4.3. Вироби, що отримуються екструзією латексних композицій

Методом екструзії латексних композицій виготовляють, в основному, латексні нитки і у відносно невеликих об'ємах латексні трубки.

4.3.1. Латексні нитки

Латексні нитки широко застосовуються при виготовленні панчішно-шкарпеткових виробів, одягу, еластичних бинтів і ряду виробів технічного призначення.

З урахуванням умов їх експлуатації вони характеризуються (табл.4.23) високою міцністю, еластичністю, низьким значенням залишкових деформацій, високою стійкістю до дії тепла і багатократної дії гарячої води. Нитки не повинні змінювати кольору в процесі експлуатації.

Таблиця 4.23

Физико-механические властивості латексних ниток

Найменування показника	Можливі межі зміни властивостей
Діаметр нитки, мм	0,2...0,6
Умовна міцність при розтягуванні, МПа	26...35
Відносне подовження при розриві, %	600... 700
Залишкове подовження після розтягування на 500%, %	6...8
Напруга при подовженні 300% після 5 циклів подовження на 400% ("модуль Шварца"), МПа	1,3...1,6
Зміна умовній міцності при розтягуванні після старіння в повітряному середовищі при температурі 100°С протягом 16 годин, %	<35
Зміна "модуля Шварца" після прання в розчині СМС при температурі 85°С протягом однієї години, %	<40

Близько 13% загального світового споживання концентратів натурального латексу використовуються для виготовлення латексних ниток [22, с. 160].

Багато виробників латексних ниток вважають за краще застосовувати для їх виготовлення натуральний латекс, концентрований методом вершковітділення, через його кращі технологічні властивості, не дивлячись на вищу вартість в порівнянні з натуральними центрифугованими латексами.

Проте вдосконалення рецептури латексних композицій і технології виробництва ниток зумовили останніми роками переклад цього виробництва на застосування натуральних центрифугированных латексів.

При розробці латексних композицій враховувалися специфічні особливості виробництва ниток.

Латексні композиції повинні характеризуватися стабільною в'язкістю при зберіганні і одночасно володіти високою швидкістю гелеутворення під впливом кислих середовищ.

У латексних композиціях перед їх екструзією не допускається наявність міхурів, коагулюма, погано диспергированных інгредієнтів.

У табл. 4.24 приведені рецептури деяких латексних композицій, вживаних у виробництві латексних ниток.

Таблиця 4.24

Рецептура латексних композицій для виготовлення ниток

Найменування інгредієнтів	Дозування, частини маси сухої речовини на 100 частин маси сухої речовини латексу
	I	II [3, с. 230]	III [3, с. 230]
Натуральний вершковідокремлений високоаміачний латекс (65%)	100	—	—
Натуральний низькоаміачний центрифугований латекс (61,5%)	—	100	100
Розчин гідроксиду калія (10%)	0,5	0,4	0,4
Розчин олеата калія (20%)	0,5	—	—
Розчин лаурата калія (20%)	0,4	0,5	0,5
Дисперсія сірки (50%)	1,4	1,5	0,2
Дисперсія цинкової солі меркаптобензотіазола (50%)	2,0	1,5	—
Дисперсія дибутилдітіокарбамата цинку (50%)	0,40	0,25	—
Дисперсія діетилдітіокарбамата цинку (50%)	—	—	2,0
Дисперсія тетраметилтиурамдисульфіда (50%)	—	—	2,0
Емульсія гептальдегіданіліна (30%)	0,10	—	—
Розчин тіосечовини (10%)	—	—	0,5
Дисперсія оксиду цинку (50%)	5,0	1,5	2,0
Дисперсія протизістарювача (40%)	2,0	2,0	1,25
Емульсія церезину (20%)	1,0	—	—
Дисперсія двоокису титану (50%)	5,0	5	5

Латексні композиції для виробництва ниток в обов’язковому порядку піддають гогенізації та вакуумуванню.

Після виготовлення та визрівання латексні композиції піддають в гомогенізатор, що являє собою насос високого тиску з спеціальними клапанами. При проходженні через клапани насоса композиція піддається гомогенізація і одночасно перекачується в ємкості для живлення лінії виготовлення ниток.

Рис. 4.47. Схема фільєри (капіляра) для екструзії латексної композиції у ванну з коагуляцією: 1 - фільєра (капіляр); 2 - ванна з коагуляцією; 3 - коагуляція; 4 - гель у вигляді нитки

Ємкість живлення лінії виготовлення ниток має сорочку для подачі в неї охолоджуючої води, мішалку і підключена до лінії вакууму. При гомогенізації латексна композиція розігрівається. У ємкості живлення композицію охолоджують і потім підключають вакуум для видалення з композиції повітряних міхурів. При постійному перемішуванні композицію вакуумують. Температуру латексної композиції в ємкості живлення підтримують в межах 20.. .25°С.

Латексну нитку виготовляють методом безперервної екструзії латексної композиції через скляні або сталеві фільєри (капіляри), що калібруються (табл. 4.25), в коагуляційну ванну з розчином оцтової кислоти (рис. 4.47). Під дією кислоти видавлювана з фільєри латексна композиція коагулює. Латексний гель, що утворився, промивають, сушать і вулканизуют.

Таблиця 4.25

Внутрішній діаметр фільєр при виготовленні латексних ниток

Діаметр нитки, мм	Внутрішній діаметр фільєри, мм
0,2	0,6-0,7
0,3	0,8-0,9
0,6	1,2-1.3

Принципова схема лінії для виробництва латексних ниток представлена на рис. 4.48.

Рис. 4.48. Схема установки для виготовлення ниток методом екструзії латексних композицій: 1- ємкість для живлення; 2 - дозатор, регулюючий гідростатичний натиск при екструзії латексної композиції; 3 - колектор; 4 - фільєра (капіляр); 5 - ванна з коагуляцією; 6 - протягуючий вал; 7 - нитка; 8 - камера сушки і попередньої вулканізації; 9 - талькатор; 10 - каландр; 11 - стрічка з ниток; 12 - камера вулканізації; 13-ванна для промивки водою

Латексна композиція під невеликим надмірним тиском (0,04...0,06 МПа), створеним в ємкості живлення 1, подається через тканинні фільтри в дозатор 2, призначений для подачі у фільєри латексної композиції із заданим гідростатичним натиском. Гідростатичний натиск може регулюватися залежно від діаметру нитки, що випускається, в'язкості латексної композиції. Зазвичай регулювання гідростатичного натиску здійснюють положенням дозатора по висоті. При постійному асортименті по діаметру ниток, що випускаються, і постійних характеристиках латексних композицій (в'язкість, зміст сухих речовин і т. д.) гідростатичний натиск підтримується автоматично.

З дозатора латексна композиція поступає в колектор 3 і видавлюється через фільєри 4 у ванну з коагуляцією 5.

Як коагуляція застосовують розчин оцетової кислоти:

оцтова кислота............................15-35 частин маси;

демінералізована вода................85-65 частин маси.

Разом: ......................................... 100-100 частин маси.

Вміст оцтової кислоти в розчині міняють залежно від діаметру ниток, що випускаються, а також при зміні характеристик латексній композиції (агрегативная стійкість в кислому середовищі). Коагуляція у ванні має прямоточную циркуляцію по відношенню до напряму руху нитки. При циркуляції коагуляція пропускається через фільтри. В ході процесу екструзії латексної композиції концентрація оцтової кислоти у ванні зменшується. Тому проводять підживлення ванн свіжим розчином оцтової кислоти, підтримуючи тим самим постійну її концентрацію у ванні коагуляції. Ванна для коагуляції, виготовлена з неіржавіючої сталі, має сорочку, що дозволяє за рахунок подачі в сорочку води підтримувати постійну температуру коагуляції. Температуру коагуляції підтримують в межах 25±3°С. Технологічні параметри процесу екструзії латексної композиції, в основному, визначають кінцевий діаметр вулканізованої нитки.

Він залежить від гідростатичного натиску при екструзії латексної композиції, внутрішнього діаметру фільєри, вміст полімеру в латексній композиції і її в'язкості.

В результаті оцінки впливу цих чинників на кінцевий діаметр латексних ниток було отримано наступне емпіричне співвідношення [22, з. 161]:

де Д - діаметр вулканізованої нитки, мм; г - радіус фільєри, мм; h - гідростатичний натиск, мм; з - частка сухої речовини в композиції;  - в'язкість композиції, мПа*с; K - коефіцієнт (для композицій з натурального центрифугированного латексу К = 2).

На кінцевий діаметр вулканізованої нитки, окрім вказаних вище чинників, впливає витяжка нитки в результаті простягання її за допомогою протягуючих роликів 6, встановлених в декількох точках виробничої лінії.

Що утворився в результаті коагуляції латексної композиції, що виходить з фільєри у вигляді нитки, гель характеризується достатньою міцністю, необхідною для простягання його за допомогою обертання роликів, що протягують примусово, по наступних технологічних операціях.

З ванни з коагуляцією нитки гелю витягуються роликом 6 і пропускаються через ванну для промивки 13. Промивку здійснюють в проточній воді при температурі води 30...60°С. В ході промивки віддаляються оцтова кислота і що містяться в гелі водорозчинні, некаучукові речовини.

Бажано, щоб вода для промивки не містила міді і заліза, оскільки вони можуть викликати фарбування нитки.

Ванни для промивки повинні бути виготовлені з неіржавіючої сталі і мати сорочку для циркуляції гарячої води.

Нитки, що виходять після промивки, вкладаються на транспортерну стрічку і транспортуються в тунельну камеру 5 для сушки і попередньої вулканізації. Камера для сушки і попередньої вулканізації є каналом з тепловою ізоляцією, в якому рухається транспортерна стрічка, зазвичай з азбестової тканини, просоченої термостійкими смолами.

Камера підрозділена на декілька зон, температура циркулюючого гарячого повітря в яких зростає від 90°С на початку камери і до 130С - в кінці.

При виході з камери попередньої сушки і вулканізації нитки пропускають через талькатор 9 і потім вони поступають на установку для утворення стрічки 10.

При виготовленні стрічки нитки пропускають через гребінку, сполучне кільце і потім через зазор між валяннями каландра. Стрічку зазвичай формують з 30...40 індивідуальних ниток.

Зчеплення окремих ниток в стрічці повинне бути достатнє міцним, але одночасно при необхідності кожна нитка могла б бути легко відокремлена від решти стрічки.

На міцність зчеплення ниток в стрічці впливає тиск валів каландра і ступінь вулканізації полімеру нитки. Тиск валів каландра підтримують в межах 0,2...0,3 МПа/см².

Високий ступінь вулканізація полімеру нитки перешкоджає утворенню стрічки. При низькому ступені вулканізації утруднено роз'єднання стрічки на окремі нитки.

Нитки, зібрані в стрічки, укладаються на транспортер і транспортуються в камеру остаточної вулканізації 12. Вулканізацію здійснюють в середовищі гарячого повітря при температурі 130...140°С.

На ряду виробництв, оснащених старішим устаткуванням, після талькування частину ниток намотують на котушки, а інша частина формується в стрічки і укладається в коробки. Нитки на котушках і коробки із стрічками поміщають в камери для остаточної вулканізації.