制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置，其具有一个或多个挤压孔；具有气体鼓风机；所述气体鼓风机通过多个排出孔用侧向气流吹扫通过挤压孔挤压的材料，其中一部分气流作为热分流，另一部分作为冷分流；和具有至少一个将气流加热为热分流的加热元件。本实用新型专利技术可避免不期望的粒子形成和挤压机的沉积或各个纺丝线的污染。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及挤压装置，特别是制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置。
技术介绍
纤维素和其他聚合物可溶于合适的溶剂并 通过受控制的固化转化为期望的成型件。当所述成型件为线、丝等时，也提及纺丝工艺。将纤维素例如溶于氧化胺的水溶液，特别是N-甲基-吗啉-N-氧化物(NMMO)的溶液，从而由获得的纺丝溶液制备纺丝产品，如短纤维丝、箔等。这通过在挤压工具的挤压料通过空气间隙进入凝固浴之后使挤压料在水或稀释的氧化胺溶液中沉积得以实现。US 4，416，698涉及纤维素溶液的挤压方法或纺丝方法以使纤维素成型为线。其中流体纺丝材料(纤维素和NMMO (N-甲基吗啉-N-氧化物)或其他叔胺的溶液)通过挤压成型并在凝固浴中固化和膨胀。所述方法也被称作“Lyocell”法。US 4，246，221和DE 2913589描述了制备纤维素丝或纤维素箔的方法，其中纤维素以流体形式铺开。其中描述了纺丝工艺，在该工艺中纤维素溶于氧化叔胺中，其中得到的纤维素溶液通过喷嘴工具进行挤压，通过空气间隙而被挤压至纺丝漏斗中，并在纺丝漏斗末端以长丝取出。使用的纺丝漏斗具有纺丝浴的供给工具和排出工具。US 5，252，284中描述了另一种方法，其中使用长的成型毛细管以使纤维素物质成型。WO 93/19230A1描述了 Lyocell法的改进，其中含纤维素的纺丝材料在成型之后和引入凝固浴之前立即冷却。WO 94/28218A1描述了制备纤维素丝的方法，其中通过喷嘴使纤维素溶液成型为多根线。所述线通过气体环流的间隙被引入凝固浴(“纺丝浴”)并连续排出。WO 03/057951A1中描述了成型装置和Lyocell法的另一变型，其中含纤维素的纺丝材料在成型之后被引导通过屏蔽区域继而通过冷却区域。EP 0430926B1中描述了具有纺丝喷嘴头和纺丝板的纺丝喷嘴，其中所述纺丝板由稳固的支撑板组成，所述支撑板具有孔。在上述孔中插入安有纺丝毛细管的喷嘴板。出版物“TheTemperature of Fibres during Air-Gap Wet Spinning Coolingby Convection and Evaporation-Volker Simon (Int. J. HeatMass Transfer.第 37 卷，7号，第1133-1142页，1994)描述了纺丝工艺的流程。其中，引入空气间隙的聚合物包含水且所述水在纺丝工艺的过程中在纺丝线的表面蒸发，且所述水的蒸发对纺丝线产生冷却作用。可推断，挤压过程中的纤维温度相对较高，并且水从纤维蒸发导致纺丝环境的水含量升闻。因此，水蒸汽的梯度情况为水蒸汽质量流从纤维方向指向周边。丝中存在的热量使得丝中发生水的蒸发，由此产生比熔融纺丝更为剧烈的冷却。在另一陈述中描述了 NMMO法中使用的纺丝料由非溶剂(水)、溶剂(氧化胺=NMMO)和纤维素组成。作者最终推断，溶剂在成型过程中不蒸发。
技术实现思路
根据本技术发现，挤压和随后的冷却可导致不期望的粒子形成和挤压机的沉积或各个纺丝线的污染。因此，例如成型料的各个组分可作为固体粒子在挤压和冷却之后立即与仍为流体的纺丝线分离，并损害装置或产物品质。本技术的任务是提供可避免所述缺点的改善的挤压装置。因此，本技术涉及通过一个或多个 挤压孔挤压流体使流体成型并在接收浴中使材料固化从而由材料流体制备固体材料丝和材料箔或材料膜的方法，其中成型的材料在挤压孔和接收浴之间穿过侧向气流，其中所述气流被分为热分流和冷分流，其中所述材料在进入接收浴之前首先与热分流接触，然后与冷分流接触。本技术还涉及一种制备固体材料丝或材料箔的挤压装置，特别是纺丝喷嘴布局，所述挤压装置具有一个或多个挤压孔；具有气体鼓风机；所述气体鼓风机通过多个排出孔用侧向气流吹扫通过挤压孔挤压的材料，其中一部分气流作为热分流，另一部分作为冷分流；和具有至少一个将气流加热为热分流的加热元件。所述装置可用于进行根据本技术的方法。根据本专利技术的制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置，其特征在于，所述挤压孔容纳于挤压板中，所述挤压板具有加热元件。根据本专利技术的制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置，其特征在于，所述挤压板的传热系数为5至100W/mK。根据本专利技术的制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置，其特征在于，所述挤压板的传热系数为10至60W/mK。根据本专利技术的制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置，其特征在于，在所述侧向气流的方向上设置有多个挤压孔。根据本专利技术的的制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置，其特征在于，所述挤压孔设置于凸面挤压板上，其中挤压板边缘与挤压装置的外倾角a为锐角。根据本专利技术的制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置，其特征在于，其具有沿挤压装置层流地引导气流的导向元件。根据本专利技术的制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置，其特征在于，其具有沿挤压板的凸面区域层流地引导气流的导向元件。根据本专利技术的制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置，其特征在于，所述鼓风机与挤压装置呈锐角排布。根据本专利技术的制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置，其特征在于，所述侧面气流为层流，使得没有分流的混合。根据本专利技术的制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置，其特征在于，其进一步具有接收浴，所述挤压的材料通过气流之后可被引入接收浴中以固化。根据本专利技术的制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置，其特征在于，所述挤压孔和接收浴之间的区域完全由侧面气流吹扫。所述热分流为加热的气流分流。通过热分流可阻止材料或部分材料转化为固体状态并在挤压孔或纺丝线处形成沉积物，或在挤压孔和接收浴之间的区域内沉积出通过气流喷出的粒子，如结晶产物或低聚物。所述冷分流为例如气温下的冷却的气体分流。热分流的温度优选超过预期粒子的熔化温度。在通常在80°C至115°C的温度下挤压的纤维素-NMMO-水的流体的情况下，预期NMMO-水合物形成的粒子。因此，热分流应具有至少75°C的温度。冷分流和热分流的区域直接相邻，使得挤压的材料在挤压装置中基本上不经历湍流或不同的气流流速。由此在冷分流区域内达到平稳过渡，从而阻止沉积和产生固化的材料粒子。冷分流中，材料的粘度在挤压孔和接收浴(用于固化材料的“凝固浴”)之间的流体相中降低。然而，所述冷却不应在挤压孔之后立即进行，因为其可导致沉积和孔的堵塞。特别地，在孔之前的区域内进行加热是有利的。理论上使用热熔性或热溶性材料。材料在挤压孔处的温度可在70和130°C之间。热分流优选以与挤压孔处的材料温度相差至多20°C，特别优选至多10°C或5°C的热温度流过。冷分流的温度优选为在0和50°C之间。本技术的具体实施方案的特征特别在于穿过挤压孔和接收浴之间的区域的受控制的气流。因此形成热分流和冷分流。气流应为层流或非湍流，从而避免分流的混合 或基本上不导致分流的混合。通过受控制的气流形成各个气流区域，特别是热分流和冷分流。所述气体优选为不与材料反应的任意惰性气体，优选空气。气流的各个分流，特别是热分流和冷分流，以基本上相同的速度流经挤压的材料。挤压装置基本上垂直于气体的流向。所述气流仅流经成型材料的一侧。挤压孔和接收浴之间的区域(在该区域中材料仍为流体)也被称作流体区域。通过进入接收浴使得材料固化。称为固体区域。根据本技术优选在流体区域中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备固体的材料丝或材料箔的挤压装置，其特征在于，其具有一个或多个挤压孔；具有气体鼓风机；所述气体鼓风机通过多个排出孔用侧向气流吹扫通过挤压孔挤压的材料，其中一部分气流作为热分流，另一部分作为冷分流；和具有至少一个将气流加热为热分流的加热元件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F·埃克，S·济凯利，
申请(专利权)人：奥若泰克股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：