CS244968B1 - Kontinuálny sposob farbenia polymérov v hmotě a zariadenie pre tento sposob - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká sposobu kontinuitnej výroby syntetických vlákien alebo iných tvarovaných výrobkov z plastov farbených v hmotě v procese výroby. Farbenie v hmotě sa prevádza kontinuálnym dávkováním disperzi! pigmentov na začiatok závitovkového zariadenia v závislosti na počte pracujúcich tvarovacích miest, pričom potřebný polymér dopíňa disperziou nezaplněný objem závitovky. Vynález sa dá využiť na výrobu vlákien, fólií, trubiek a pod., ktoré sa pripravujú kontinuálnym spósobom.

Description

Predmetom vynálezu je sposob a zariadenia pre kontinuálně farbenie polymérov v hmotě.

Syntetické vlákna, fólie, připadne iné, kontinuitne připravované výrobky, sa vyrábajú a farbia v hmotě najčastejšie na závitovkových zvlákňovacích zariadeniach. Materiál sa v extrudéri roztaví a zhomogenizuje s pigmentovou disperziou a vytláča sa priamo alebo cez rozvodnú vetvu k jednotlivým tvarovacím miestam. Farebná disperzia sa přidává různým sposobom, buď sa používá vo formě zmesi granulátov so základným polymérom, alebo sa ňou obalí granulát základného polyméru, alebo sa dávkuje v tekutej formě (v tavenine) do taveniny polyméru, alebo sa potižívajú pre (kontinuálně dávkovanie objemové, resp. hmotnostně dávkovače. Každý z týchto spósobov má svoje výhody i nedostatky a uplatňuje sa podfa náročnosti na vyfarbenie, používaných technologických zariadení a vlastností farebných disperzií.

Injekčný sposob farbenia je náročný na homogenizačné zariadenie, pretože homogenizácia sa prevádza pri nízkých střihových silách. Teplotně namáhanie pigmentov v případe tuhých farebných disperzií sa mění v závislosti od dávkovaného množstva disperzií a je velké najma pri dávkovaní menších množstiev koncentrátov v důsledku predíženej zádrže koncentrátu v taviacom zariadení. Zariadenie je náročné aj na reguláciu, ktoré má zabezpečit konstantně podmienky tavenia, dávkovania a homogenizácie. Výhodou však je možnost úpravy Teologických vlastností polyméru jeho tepelným odbúraním bez přítomnosti pigmentu, ktorý by tieto podmienky neznášal.

Pre obatovanie granulátu sa vyžaduje určitá kvalita l'ahkotavitel'ných disperzií, čo může nepriaznivo ovplyvňovať niektoré stálosti vyfarbenia, najma v otere.

Pri používaní zmesi granulovaných polymérov a disperzií sa naráža na problém rovnoměrnosti vyfarbenia jednak z důvodov oddefo-vania sa koncentrátov od polyméru, jednak v důsledku vysokých pomerov medzi granulami polyméru a disperzie.

Problém rovnoměrnosti vyfarbenia je zvlášť výrazný vtedy, ak sa farbí na určitý odtieň zmesou farebných disperzií základných odtieňov.

Zistili sme, že pódia tohto vynálezu dojde k odstráneniu alebo podstatnému zredukovaniu uvádzaných nedostatkov. Spůsob je založený na tom, že sa farebné disperzie alebo ich povrchovo antistaticky upravená zmes kontinuálně dávkuje do prvej zóny extrudéra a do následnej zóny extrudéra sa privádza polymér, ktorý vyplňuje volný priestor medzi závltovkou a plášťom pracovného valca. V extrudéri dochádza ik ich kontinuálnemu zmesovaniu a po roztavení k homogenizácii ich tavenín nielen priečne na os vřetena extrudéra, ale i po jeho osi vytvořením vysokého spatného- toku.

Zariadenie pre tento účel pozostáva z viaczónového závitovkového taviaco-zmešovacieho zariadenia 10, v prvej zóně 11 opatřeného dávkováním 20 farebnej disperzie, v druhej zóně 12 prívodom spracovávaného polyméru 13, pričom výkon dávkovacieho zariadenia 20 je ovládané snimačom 100 činnosti jednotlivých spracovatetských miest 101. Táto činnost může byť indikovaná čidlom tlaku za dávkovacím čerpadlom, kontaktným spínačom ovládaným vypínacou pákou dávkovacieho čerpadla, otáčkomerom a pod. Pracovný válec zariadenia 10 sa skládá z vyhrievaného pléšťa 15 pracovného valca a závitovky 16 pracovného valca a pozostáva z tavnej a tlačnej zóny a zo zóny zmešovacej, tvorenej buď vretenom s přerušovanými závitmi alebo vretenom s vačšou vofou, aleboi vretenom opatřeným roztieracími alebo· brzdnýmí elementární.

Dávikovanie jednotlivých koncentrátov alebo zmesi koncentrátov sa prevádza bud objemovými alebo, pre presnejšie poměry, hmotnostnými dávkovačmi. Ak sa používá zmes koncentrátov, túto třeba antistaticky upravit', a to přídavkům nepatrného množstva, napr. 0,05 % vhodného kvapalného antistatického činidla pri príprave zmesi v nejakom homogenizéri. Tým sa zabráni odde1'ovaniu jednotlivých komponent.

Pri vyšších pomeroch jednotlivých koncentrátov tvoriacich zmes pripravenú za účelom dosiahnutia požadovaného ndtieňa sa vyžaduje homogenizácia taveniny i po osi. Dosiahne sa toho různými spůsobmi, napr. zabezpečením vysokého spatného toku tým, že sa zvýši odpor na konci extrudéra, alebo rýhami do závitov (přerušováním závitov] alebo zvýšením vůle závitovky v plášti pracovného valca alebo iným vhodným spůsobom úpravy vřetena extrudéra.

Týmito spůsobmi sa zabezpečí homogenita a disperzita taveniny a celkove sa zjednoduší výrobně zariadenie, pretože nebudú potřebné dávkovacie čerpadlá pre dávkovanie a udržiavanie pomerov disperzie a základného polyméru. Potřebný tlak pre dopravu taveniny k jednotlivým tvarovacím miestam sa vyvinie otáčkami extrudéra v závislosti na tlaku před tvarovacím miestom, resp. rozvodom k tvarovacím miestam.

Příklad 1

Granulovaný 15 %-ný koncentrát pigmentu Red 144 sa dávkuje dvojzávitovkovým dávkovačom do násypky farbiacich disperzií závitovkového taviaco-zvlákňovacieho· zariadenia v množstve 5,5 kg/h. Polypropylén o IT 20 g/10 min. prichádza do extrudéra druhou násypkou, umiestnenou v dalšej, ešte chladenej časti extrudéra v množstve doplňujúcom ešte volný priestor závitovky vřetena. Otáčky vřetena sú riadené tlakom v rozvodnej vetve, ktorý sa udržiava na konštantnej hodnotě 5 MPa. V extrudéri sa kon244 centrát s polymérom mieša, taví sa pri teplotách jednotlivých ohrevných zón 220 °C, 240 ^CC a 260 °C a disperguje. Vřeteno tlačí homogénnu taveninu cez kontinuálně pracujúci filter 6’fo'pvodnú vetvu k dvanástim zvlákňovacíni miestam, kde sa tavenina dávkuje a pr^tl^ča čerpadlami cez zvlákňovacie bloky maL vlákna v množstve 6,5 'kg za hodinu pa zvlákňovacie miesto. Odpojením zvlákňovacieho miesta v případe výměny zvlákňovacieho bloku alebo inej nútenej odstávky kontaktný snímač spojený s vypínanou pákou čerpadla dá impulz mikroprocesoru na zníženie dávkovanie disperzie o 1/12. Vyrobené vlákna sú rovnoměrně vyfarbené.

Příklad 2

Zmes práškových preddispergovaných pig6 8 mentov C. I. Red 144, Yellow 83, Black 7 v pomere 1:4:1 sa dávkuje hmotnostným dávkovačom na začiatok extrudéra do prázdného priestoru vřetena, vytvořeného prehradením vstupnej násypky polyméru, v množstve 3,8 kg/h. Druhou častou násypky sa doplňuje závitovka polypropylénom. Zmes sa spracuje ďalej na vlákna podía příkladu 1.

Příklad 3

Aglomerovaná disperzia, obsahujúca zmes pigmentov Blue 15:1 (C. I.) a Black 7, sa dávkuje spirálovým dávkovačom do’ extrudéra podobné ako v příklade 1 a spracuje sa do vlákien.

Claims (2)

1. Kontinuálny sposob farbenia polymérov v hmotě, pri ktorom sa farebná disperzia dávkuje a základný polymér privádza do závitového taviaceho zariadenia, vyznačený tým, že sa dávkovanie farebnej disperzie robí do prvej zóny taviaceho zariadenia a spracovávaným polymérov sa dopíňa prázdny priestor v naslednej zóně, pričom množstvo dávkovanej farebnej disperzie je závislé na odťahovanom množstve zafarbeného polyméru pre jeho tvarovanie na vlákna, fólie alebo iné tvarované výrobky.

YNÁLEZU

2. Zariadenie na kontinuálny sposob farbenia polymérov v hmotě, pozostávajúci z taviaceho zariadenia s prívodom spracovávaného polyméru a dávkovačom pre farebnú disperziu, vyznačený tým, že dávkovač farebnej disperzie je napojený do prvej zóny (11) taviaceho zariadenia (10) a přívod spracovávaného polyméru je do následnej druhej zóny (12), pričom výkon dávkovacieho zariadenia je ovládaný pomocou snímača (100J činnosti jednotlivých spracovatelských miest.