CH635006A5 - Filter nonwoven for filtering polymer melts - Google Patents

Description

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PATENTANSPRUCH Filtervlies zum Filtrieren von Polymerschmelzen, bestehend aus einem Zweikomponentenfiltervlieskörper, der eingefasst ist von Haltevorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass es eine elastische, aus einer ausgehärteten Bindemasse bestehende Komponente und eine von ihr in unregelmässiger Verteilung benetzte, unelastische Komponente aus lagestabilisierten, polyfilen Glasfasern mit einem Filament-durchmesser von kleiner oder gleich 5 um aufweist.

Die Erfindung betrifft ein Filtervlies zum Filtrieren von Polymerschmelzen, bestehend aus einem Zweikomponenten-filtervlieskörper, der eingefasst ist von Haltevorrichtungen. Das Filtervlies eignet sich, um im Schnellspinnverfahren synthetische Endlosfaden herzustellen.

Die für die Herstellung von synthetischen Endlosfäden verwendete Polymerschmelze muss frei von Verunreinigungen sein, da sich in der Schmelze vorhandene Verunreinigungen nachteilig auf die textil-physikalischen Parameter der aus der Schmelze hörgestellten Endlosfaden auswirken. Es ist üblich, die Verunreinigungen vor dem Spinnprozess aus der Schmelze zu entfernen.

In der DD-PS 126 708 wird eine Filtereinlage zum Filtrieren von Schmelzen beschrieben, die aus 2 bis 10 Glasseidengewebeschichten unterschiedlicher Titer mit lose dazwischengestreuten 1 bis 5 Glasfaserschichten unterschiedlicher Titer besteht, wobei die durch diese Schichtenanordnung erreichten Verengungen und Erweiterungen der Filterkanäle mathematisch definiert über den Querschnitt der Filtereinlage verteilt sind. Diese im Schmelzestrom angeordnete vielschichtige Filtereinlage soll neben einem hohen Filtereffekt für forminstabile Verunreinigungen, wie sie die Hydrogelteilchen darstellen, auch gleichzeitig eine gegenüber bekannten Filtereinlagen verlängerte Standzeit aufweisen.

Im Hinblick auf die Verwendungsfähigkeit der Filtereinlage ist folgender Nachteil feststellbar. Beim Zuschalten der Filtereinlage in den Schmelzestrom stellt sich sofort ein sehr hoher Anfangsdruck der Schmelze von 150 bis 170 kp/cm2 ein. Dieser sehr hohe, offensichtlich durch den Aufbau der Filtereinlage hervorgerufene Anfangsdruck der Schmelze bedingt eine von vornherein niedrige Standzeit der Filtereinlage, da bei einem Schmelzedruck von grösser als 250 lcp/ cm2 die Filtereinlage mit aus der Schmelze zurückgehaltenen Verunreinigungen zugesetzt ist und ausgewechselt werden muss.

Das Ziel der Erfindung besteht in der Erhöhung der Standzeit einer Filtereinlage zum Filtrieren von Polymerschmelzen mittels einer im Aufbau einfachen, kostengünstigen Filtereinlage.

Der Einführung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filtervlies zum Filtrieren von Polymerschmelzen zu schaffen, das eine gezielte Beeinflussung der Verweilzeit der Schmelze im Filtervlies bei einem optimalen Filtereffekt insbesondere für forminstabile Verunreinigungen ermöglicht.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe bei einem eingangs genannten Filtervlies dadurch gelöst, dass es eine elastische, aus einer ausgehärteten Bindemasse bestehende Komponente und eine von ihr in unregelmässiger Verteilung benetzte, unelastische Komponente aus lagestabilisierten, polyfilen Glasfasern mit einem Filamentdurchmesser von kleiner oder gleich 5 um aufweist.

Es wurde überraschend gefunden, dass sich beim Einsatz eines Ausführungsbeispieles eines etfmdungsgemässeti Filtervlieses nur ein sehr geringer Anfangsdruck der Schmelze einstellt.

Die in einem Bereich von kleiner 5 um unterschiedliche Filamentdurchmesser aufweisenden, polyfilen Glasfasern des Filtervlieses sind von einer in ungleichmässiger Verteilung aufgetragenen Bindemasse benetzt. Es ist zweckmässig, die Glasfasern unterschiedlicher Filamentdurchmesser vor dem Auftragen der Bindemasse zu mischen. Die Bindemasse stellt nach ihrem Aushärten den Zusammenhalt der Glasfasern her und führt zu ihrer Lagestabilisierung.

Es ist vorteilhaft, eine Bindemasse zu wählen, die bei Betriebsbedingungen des Filtervlieses, zum Beispiel bei seiner Anordnung im Polyesterschmelzestrom, bis zu mindestens 300 °C hitzestabil ist.

Die durch die Glasfaser-Bindemasse-Kombination erreichte Elastizität des Filtervlieskörpers bleibt bis zu einem Maximaldruck von 500 kp/cm2 erhalten.

Es ist zweckmässig, als Haltevorrichtungen Stützgewebe aus Glasseiden-Roving-Gewebe oder Siebgewebe aus hochlegiertem Draht einzusetzen.

Der Filtervlieskörper ist nach dem Einpassen in Haltevorrichtungen für eine zentrale oder dezentrale Schmelzefiltration einsetzbar.

Beim Zuschalten des erfindungsgemässen Filtervlieskörpers in den Schmelzestrom wird er dem Strömungsdruck der Schmelze ausgesetzt. Dabei werden seine unterschiedliche Querschnitte aufweisenden Hohlräume und Kanäle, wobei die Querschnitte der Hohlräume und Kanäle im Durchschnitt grösser sind als die Querschnitte der abzuscheidenden formstabilen und forminstabilen Verunreinigungen, unter dem Strömungsdruck der Schmelze verkleinert. Durch diese elastische Anpassung der Hohlräume und Kanäle des Filtervlieses an die vorliegenden Betriebs- und Verunreinigungsbedingungen wird bei zunehmender Verunreinigung des Filtervlieses und damit verbundenen steigendem Druckabfall eine Passage des bereits fixierten Filtrats vermieden. Die formstabilen und forminstabilen Verunreinigungen der Schmelze werden einmal dadurch zurückgehalten, weil sie grösser sind als der für ihre Passage erforderliche freie Querschnitt des Filtervlieskörpers, und zum anderen durch das Auftreten von Adhäsionskräften zwischen den Verunreinigungen und den Filamenten des Filtervlieskörpers, wenn es sich um Verunreinigungen handelt, die von ihren Abmessungen her das Filtervlies passieren können.

Durch den Aufbau des erfindungsgemässen Filtervlieskörpers gelingt es, die Verunreinigungen gegen den Widerstand des fliessenden Mediums so nahe an die Glasfasern heranzuführen, dass Adhäsionskräfte mit einer derartigen Intensität wirksam werden, die die Verunreinigung an die Glasfasern binden. Die Statik des Vliesaufbaus wird bei der Schmelzepassage durch die stärkeren Glasfaserfilamente erreicht, während die schwächeren Glasfaserfilamente die Kontakthäufigkeit mit den Verunreinigungen bestimmen.

Am Filtervlieskörper stellt sich ein sehr niedriger Schmelzeanfangsdruck von kleiner 40 kp/cm2 ein, der eine wesentlich erhöhte Standzeit des erfindungsgemässen Filtervlieskörpers zur Folge hat.

Beim Passieren der Schmelze werden im Filtervlieskörper mindestens 80% der zum Teil fadenbruchwirksamen, forminstabilen Verunreinigungen und sämtliche formstabilen Verunreinigungen abgeschieden. Die aus der filtrierten Polymerschmelze im Schnellspinnverfahren hergestellten Endlosfäden weisen textil-physikalische Parameter auf, die in den bekannten Grössenordnungen der mit üblichen Abzugsgeschwindigkeiten ersponnenen Fäden liegen.

Gegenüber den bekannten Filtermaterialien weist die

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erfindungsgemässe Lösung folgende Vorteile auf. Der Filtervlieskörper ist kostensparend aufgebaut und bequem zu handhaben. Seine Standzeit liegt im Durchschnitt bei über 2000 Stunden.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel nachstehend näher erläutert werden. Aus Material für den erfindungsgemässen Filtervlieskörper werden polyfile Glasfasern mit einem Filamentdurchmesser von 5 und 0,5 (im gemischt und mittels einer in ungleichmässiger Verteilung aufgetragenen PTFE-Bindemasse lagestabilisiert. Der Filtervlieskörper, dessen Haltevorrichtungen Stützgewebe aus hoch-

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legiertem Metalldraht sind, wird in das Düsenpaket einer Spinneinrichtung eingepasst und durch Verschrauben des Düsenpaketoberteils und -Unterteils befestigt, so dass er sich im Schmelzeraum der Spinneinrichtung befindet. Nach Zu-5 schalten eines Polyesterschmelzestroms stellt sich am Filtervlieskörper ein Schmelzeanfangsdruck von 30 kg/cm2 ein. Bei einem Schmelzedruck von 270 kg/cm2 ist nach einer 3 OOOstündigen Standzeit der Filtervlieskörper auszuwechseln. Die Fadenbruchzahlen der aus der filtrierten Polyester-lo schmelze schnellgesponnenen Fäden liegen bei 0,001 Fadenbrüchen pro 100 km.