PL97193B1 - Przedza puszysta wielowlokienkowa oraz sposob wytwarzania przedzy puszystej wielowlokienkowej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest przedza puszysta wielowlókienkow^t. Tego rodzaju przedze nazywa sie przedza teksturowa, poniewaz operacja nada¬ wania puszystiosici wiaze sie z nadlaniem pewnej karbiikcNwatosci elementarnym wlóknom przedzy.

Celeim karbiikowania przedzy, zwlaszcza przedzy syntetycznej, jest nadanie jej miekkiego chwytu i puszystosci. Wyrób wytworzony z przedzy nie skarbikowanej sprawia wrazenie sztywnego w do¬ tyku.

Struktura wewnetrzna [przedz karbikowanych róz¬ nymi sposobami nieco odbiega od siebie. Wszystkie przedze karbikowane sprawiaja wrazenie puszystej i cieplejszej. Chwyt karbikowanej (przedzy syntetycz¬ nej moze byc równie miekki, jak przedzy z wló¬ kien naturalnych, lub zawierajacej wlókna matu¬ ralne. Przedze karbikowane wykazuja jednak pe¬ wne wady. Przebieg karbikowania, zwlaszcza po¬ legajacego na zmienianiu parametrów obróbki cieplnej elementarnych wlókien ma powazny wplyw na wlasnosci przedzy nie zwiazane z chwytem i puszystoscia przedzy. Najistotniejszy jest w tym przypadku wplyw na zdolnosc przedzy do przyjmo¬ wania barwnika.

Aby przedzy syntetycznej nadac wyglad i chwyt zblizony do przedzy z wlókien naturalnych dazy sie do** osiagniecia zupelnego wyrównania zdolnosci przedzy do przyjmowania barwnika na calej jej dlugosci. W tym celu nalezy scisle przestrzegac ustalen co do obróbki cieplnej, dzieki czemu znana przedza wykazuje niewielkie wahania intensyw¬ nosci wybanwienia o malej czestotliwosci zmian.

Czestosc tych zmlian jest zwykle tak mala, ze sta¬ je sie dostrzegalna dopiero przy porównaniu ko- lejnych pakietów przedzy. Jednakze w wyrobach o duzej powierzchni, tkanych lub dzianych z przedz, tego rodzaju zmiany o malej czestotli¬ wosci staja sie wtidoczne dla znawcy, jako pstro- kaicizna, czy pasma o róznych odcienialch, w za- leznosci od sposobu tkania lub dziania. Nawet wtedy, kiedy barwa wydaje sie byc jednolita, niektórzy obserwatorzy dostrzegaja, ze wyroby nie maja jednolitego zabarwienia i przestrzennego wy¬ gladu, tak jiak wyroby wykonane z wlókien na- turalnych.

Przedza puszysta wielowlókienkowa zawierajaca wlókna uformowane co najmniej z jednego poli¬ meru o strukturze karbikowanej wedlug wyna¬ lazku charakteryzuje sie tym, ze przestrzenny uklad czastek skladowych polimeru zmienia sie wzdluz wlókien elementarnych, a punkty o ma¬ ksymalnej i minimalnej masie czasteczkowej wlókien elementarnych wystepuja na przemian w odleglosci wzgledem siebie wynoszacej najwyzej 10 m.

Ponad 50% wlókien elementarnych skladajacych sie na przedze ma amplitude pofalowania tych wlókiien mniejsza od srednicy przedzy, a po usu¬ nieciu skretów przedzy powstalych przed karbiko- waniem wlókien ponad 50% kazdego wlókna ele- 971933 97193 4 mentarnego znajduje sie na jednej stronie plasz¬ czyzny, w której lezy os symetrii przedzy.

SJposófo wytwarzania przedzy puszystej wielo- wlóklienkowej, polegajacy na wprowadzaniu prze¬ dzy wielowlóknowej w strumien plynu o tempe¬ raturze dostatecznie wysokiej do uplastycznienia przedzy i kierowaniu przedzy w sposób ciagly w strone wydluzonego pakietu przedzy karhikowanej, wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze zmie¬ nia sie cisnienie panujace u konca tego pakietu przedzy, powodujac jego fluktuacje pomiedzy war¬ toscia maksymalna, a wartoscia minimalna przy czestosci zmian cisnienia na sekunde, co najwyzej róiwnej 1/600 wartosci predkosci przedzy wyrazo¬ nej w m/min, jaka to predkosc posiada przedza tuz przed osiagnieciem konca pakietu przedzy.

Opracowujac rozwiazanie wedlug wynalazku oparto sie na fakcie, ze w praktyce nie jest ko-- ntieczne, aby wybarwienie przedzy bylo wyrównane na calej jej dlugosci. Zywnosc i soczystosc bairwy wyrobu wykonanego z przedzy syntetycznej zyskuje w ukladzie, w którym powierzchnie wyrobu stanowi mozaika pobliskich, malych obszarów o róznych odcieniach tej samej bairwy. Oko dostrzega bowiem tylko przecietny z tych odcieni. Efekt ten osiaga sie wykonujac wyrób z przedzy, której intensyw¬ nosc wytoarwienia zmienia sie na dlugosci przedzy z czestoscia o wiele wieksza niz uzyskana w jakiej¬ kolwiek ze znanych przedz. Stosujac rozwiazanie wedlug wynalazku latwo uzyskuje sie efekty przestrzenne uzyskiwane w przemysle odmiennie, bo przez rózne odcienie barw. Istnieje zapotrzebo¬ wanie na wyroby o takich efektach, jednak uzyski¬ wanie ich jest trudne i kosztowne przy zasftosowa- niu znanych sposobów.

Obróbka cieplna wlókien z polimerów wplywa na przestrzenne uporzadkowanie czastejczek skladowych polimerów, a wiec na gestosc polimeru, a tym samym na zdolnosc wlókien do przyjmowania barwnika.

Masa czasteczkowa polimeru w dowolnej czesci wlókna jest wiec miara zdolnosci przyjmowania barwnika. Rozwiazanie wedlug wynalazku zapewnia uzyskanie struktury przedzy o pozadanej zdolnosci do przyjmowania barwnika.

Wlókno wykonane z polimeru sklada sie z dwóch skladników, które stanowi polimer o dwójch róznych strukturach: krystalicznej i bezpostaciowej. Te dwie struktury polimeru róznia sie wzgledem siebie masa czasteczkowa, a wliec maja rózna gestosc. Uklady przestrzenne czastek obu struktur polimeru róznia sie, a proporcja tych obu struktur w dowolnym punkcie przedzy okresla sie rentgenowska metoda dyfrakcyjna. Przemiane struktury krystalicznej na niekrystaliczna i odwrotnie uzyskuje sie stosujac obróbke cieplna przedny.

Urzadzenie, które mozna przystosowac do wytwa¬ rzania przedzy wedlug wynalazku jest przedstawio¬ ne w polskim opisie patentowym nr 89466.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w powiekszeniu strukture przedzy, a fig. 2 przedstawia urzadzenie do wytwarzania prze¬ dzy wedlug wynalazku.' Na fig. 1 jest przedstawiona przedza 21 w rzucie na plaszczyzne, przy czym z przedzy tej usunieto wszystkie skrety, jakie mogly istniec przed karbi- kowaniem pojedynczych wlókien 22. Plaszczyzna 23, w której lezy os symetrii przedzy, jest usy¬ tuowana pod katem prostym do plaszczyzny ry- siunku.

Wlókna 22 maja karbiki o zarysie falistym. Jak widac znaczna czesc kazdego wlókna znajduje sie ne jednej stronie plaszczyzny, w której lezy os symetrii przedzy. Taka sama budowe daje sie za- io obserwowac wzgledem innych plaszczyzn przecho¬ dzacych przez os symetrii przedzy. Amplituda po¬ falowan wiekszosci wlókien nie przekracza wiec znacznie promienia przedzy, natomiast w znanych przedzach karbikowanych amplituda pofalowan wlókien zwykle jest prawie równa srednicy przedzy, przy czym ich skok jest znacznie wiekszy. Tak wiec przedze wedlug wynalazku cechuje mala amplituda pofalowan wlókien oraz maly ich skok, mniejszy niz we wlóknach znanych przedz karbikowanych.

W urzadzeniu pirzedstawionym na fig. 2 czesc il2A komory zgniatajacej odgrywa glówna role w pracy urzadzenia, kiedy ustalane sa odpowiednie warunki cisnienia, które umozliwiaja pulsujaca zmiane cisnienia plynu w celu rytmicznego zmie- niania przestrzennego ukladu czasteczek sklado¬ wych polimeru lub polimerów, z których wytwo¬ rzone sa wlókna przedzy karbikowanej. Stwier¬ dzono, ze w odpowiednich warunkach roboczych pakiet przedzy formuje sie w dolnej czesci 12A komory zgniatania pomiedzy koncówka komory 6 a otworami 13. Cisnienie w czesci dolnej 12A wzra¬ sta dzialajac na pakiet przedzy, która przemiesz¬ cza sie w kierunku otworów 13, szybciej niz w przeciwnym kierunku, to jest w strone koncówki komory 6. Kiedy koniec pakietu przedzy odsloni otwory 13 nastepuje gwaltowny spadek cisnienia w czesci 12A i w zwiazku z tym gwaltowna zmia¬ na panujacych w niej Warunków termicznych.

Zmiana warunków termicznych plowoduje zmiane ' w przestrzennym ukladzie czastek skladowych po¬ limeru lub polimerów, z których uformowane sa wlókna, w czasie kiedy wlókna te podlegaja wply¬ wowi tych zmienionych warunków. Sikoro tylko cisnienie w czesci 12A spadnie kancówka pakietu prze¬ dzy przestaje sie oddalac od koncówek komory 6. Z chwila uformowania sie nowego konca pakietu przedzy nastepuje zatkanie otworów 13 i cykl ten powtarza sie. so Predkosc podawania przedzy okresla czestosc zmian wylbarwienia. Parametry te zaleza od wa¬ runków termicznych czynnika roboczego oraz od parametrów wymiiaroiwylch urzadzenia oraz ob¬ rabianej przedzy. Parametry te stanowia normal- 55 ne parametry produkcyjne i daja sie latwo regu¬ lowac.

Znane urzadzenia karbikujaCe przedze, nawet te, które zawieraja komory zgniatania, nie nadaja sie do wytwarzania przedzy wedlug wynalazku, 60 bo nie dzialaja w opisany sposób. Objetosc czesci 12A komory zgniatania jest tak mala, ze uzytko¬ wy spadek cisnienia w tej czesci mozna uzyskac tylko przez utrzymywanie prawie stalej predkosci wyplywu plynu z koncówki 6 do czesci 12A. W 65 znanych urzadzeniach jakiekolwiek zmniejszenie97193 6 cisnienia w komlorze zgniatania jest natychmiast kompensowane wzrostem predkosci wyplywu ply¬ nu pod wysokim cisnieniem z dyszy karbikujacej przedze. W urzadzeniu przedstawionym na fig. 2 komora posrednia 2 ma pewna pojemnosc, a po¬ nadto liczy sie równiez to, ze panuje w niej za¬ sadniczo stale cisnienie posrednie. Opóznia to kom¬ pensacje spadku cisnienia w czesci 12A, kiedy otwory 13 nie sa zasloniete, powodowana zwieksze¬ niem predkosjci wyplywu plynu z dyszy karbiku- jaicej przedze.

Wahaniom cisnienia plynu w postaci gazu nie¬ koniecznie towarzysza wahania temperatury, cis¬ nienie bowiem moze sie zmieniac w warunkach izotermieznych.

Zmiana cisnienia jaka nastepuje w koncowej czesci pakietu, w którego strone kieruje sie prze¬ dze, to jest w czesci 12A, powoduje zmiane sily ciagnacej, wywieranej przez czynnik gazowy na przedze przechodzaca przez koncówke komory 6.

Tym samym zmienia sie naprezenie przedzy ma odcinku od wylotu dyszy 1 poprzez posrednia ko¬ more 2 i koncówke komlory 6 do czesci 12A ko¬ mory. Na skutek tych wahan wartosci naprezenia zachodzi ciagla zmiana stopnia oddzielania sie wlókien w komorze posredniej 2. Podczas karbi- kowania przedzy w strumieniu plynu wlókna od¬ dzielaja sie od siebie zaleznie od wartosci sily ciagnacej wywieranej na przedze. Odiegosc, na która oddalaja sie od siebie karbikowame wlókna, jest podstawowym parametrem okreslajacym wa¬ runki wymiany ciepla pomiedzy wlóknami a ply¬ nem, a tym samym warunki obróbki cieplnej prze¬ dzy. Pulsujace zmiany naciagu przedzy powoduja odpowiednie zmiany w przestrzennym ukladzie czastek skladowych polimeru, z którego jest wy¬ tworzone wlókno.

W celu przystosowania urzadzenia przedstawio¬ nego na fig. 2 do wytwarzania przedzy wedlug wynalazku zmienia sie jego parametry robocze i/lub wymiarowe.

Jednym z parametrów roboczych, jakie sie zmie¬ nia, aby umozliwic wytwarzanie przedzy o no¬ wych wlasnosciach, jest zwiekszenie predkosci za¬ silania urzadzenia w przedze, któremu towarzyszy odpowiednia zmiana temperatury czynnika grzej- m nego w celu zapewnienia zadanej predkosci prze¬ nikania ciepla z czynnika grzejnego do przedzy.

We wszystkich sposobach karbikowiania przedzy predkosc zasilania urzadzenia przedza nie karbi- kowana jest wieksza od predkosci odbierania kar- bikowanej przedzy z tego urzadzenia, aby skom¬ pensowac skrócenie przedzy, jakie nastepuje w czasie jej karbikowaniia.

Innym parametrem roboczym, jaki sie zmienia, aby wytworzyc przedze o nowych wlasnosciach, jest cisnienie czynnika gazowego doprowadzanego do urzadzenia do karbikowania przedzy.

Parametry robocze zmienia sie w sposób umo¬ zliwilajacy otrzymywanie przedzy, której wlókna mieszczac sie w definicjach jtodamych w niniej¬ szym opisie, a dotyczacych fizycznej budowy prze¬ dzy, bedzie cechowala zdolnosc przyjmowania barwnika zmienna na calej dlugosci wlókien z ni¬ ska czestotliwoscia zmian, dla których maksy¬ malne i minimalne intensywnosci wybarwienia po¬ wtarzaja sie w zakresie od okolo 10 m do okolo 3 cm wzdluz wlókien, w których zmiany te sa zauwazalne, przy czym jest to czestosc zmian do- statecznie wysoka, aby umozliwic otrzymanie ca¬ lego szeregu efektów mozaikowych, a wraz z nimi równiez wspomnianych efektów przestrzennych, jak i z zakresu wysokich czestotliwosci, dla któ¬ rych maksymalne i minimalne intensywnosci wy- io barwienia powtarzaja sie w odstepach mniejszych od okolo 3 cm wzdluz wlókien, w których jednak zmiany te nie sa wykrywalne golym okiem, a tym samym osiaga sie wyrównanie wybarwienia po¬ równywalne z tym, jakie osiagnieto w znanych przedzach z tym, ze ponadto osiaga sie efekt wie¬ kszej zywosci i glebi barwy.

Sposób wedlug wynalazku jest przedstawiony blizej w przykladach jego stosowania, przy czym dla porówniania podaje sie sposób wytwarzania przedzy znanego typu i przedzy wedlug wynalaz¬ ku.

Przyklad I. Przedza otrzymana z poliestru o nazwie „Tersuisse" wykonana z 30 wlókien, kazdy o numerze ciezarowym wynoszacym 167 :texów zasilano urzadzenie o konstrukcji jak przed¬ stawiono na fig. 2, z predkoscia 1100 rn/min uzy¬ wajac pary pod normalnym cisnieniem roboczym, wynoszacym 5,5 atn, przy czym temperatura pary wynosila 185°C. Skarbikowana przedze odbierano z tego urzadzenia z predkoscia 880 mAnin, czyli predkosc zasilania byla okolo 20% wyzsza od pred¬ kosci odbierania przedzy.

Otrzymana przedze o dobrej regularnej jakosci, która po barwieniu odznaczala sie doskonalym wy- równaniem wybarwienia w porównaniu ze stosowa¬ nymi wzorcami, lecz która cechowala równiez nie- wykrywalna rytmiczna zmiennosc zdolnosci do przyjmowania barwnika.

% Przyklad II. Taka sama przedza, jaka zasto- 40 sowano w przykladzie 1, zasilano urzadzenie z pred¬ koscia 1100 m/min. stosujac pare pod normalnym cisnieniem roboczym, wynoszacym 5,5 atn z tym jednak, ze temperatura pary wynosila 235°C.

Skarbikowana przedze odbierano z urzadzenia z 45 predkoscia 704 m/min., tak wiec predk|osc zasi¬ lania byla wyzsza od predkosci odbierania prze¬ dzy o okolo 36%. Otrzymano przedze o dobrej re¬ gularnej jakosci, która po barwieniu tym samym barwnikiem i w tych samych warunkach, co w 50 przykladzie 1, odznaczala sie ciaglymi zmianami w intensywnosci wybarwienia na calej dlugosci przedzy, przy czym punkty maksymalnej intensyw- n;osci wybarwienia powtarzaly sie przecietnie w odstepach okolo 10 cm. 55 Po wytworzeniu z niej odziezy, material z ja¬ kiego wykonano odziez, przy szczególowych ogle- diZiinach, cechowal przyjemny dla oka wzór mo¬ zaikowy, w którym dawaly sie odróznic poblis¬ kie male obszary o róznym odcieniu tej samej 60 barwy, przy czym przewazaly obszary o ciem¬ niejszym odcieniu, lecz przy obserwacji z pewnej odleglosci cechowalo ja ogólnie wyrównanie wy¬ barwienia, a przy tym soczystosc i glebia barwy.

Przyklad III. Przedza taka sama, jak uzyta 65 w przykladzie 1, zasilano urzadzenie z predkjosciaÓ7193 * 110 m/niin, uzywajac pary pod cisnieniem 9 atn, przy iczym temperatura pary wynosila l!84°C. Skar- bikowana przedze odbierano z urzadzenia tego z predkoscia 880 m/min, tak wiec predkosc zasilania przewyzszala predkosc odbierania przedzy o 20%.

Otrzymano przedze o dobrej, regularnej jakosci.

Po barwieniu takim samym barwnikiem i takim samym sposobem, jak w przykladzie 1, przedze skarbikowana cechowaly ciagle zmiany intensyw¬ nosci wybarwienia na calej dlugosci przedzy, przy czym punkty maksymalnej intensywnosci wybar¬ wienia powtarzaly sie przecietnie w odstepach okolo 10 cm. Po wyltworzeniu z niej czesci odzie¬ zy, tkanina, z której zostaly wykonane, odznacza¬ la sie przyjemnymi dla oka efektami pocetkowa¬ nia o wzorze mozaikowym, w którym dawaly sie odróznic pobliskie imale obszary o róznym odcie¬ niu tej samej barwy, przy czym przewazaly ob¬ szary o odcieniu jasniejszym, lecz przy obserwa¬ cja z pewnej odleglosci cechowalo ja ogólnie wy¬ równanie wybarwienia z tym, ze otrzymano nieco jasniejsza barwe niz w przykladzie 2, a przy tym soczystosc i glejbie barwy.

W wyinienionych przykladach brano pod uwage odleglosci miedzy punktami o maksymalnej inten¬ sywnosci wybarwienia, a pomiaru takiego doko¬ nano dlatego, poniewaz latwiej je ustalic. Punkty o minimalnej intensywnosci wyibarwienia znajdo¬ waly sie w przyblizeniu w srodku pomiedzy nimi, lecz nie byly one punktami pomiarowymi, ponie¬ waz sa znacznie trudniej rozpoznawalne niz pun¬ kty o rmaksymailnej jasnosci wybarwienia.

Im wieksza jest predkosc zasilania wzgledem predkosci odbierania przedzy, tym wiecej przedzy gromadzi sie w zwezajacej sie czesci 12A urzadze¬ nia, powodujac wzrost tarcia powyzej normalnego, na skutek czego przedza jest przemieszczana ru¬ chem przerywanym w opisany sposób, w zwiazku z czym w karbikowanej przedzy nastepuje rytmi¬ cznie zmiana zdolnosci przyjmowania barwnika.

Rózne róznice predkosci zasilania i odbierana prze¬ dzy sa przyczyna powstawania zmian w intensyw¬ nosci wybarwienia przedzy, o róznych czestosciach, co umozliwia sterowanie procesem i uzyskania za¬ danych efektów w granicach okreslonych w tym opisie. Podobnie wykorzystuje sie zmiany cisnie¬ nia.

Doswiadczenia, majace na celu ustalenie wplywu zmian wymiarów czesci urzadzenia na wlasnosci przedzy karbikowanej nie zostaly jeszcze ukonczone, lecz przy wytwarzaniu przedzy wedlug wynalazku ustalono, ze zmiana wymiarów czesci okalajacych komore posrednia 2 i/lub czesci 12A w stosunku do wymiarów tych czesci stosowanych w produkcji biezacej moze wplynac ma uzyskanie pozadanego efektu bez koniecznosci wprowadzania wielkiej lub w ogóle wprowadzania róznicy pomiedzy predkoscia zasilania a odbierania przedzy, wiekszej niz ta, jaka stosuje sie w znanych urzadzeniach do strumie- nicowego zmierzwiania przedzy, a takze bez konie¬ cznosci wprowadzania wielkich lub wprowadzania w ogóle zmian cisnienia czynnika roboczego.

Z astT z ezeni a patentowe 1. Przedza puszysta wielowlókienkbwa, zawiera¬ jaca wlókna uformowane co najmniej z jednego polimeru o sitrukturze karbiklowanej, znamienna tym, ze przestrzenny uklad czastek skladowych po¬ limeru zmienia sie wzdluz wlókien elementarnych, a punkty o maksymalnej i minimalnej masie cza¬ steczkowej wlókien elementarnych wystepuja na przemian wzgledem siebie wynoszacej najwyzej 10 m. 2. Przedza wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze ponad 50% wlókien elementarnych ma amplitude pofalowania tych wlókien mniejsza od srednicy przedzy, a po usunieciu skretów przedzy powsta- lych przed karbikbwaniem wlókien ponad 50% kaz¬ dego wlókna elementarnego znaijiduje sie na jednej m stronie plaszczyzny, w której lezy os symetrii prze¬ dzy. 3. Sposób wytwarzania przedzy puszystej wielo- wlókienkowej polegajacy na wprowadzeniu przedzy wielowlóknowej w strumien plynu o temperaturze dostatecznie wysokiej do uplastycznienia przedzy i kierowaniu przedzy w sposób ciagly w strone wy- 0 dluzonego .pakietu .przedzy kairtodkowanej, znamien- 40 ny tym, ze zmienia sie cisnienie panujace u konca tego pakietu przedzy, powodujac jego flukituacje pomiedzy wartoscia maksymalna, a wartoscia mi¬ nimalna, przy czestosci zmian cisnienia na sekunde co najwyzej równej l/600 wartosci predkosci prze- 45 dzy wyrazonej w m/min, jaka to predkosc posiada •przedza tuz przed osiagniecem konca paketu prze¬ dzy.

ERRATA wiersz 3, lam 1. jest: sie przedza teksturowa, powinno byc: sie przedza teksturowana,97193 FIG. I