Ultrasons pour la filature de fibres polymères

La filature de fibres polymères destinées à être utilisées dans les textiles et les tissus est une forme spécialisée d'extrusion, qui utilise une filière pour former de multiples filaments synthétiques continus. Les ultrasons peuvent être utilisés pour différents types de filage : filage à sec, filage par jet d'eau, filage par fusion et filage en gel. Les applications ultrasoniques comprennent Nettoyage de spinneret, mélange, Dissolution, Polymérisation et amincissement par cisaillement.

Dissolution des polymères et traitement chimique

Pour que le polymère puisse être filé, il doit être transformé en un état fluide. Par conséquent, à moins que le polymère ne soit fondu, il est dissous ou traité chimiquement pour former des dérivés solubles ou thermoplastiques.

À ce stade, les appareils à ultrasons Hielscher aider et accélérer le processus de dissolutionainsi que le l'interaction chimique avec les réactifs. Pour ce faire, des particules de polymères solides sont suspendues dans le solvant ou l'acide. Ce mélange est pompé dans un réacteur à ultrasons ou traité dans une cuve agitée avec des sondes à ultrasons, où les particules se dissolvent rapidement sous l'effet d'un cisaillement cavitationnel élevé. On obtient ainsi une solution de polymère homogène et uniforme. La vidéo ci-dessous présente une démonstration de la dissolution par ultrasons à l'aide d'un appareil à ultrasons à sonde (UP200St).

Nettoyage d'essoreuses à ultrasons

Une filière est une plaque à plusieurs pores à travers laquelle un fluide polymère est extrudé pour former des fibres synthétiques continues. À la sortie des petits orifices de la filière d'extrusion, le fluide polymère visqueux commence à se solidifier et les chaînes de polymère individuelles ont tendance à s'aligner dans la fibre en raison du flux visqueux. À ce stade, le polymère solide peut commencer à s'accumuler à la sortie de l'orifice fin, ce qui ralentit l'écoulement et finit par bloquer le canal de la plaque d'extrusion.

Le nettoyage des plaques d'extrusion de fibres de polymère solide est une tâche difficile, car les canaux individuels ont généralement un très petit diamètre. Les sondes ultrasoniques Hielscher sont utilisées pour exposer les plaques d'extrusion de fibres polymères à des jets liquides cavitationnels intenses, suffisamment puissants pour éliminer le polymère solide et les impuretés. – mais suffisamment souple pour ne pas endommager la géométrie délicate des capillaires de la filière. Ce dernier point constitue un avantage majeur par rapport aux aiguilles de nettoyage, aux fils ou aux forets. Bien que les aiguilles de nettoyage soient des outils fins, créés pour nettoyer des capillaires de petites dimensions, des nettoyages répétés endommagent la taille, la forme et la douceur des capillaires. Enfin, le temps nécessaire au nettoyage des filières multicanaux est également un facteur de coût important.

Pour l'acétate, le triacétate, l'acrylique, le modacrylique, le polybenzimidazole, le spandex ou le vinyon, le solvant utilisé pour dissoudre le polymère peut également être utilisé à des fins de nettoyage. Dans ce cas, le cisaillement de la cavité presse le solvant dans les orifices et favorise la dissolution.

Pour les polymères filés par fusion, tels que le nylon, l'oléfine, le polyester, le saran ou le sulfar, un traitement thermique préalable à la sonication peut contribuer à rendre le polymère plus cassant. Ce processus, appelé "oven burnout", réduit le polymère durci en cendres. Pour le nettoyage, de l'eau (avec jusqu'à 25 % d'acide phosphorique) ou de l'huile peuvent être utilisées comme simple fluide de couplage entre la sonde ultrasonique et la filière.
La sonication par sonde est beaucoup plus intense que dans les cuves de nettoyage et les ondes soniques sont dirigées directement vers les sorties des canaux de l'essoreuse. Il en résulte un nettoyage plus profond et plus rapide. Pour les canaux et les pores uniques, nous recommandons d'utiliser la sonication de type sonde. UP100H avec l'embout pointu MS2. Il s'agit d'un appareil à ultrasons rentable qui peut être tenu à la main ou monté sur un support. Pour les filières à pores multiples ou les plaques d'extrusion, le UIP1000hdT avec une sonde spéciale de 100 mm de diamètre.