ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ получения упаковочного шпагата из полиэтилентерефталата

Классы МПК:D01D5/42 разрезанием пленок на узкие ленты и(или) нити или фибриллированием пленок
D01F13/04 из синтетических полимеров
Патентообладатель(и):Тинигин Сергей Евгеньевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-10-26
публикация патента:

Изобретение относится к технологии производства шпагатов из полиэтилентерефталата. Расплав полиэтилентерефталата, в т.ч. возможно из использованных бутылок из-под напитков, экструдируют при 250-300°С через щелевую фильеру. Разрезают полученную пленку на полоски и подвергают стадийной термообработке с вытягиванием. Растянутую пленку фибриллируют и известными способами скручивают в шпагат. Полученный шпагат плотностью 2200 текс имеет при толщине 2,2 мм прочность на разрыв до 100 кгс. и более длительный срок службы даже в суровых зимних условиях. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к технологии производства волоконных изделий из полиэфирного сырья, преимущественно шпагатов, применяемых в упаковочных целях, в частности в сельском хозяйстве для увязывания тюков сена, подвязывания растений и т.д.

Шпагаты, используемые в сельском хозяйстве, первоначально изготавливались из волокон растительного происхождения - манильской пеньки, сизаля. С развитием технологии химического синтеза в обиход вводились изделия из химических волокон и т.н. сеновязальные шпагаты стали изготавливать из полимерного сырья. Шпагаты из растительного сырья постепенно стали вытесняться шпагатами из более дешевого сырья - полипропилена. Кроме более низкой цены полипропиленовые волоконные изделия обладают и целым рядом технических преимуществ. Полипропиленовые шпагаты изготавливаются в основном из фибриллированной расщепляющейся пленки (www.kona.ru/publications/10, опубл. 26.09.79).

Преимущественным методом изготовления полипропиленовой пленки является плоскощелевая экструзия расплавленного полипропилена, далее образованное пленочное полотно поступает в охлаждающее устройство, затем в тянущее, обрезное и намоточное («Получение волокон из пленок», Обзорная информация, серия: синтетические волокна, М., НИИТЭХИМ, 1977).

Наиболее близким к заявляемому является способ получения пленочных нитей, используемых для производства канатов, шпагатов и т.д., включающий плоскощелевую экструзию расплава, например, полиэфира (полиэтилентерефталата), охлаждение полученной пленки, разрезание ее на полоски, термообработку при протяжке, фибрилляцию полосок и скручивание («Получение волокон из пленок». Обзорная информация, серия: синтетические волокна, М., НИИТЭХИМ, 1977, с.9-14).

Известное техническое решение, как показали эксперименты, проведенные заявителем, не обеспечивает получение шпагата из полиэтилентерефталата с достаточной для эксплуатации прочностью.

Задачей настоящего изобретения является повышение прочности шпагата, полученного из полиэтилентерефталата. Из литературы известен целый ряд сведений о влиянии различных условий термообработки и вытяжки на прочность химических волокон, однако практических данных об упрочнении экструдированных нитей из полиэтилентерефталата в доступных источниках не обнаружено

Поставленная задача решается в заявляемом решении за счет того, что в известном способе, включающем плоскощелевую экструзию расплава полимера, охлаждение полимерной пленки, ее разрезание на полоски, протяжку разрезанной пленки первой приводной группой, первую термообработку в ориентирующей термовоздушной ванне, протяжку ориентированных полосок второй приводной группой, вторую термообработку в термофиксирующей воздушной ванне, протяжку термофиксированных полосок третьей приводной группой, последующую фибрилляцию полосок и скручивание шпагата, в качестве исходного полимера используют полиэтилентерефталат, в т.ч. в виде дробленой полиэтилентерефталатной бутылки, протяжку разрезанной на полоски пленки первой приводной группой ведут со скоростью 14-20 м/мин, первую термообработку полосок в ориентирующей термовоздушной ванне ведут при температуре 80-140°С, протяжку ориентированных полосок второй приводной группой ведут со скоростью 40-92 м/мин, вторую термообработку полосок в термофиксирующей воздушной ванне ведут при температуре 110-190°С, а протяжку полосок третьей приводной группой ведут со скоростью 60-110 м/мин. С целью повышения пластичности полимера в сырье для экструзии может быть добавлено 2-30 %(мас) полиэтилена, например дробленой пробки от тех же полиэтилентерефталатных бутылок.

Сущность заявляемого способа заключается в следующем. Из головки плоскощелевого экструдера непрерывно выходит пленка расплавленного полимера (полиэтилентерефталат либо его композиция с полиэтиленом) с температурой в пределах 250-300°С. Температуру пленки снижают на водоохлаждаемом барабане, охлажденную пленку на барабане же разрезают прижатыми к нему резцами на полоски шириной 100 мм. Обрезанные неровные края возвращают в шихту экструдера. Полоски заправляют в первую приводную группу, состоящую из семи валков, вращение которых обеспечивает скорость протягивания в пределах 14-20 м/мин, при этом полоски получают первое растяжение. Частично растянутые полоски поступают в первую камеру воздушного нагрева (камера ориентации), где нагреваются до температуры 80-140°С. Нагретые полоски поступают во вторую приводную группу, состоящую также из семи валков и обеспечивающую скорость протягивания 40-92 м/мин, здесь полоски получают второе растяжение. Полоски направляют во вторую термовоздушную камеру, где они подвергаются термофиксации при 110-190°С. Термофиксированные полоски вытягиваются третьей приводной группой, состоящей также из семи валков, со скоростью 60-110 м/мин. Далее растянутые полоски фибриллируют и направляют на скручивание известными методами. Количество валков в приводной группе обусловлено свойствами полимера - при меньшем количестве валков обеспечивается менее надежный захват полосок и менее эффективное растяжение.

Заявляемый способ иллюстрируется следующими примерами выполнения.

Пример 1. Высушенные до влажности 0,02% отходы полиэтилентерефталата (дробленая бутылка) загружали в обогреваемый одношнековый плоскощелевой экструдер. Головку экструдера подогревали до 280°С и производили экструзию полимера. Пленку толщиной 0,15-0,25 мм охлаждали на водоохлаждаемом барабане до температуры +60°С и разрезали на 7 полосок шириной 100 мм. Нарезанные полоски заправляли в первую приводную группу из семи валков диаметром 240 мм, откуда направляли в первую камеру воздушного нагрева. Нагретые полоски заправляли в валки (7 шт) второй приводной группы, откуда подавали во вторую камеру воздушного нагрева. После второй камеры нагретые полоски заправляли в валки (7 шт) третьей приводной группы для окончательного растяжения. Далее растянутые полоски фибриллировали и подавали на крутильные машины, на которых получали шпагат плотностью 2200 текс диаметром 2,2 мм. Шпагат испытывали на прочность на разрыв на динамометре. Результаты экспериментов приведены в таблице 1.

Пример 2. Эксперименты проводили в вышеописанном порядке, только в шихту экструдера добавляли 2-30% (мас.) дробленой полиэтиленовой пробки от полиэтилентерефталатных бутылок. Результаты приведены в таблице 2.

Из табл.2 видно, что добавка полиэтилена действительно положительно влияет на пластичность шпагата, однако удовлетворительную прочность шпагат имеет только при добавке 2-30% (мас.) полиэтилена.

Результаты экспериментов показывают, что заявляемые режимные параметры способа получения шпагата из полиэтилентерефталатного сырья обеспечивают осуществимость способа и решение поставленной задачи. Подтверждено также положительной влияние на прочность шпагата добавок полиэтилена к исходному сырью.

Способ испытан в промышленных условиях, результаты положительные.

Таблица 1

Результаты экспериментов по отработке режима протяжки ПЭТФ-полосок
№ п/пСкорость протяжки в первой группе валков, м/минТемпература в первой камере нагрева, °ССкорость протяжки во второй группе валков, м/минТемпература во второй камере нагрева, °ССкорость протяжки в третьей группе валков, м/минПрочность шпагата на разрыв, кг
1 127030 1005545,6
214 11060150 8088,4
3 17110 6015080 93,7
420 11060 1508097.5
522 11060150 8068,8
6 1680 6015080 63,3
516 9060 1508090,6
616 10060150 8093,3
7 16110 6015080 95,8
816 12060 1508096,5
916 13060150 8098.2
10 16140 6015080 96,3
1116 15060 1508076,9
1216 12040150 8069,9
13 16120 6015080 94,4
1416 12080 1508092,8
1516 12090150 8094,3
16 16120 9515080 80,1
1716 12060 1008063,5
1816 12060110 8088,6
19 16120 6012080 90,4
2016 12060 1308089,7
2116 12060140 8088,9
22 16120 6016080 97,3
2316 12060 1708098,6
2416 12060180 8095,4
25 16120 6019080 89,8
2616 12060 2008068,3
2716 12060150 5056,9
28 16120 6015060 88,4
2916 12060 1507087,6
3016 15060150 8090,2
31 16120 6015090 94,4
3216 12060 15010098,5
3316 12060150 11091,7
34 16120 60150120 69,6

Таблица 2

Результаты экспериментов по изучению влияния добавок полиэтилена
№ п/пДобавка полиэтилена, мас.% Пластичность по 5 балльной системеПрочность на разрыв, кг
1 1081,3
22 195,0
3 152 96,2
430 497,9
5325 75.4

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения упаковочного шпагата из полиэтилентерефталата, включающий плоскощелевую экструзию расплава полимера, охлаждение полимерной пленки, ее разрезание на полоски, протяжку разрезанной пленки первой приводной группой со скоростью 14-20 м/мин, первую термообработку в ориентирующей термовоздушной ванне при 80-140°С, протяжку ориентированных полосок второй приводной группой со скоростью 40-92 м/мин, вторую термообработку в термофиксирующей воздушной ванне при 110-190°С, протяжку третьей приводной группой со скоростью 60-110 м/мин, последующую фибрилляцию полосок и скручивание их в шпагат.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходного полимера используют дробленую полиэтилентерефталатную бутылку.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в сырье для экструзии добавляют 2-30 мас.% дробленой бутылочной пробки из полиэтилена.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2324775

patent-2324775.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс D01D5/42 разрезанием пленок на узкие ленты и(или) нити или фибриллированием пленок

Класс D01F13/04 из синтетических полимеров



Наверх