Hilado
Las
fibras poliamidicas son fabricadas por hilado en punto de fusión (o extrusión)
seguidas por texturizado (o estirado). En hilado, el polímero fundido se lleva
desde un extrusor a una grilla metálica caliente, o directamente desde el
proceso de polimerización continua a la máquina hiladora. El polímero fundido
atraviesa un filtro y un hilador. Los filamentos fundidos que surgen son
apagados a través de aire de flujo cruzado en una chimenea vertical, atenuado
parcialmente en el estado fundido para lograr la densidad lineal del hilado
deseado y parcialmente en el estado sólido para desarrollar algún grado de
orientación. Los filamentos convergen y la preparación final es aplicada al hilo
para proporcionar lubricación y protegerlo de la estática al enrollarlo en un
carrete. En un proceso de dos pasos, los paquetes de hilados se retrasan
primero en un área acondicionada para mantener su integridad. Los hilos se
estiran entonces a un 30 a 600% de su longitud original, produciendo una mayor
resistencia a la tensión, estiramiento menor, y cristalización orientada. El
proceso del dibujo se controla y se modifica para lograr las propiedades del
hilo para el uso específico.
Hilado de hebras de Filamento Continuo
En el primer
proceso comercial de hilado de nylon, los pellets de polímero eran almacenados
bajo nitrógeno a presión en una tolva hermética desde la cual fluían por
gravedad a un rollo plano de 17 cm de diámetro calentado por un sistema central
de Dowtherm. La presión de nitrógeno transportaba al polímero fundido a una
bomba de engranajes, la cual forzaba al flujo a través de un filtro de arena y
a una máquina hiladora; las temperaturas de operación se mantenían por un
simple intercambiador de calor.
Los
filamentos fundidos eran templados en una chimenea con paneles laterales con
aire ambiente en contracorriente, y los filamentos templados convergían sobre
una guía cerámica para formar el hilo simple. El acabado se aplicaba con un
rodillo y el hilo era doblado sobre une bobina a unos pocos cientos de metros
por minuto. El hilado era estirado, y luego doblado.
El proceso
de polimerización continua del nylon utiliza directamente máquinas de hilado
acopladas en forma directa, eliminando la necesidad de los pellets de polímero.
El polímero
fundido debe enviarse rápidamente a la máquina de hilado en cantidades
controladas, pues de lo contrario el tamaño de los filamentos variarán y los
productos finales serán inaceptables estéticamente o en funcionamiento. Una
bomba de medición provee el flujo exacto de polímero fundido por unidad de
tiempo contra presiones de 70 MPa y a 300 C.
El hilado
múltiple puede alimentarse directamente desde un proceso continuo de
polimerización. Las líneas de alimentación del polímero fundido se hacen tan
cortas corno sea posible, y el polímero se distribuye a una serie de bombas y
luego a hiladoras donde se forma la fibra. El hilado pasa a chimeneas de
templado, acondicionadores de tubo, sobre rodillos de acabado y finalmente a los
carreteles. Se utilizan carreteles adicionales para el cambio rápido de un
nuevo rollo para evitar la pérdida de hilado. El hilo luego pasa a un
transportador monorriel para las áreas de estiramiento. De los varios pasos del
proceso de hilado, la filtración, extrusión, templado, y la aplicación de
materiales de finalización son probablemente los mas significantes en términos
de su efecto sobre la calidad, resistencia y uniformidad de las fibras.
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