteg jelenléte. Ezzel összefüggésben használt megjelölés a tömör rétegben levő hiányosságokra vonatkozik, amelyeken keresztül normális üzemi körülmények között mind a kívánt, mind pedig a nem-kívánt folyadékok átmenete lehetséges a kívánt megkülönböztetés nélkül. A repedések felső határa mindegyik rendszerre a szükség szerint igazodik. Egyes rendszerek gazdaságossági szempontok miatt nagyon nagy szelektivitást kívánnak, míg másoknál csak mérsékelt szelektivitás a követelmény azért, hogy versenyképesek legyenek más szétválasztó módszerekkel. így általában míg az üreges szálelőállításnál és 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 10
