JP4582751B2 - Method for producing fibers - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維を製造するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリマー研究、特に機械的特性に関しての拠り所および動機となる技術の一領域に繊維工業がある。最も広く用いられる繊維形成方法は、溶融紡糸および溶液紡糸である。両方法において、ポリマーは紡糸口金のオリフィスから押出される。溶融紡糸においては溶融したポリマーが用いられるが、溶液紡糸においては紡糸用ドープ溶液がポリマー源である。
【０００３】
繊維の物理的および機械的特性に影響を与える多くの因子がある。紡糸用ドープ溶液が繊維の製造に用いられる場合、これらの特性を決定する鍵となる因子の１つは溶液中におけるポリマー濃度である。一定の一次の密度並びに引張弾性率、緩和作用および繊維強度のような一定の特性を有する繊維を製造するためには、この濃度における変動をできる限り避けるべきである。ポリマー濃度の変動を避けることは、高いポリマー濃度の紡糸用ドープ溶液が用いられる場合により一層重要となる。この場合において、濃度の小さな増加は、均質でないまたは高い粘性の紡糸用ドープ溶液の形成を起こす。そしてそれは一定の特性を有する繊維の製造に適さず、また、しばしば繊維の製造の際に都合の悪い製造装置の問題をもたらす。したがって、できる限り迅速且つ正確に濃度を決定することが重要である。
【０００４】
光の散乱、密度、導電率および屈折率の測定並びに赤外、近赤外、ラマンおよびＵＶ分光法のように、溶液中のポリマー濃度を決定するためのいくつかの方法が当該技術分野において知られている。最も一般的であるのは、紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度を溶液の密度を測定することによって決定するものである。しかしながら、しばしば前記測定は、認めるべき紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度にもたらされる変動に足りるほど正確ではない。さらに、紡糸用ドープ溶液の密度を測定するための装置は、清浄にするのが困難である。これらの欠点は、測定がインラインで行われる場合により一層重要となる。
【０００５】
したがって、本発明の第１の目的は、紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度を迅速且つ正確に決定するための方法を提供することにある。さらに、この決定に用いられる装置は好ましいことに、他の現在市販されている装置よりも清浄にするのが容易である。
【０００６】
驚いたことには、紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度を迅速且つ正確に決定する方法が発見されている。該決定は溶液中の超音波の伝搬速度を測定することによって行われるということに特徴付けられる。
【０００７】
紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度の迅速且つ正確な決定は、この濃度における変動をできる限り多く回避することができる。それゆえ、この方法は、一定の特性を有する繊維の製造用途に非常に適している。本発明による方法において用いられる超音波装置は、他の現在市販されている装置よりも清浄にし、取り付けそして校正するのが容易である。したがって、該超音波装置は、溶液中のポリマー濃度を決定するために、紡糸用ドープ溶液中の超音波の伝搬速度をインラインで測定する用途にも非常に適している。
【０００８】
超音波を用いてポリマー濃度を決定する方法は、Ｒ．Ｓ．Ｂｅａｒらによる”広い温度範囲にわたってポリマーブレンドを定量的に制御するための、非線形校正を用いた超音波パルス法”Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌ．６５，Ｎｏ．９，１１６９−７３（１９９３）に述べられている。しかし、該方法は紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度を決定するのに用いられることができる、ということについては開示されていない。さらに、該方法は一定の特性を有する繊維の製造に有利に用いられることができる、ということについても開示されていない。そしてとりわけ、該方法は溶液中の超音波の伝搬速度をインラインで測定することによって紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度を決定するのに用いられることができる、ということについて開示されていない。
【０００９】
本発明による方法は、任意の溶媒または任意の溶液中に任意のポリマーを溶解させることによってまたは懸濁させることによって、回分式または連続式のうちのいずれか一方で調製される紡糸用ドープ溶液を用いて利用されることができる。さらに、任意のポリマー濃度を有する紡糸用ドープ溶液を用いることができる。したがって、該方法は任意の繊維の製造に適用できる。高い引張弾性を有する繊維の製造に関しては、例えば芳香族ポリアミドの１種、より詳しくはポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）がポリマーとして用いられ、所望の特性を得るために高いポリマー濃度を有する紡糸用ドープ溶液を使用することがしばしば必要とされる。該方法は変動を制御するのに非常に適しているので、前記繊維の製造に有利に用いることができる。
【００１０】
高いポリマー濃度とは、不均一な紡糸用ドープ溶液が形成されるか、または、溶液が紡糸工程で用いるには高すぎる粘度になるような、少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％の濃度を意味する。この高い濃度は一般に、１０重量％と２５重量％の間である。ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）が硫酸溶液（約９９．８重量％）中のポリマーとして用いられる場合、この高い濃度は約１６〜２１重量％である。紡糸液濃度がこのように高い濃度で一定に保持されない場合、紡糸用ドープ溶液は、第１に一定の特性を有する繊維の製造においていくつかの問題をもたらし、そして繊維の製造の際製造装置に関する非常に都合の悪い問題にも通ずる。
【００１１】
本発明によるポリマー濃度の決定は、紡糸用ドープ溶液およびそれらの試料に利用することができ、そして超音波用のエミッターおよびレシーバーを含む超音波装置を用いて、溶液中の超音波の伝搬速度を測定することによって行われる。装置はエミッターで超音波波長を発生させ、このようなエミッターからの波長が溶液を通ってレシーバーに到達する時までに要する時間を測定し、エミッターとレシーバーの間の距離をこの時間で割って伝搬速度を計算する。５０ｋＨｚと１００ＭＨｚの間の周波数の超音波が用いられる。紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度は、この溶液中の超音波の伝搬速度をリファレンスの伝搬速度の値とグラフを含めて比較することによって決定されることができる。これらのリファレンスの値は、濃度が決定されなければならない紡糸用ドープ溶液と同じである、ポリマーを懸濁または溶解するための溶媒または溶液を用い、公知量のポリマーの紡糸用ドープ溶液中で測定されてきた。
【００１２】
超音波の伝搬速度（ｖ）は、以下の式に従って、溶液の密度（ｄ）および断熱圧縮率（ｃ）に一般に依存する。
【００１３】
【数１】

Figure 0004582751
【００１４】
その結果として、溶液の密度が減少した場合、溶液中の超音波の伝搬速度は増加する。密度は、温度、圧力および溶液中のポリマー濃度に依存する。それゆえ、紡糸用ドープ溶液中の超音波の伝搬速度は、ポリマー濃度のみならずこの溶液中の温度および圧力にも依存する。超音波の伝搬速度を測定するために用いられる超音波装置は、エミッターとレシーバー間の溶液中の温度について局所的な調節をするために、温度センサーを備えるのが好ましい。
【００１５】
紡糸用ドープ溶液中の超音波の伝搬速度は、測定が行われる溶液の流れにもわずかに依存する。伝搬速度は流れ方向に対して垂直に測定されるのが好ましい。エミッターとレシーバー間の距離もある役割を演じる。正確な測定に関して、エミッターとレシーバー間の溶液の温度と圧力が一定に保持され得る、比較的大きな距離が好ましい。実際的な距離は１ｃｍと１０ｃｍの間であるが、この範囲に本発明を限定することを意味するものではない。最も実際的であるのは、１ｃｍと５ｃｍの間の距離である。
【００１６】
超音波を用いて最も正確に紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度を決定するには、第１にポリマーが溶液中に均一に溶解しているかまたは分散していること、第２に溶液に気泡がないこと、そして最後に溶液中に存在する任意のポリマーまたは粒子の長さが、用いられる超音波の波長の半分よりも小さいこと、も好ましい。さらに、最も正確にポリマーの濃度を決定するのに十分な感度を得るために、ポリマーと、このポリマーを溶解させるかまたは懸濁させるために用いた溶液との間の密度に比較的大きな差があることが好ましい。
【００１７】
紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度の決定が溶液中の超音波の伝搬速度のインライン測定によって行われる場合、濃度の変動を制御するためおよびこのような変動を避けるのに適当な測定をするために、それはより一層実際的なものになる。インライン測定は、測定が紡糸用ドープ溶液中またはこの溶液を含む任意の工程流れ中で連続的にまたはある時間間隔で行われる、ということを意味する。インライン測定は自動的に、例えば電子またはコンピューターシステムによって制御されて行われるのが好ましい。このような電子またはコンピューターシステムは、必要なときできる限りすぐに紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度を補正し、それによってできる限り多くこの濃度における変動を避けるための信号またはコマンドを与えることができるのがより一層好ましい。
【００１８】
紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度を決定することに加えて、インラインでの超音波の伝搬速度を測定する超音波装置は、しばしば気泡および非溶解粒子の如き溶液中の他の異常を質的に制御するのにも用いられることができる。この制御は、一定の組成および特性の繊維の製造にさらに関連する。
【００１９】
本発明を以下の例と関連してさらに示す。
【００２０】
【実施例】
密度の測定を密度計測計ＤＩＭＦ２．０（Ｂｏｐｐ ａｎｄ Ｒｅｕｔｅｒ）を用いてインラインで行った。そして、約１．５ＭＨｚの周波数を有する超音波の伝搬速度の測定を超音波装置としてＬｉｑｕｉＳｏｎｉｃＴＭ（ＳｅｎｓｏＴｅｃｈ）を用いてインラインで行った。本実施例においてインラインとは、１６ｍｍの内径を有するチューブを通じて貯蔵タンクから紡糸口金へ流れる紡糸用ドープ溶液内を意味する。超音波装置のエミッターおよびレシーバーは、発生した超音波が流れ方向に対して垂直に伝搬し、そしてエミッターとレシーバー間の距離が約２ｃｍであるように配置されている。
【００２１】
１８．０４，１８．６０，１９．０３，１９．６０および１９．８３重量％のＰＰＴＡ（＝ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）を含む紡糸用ドープ溶液を、それぞれ硫酸（９９．８重量％）溶液中にＰＰＴＡの必要とされる量を分散させることによって回分式で調整した。
【００２２】
各紡糸用ドープ溶液中の超音波の密度および伝搬速度を、それぞれ８５℃、３５バールおよび２０ｋｇ／時の一定の温度、圧力および流速でインラインで測定した。
【００２３】
表Ｉの結果から、第１に、密度とＰＰＴＡ濃度の間にほとんど一次の関係があるということ、そして第２に、本実施例における密度測定の感度が％ＰＰＴＡ当たり約２．７ｋｇ／ｍ3であるということが結論される。このような測定の本質的な誤差は約０．０７４％ＰＰＴＡであり、これは測定の感度によって決定される密度計測計の明記された再現性（０．２０ｋｇ／ｍ3）として計算される。
【００２４】
さらに、表Ｉの結果から、第１に、超音波の伝搬速度もＰＰＴＡ濃度とほとんど一次の関係があるということ、そして第２に、本実施例における伝搬速度測定の感度が％ＰＰＴＡ当たり約１６．７ｍ／ｓであるということが結論付けられる。前記測定の本質的な誤差は約０．００６０％ＰＰＴＡであり、これは測定の感度によって決定される密度計測計の明記された再現性（０．１０ｍ／ｓ）として計算される。
【００２５】
本実施例は、超音波の伝搬速度の測定が密度の測定よりも％ＰＰＴＡについてはるかに敏感であるということを示す。また、超音波測定の結果における本質的な誤差は、密度測定の結果における本質的な誤差よりもはるかに小さい。したがって、本実施例の超音波測定は、紡糸用ドープ溶液中のＰＰＴＡ濃度の決定について密度測定よりもはるかに正確であるということが結論付けられる。
【００２６】
測定後、装置を清浄にした。超音波装置を清浄にするのは非常に容易であるが、密度測定に用いられる装置を清浄にするのはほとんど不可能であるということが明白になった。
【００２７】
【表１】
Figure 0004582751
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing fibers .
[0002]
[Prior art]
The textile industry is one area of polymer research, especially the groundwork and motivation for mechanical properties. The most widely used fiber forming methods are melt spinning and solution spinning. In both methods, the polymer is extruded from the spinneret orifice. In melt spinning, a molten polymer is used. In solution spinning, a spinning dope solution is a polymer source.
[0003]
There are many factors that affect the physical and mechanical properties of the fiber. When a spinning dope solution is used in the production of fibers, one of the key factors determining these properties is the polymer concentration in the solution. In order to produce fibers with constant primary density and constant properties such as tensile modulus, relaxation and fiber strength, variations in this concentration should be avoided as much as possible. Avoiding polymer concentration fluctuations is even more important when high polymer concentration spinning dope solutions are used. In this case, a small increase in concentration results in the formation of an inhomogeneous or highly viscous spinning dope solution. And it is not suitable for the production of fibers with certain properties, and often results in production equipment problems which are inconvenient in the production of fibers. It is therefore important to determine the concentration as quickly and accurately as possible.
[0004]
Several methods are known in the art for determining polymer concentration in solution, such as light scattering, density, conductivity and refractive index measurements and infrared, near infrared, Raman and UV spectroscopy. It has been. The most common is to determine the polymer concentration in the spinning dope solution by measuring the density of the solution. However, often the measurements are not accurate enough to account for the variations introduced in the polymer concentration in the spinning dope solution to be observed. Furthermore, the device for measuring the density of the dope solution for spinning is difficult to clean. These drawbacks are even more important when the measurements are made in-line.
[0005]
Accordingly, a first object of the present invention is to provide a method for quickly and accurately determining the polymer concentration in a spinning dope solution. Furthermore, the equipment used for this determination is preferably easier to clean than other currently marketed equipment.
[0006]
Surprisingly, a method has been discovered for quickly and accurately determining the polymer concentration in a spinning dope solution. It is characterized that the determination is made by measuring the propagation velocity of the ultrasonic wave in the solution.
[0007]
Rapid and accurate determination of the polymer concentration in the spinning dope solution can avoid as much variation in this concentration as possible. This method is therefore very suitable for the production of fibers with certain properties. The ultrasound device used in the method according to the present invention is easier to clean, install and calibrate than other currently marketed devices. Therefore, the ultrasonic apparatus is also very suitable for an application in which the propagation speed of ultrasonic waves in the spinning dope solution is measured in-line in order to determine the polymer concentration in the solution.
[0008]
A method for determining polymer concentration using ultrasound is described in R.W. S. Bear et al., “Ultrasonic Pulse Method with Nonlinear Calibration for Quantitative Control of Polymer Blends over a Wide Temperature Range”, Analytical Chemistry, Vol. 65, no. 9, 1169-73 (1993). However, there is no disclosure that the method can be used to determine the polymer concentration in the spinning dope solution. Furthermore, it is not disclosed that the method can be advantageously used for the production of fibers with certain properties. And among other things, it is not disclosed that the method can be used to determine the polymer concentration in the spinning dope solution by measuring in-line the velocity of ultrasonic propagation in the solution.
[0009]
The process according to the invention, any solvent or any by or suspended by dissolving any polymer in solution, batch or spinning dope solution to be made regulated by either of the continuous Can be used. Further, a spinning dope solution having an arbitrary polymer concentration can be used. Therefore, the method can be applied to the production of any fiber. For the production of fibers with high tensile elasticity, for example one of the aromatic polyamides, more particularly poly (p-phenylene terephthalamide) is used as the polymer and for spinning with a high polymer concentration in order to obtain the desired properties It is often necessary to use a dope solution. The method is very suitable for controlling fluctuations and can therefore be used advantageously in the production of said fibers.
[0010]
High polymer concentration means a concentration of at least 70%, preferably at least 80% such that a heterogeneous spinning dope solution is formed or the solution becomes too viscous for use in the spinning process. To do. This high concentration is generally between 10% and 25% by weight. When poly (p-phenylene terephthalamide) is used as the polymer in sulfuric acid solution (about 99.8% by weight), this high concentration is about 16-21% by weight. If the spinning solution concentration is not kept constant at such a high concentration, the spinning dope solution first poses several problems in the production of fibers with certain properties and relates to the production equipment during the production of the fibers. It leads to a very inconvenient problem.
[0011]
Determination of polymer concentration according to the present invention can be utilized in the spinning dope solution and those samples, and using an ultrasonic device comprising an emitter and receiver for ultrasonic sound waves, the propagation of ultrasonic sound waves in the solution This is done by measuring the speed. Device generates a super-sound wave teeth length at the emitter to measure the time taken by the time it reaches the receiver through the wavelength solution from such emitters, divided by the distance between the emitter and receiver in this time To calculate the propagation velocity. Ultra-sound wave with a frequency of between 50kHz and 100MHz is used. The polymer concentration of the spinning dope solution, can be determined by comparing the propagation velocity of the ultrasonic sound waves in the solution, including the values and graphs of the propagation velocity of the reference. These reference values are measured in spinning dope solutions of known amounts of polymer, using a solvent or solution to suspend or dissolve the polymer, which is the same as the spinning dope solution whose concentration must be determined. It has been.
[0012]
Propagation speed of ultrasonic waves (v) according to the following equation, is generally dependent on the density (d) and adiabatic compressibility of the solution (c).
[0013]
[Expression 1]
Figure 0004582751
[0014]
As a result, if the density of the solution is reduced, the propagation velocity of the ultrasonic sound waves in the solution increases. The density depends on temperature, pressure and polymer concentration in the solution. Therefore, the propagation velocity of the ultrasonic sound waves of the spinning dope solution is not polymer concentration only dependent on the temperature and pressure of the solution. Ultrasonic apparatus used to measure the propagation velocity of ultrasonic waves in order to local regulation for temperature in a solution of between emitter and receiver preferably comprises a temperature sensor.
[0015]
The propagation speed of the ultrasonic wave in the spinning dope solution is slightly dependent on the solution flow in which the measurement is performed. The propagation velocity is preferably measured perpendicular to the flow direction. The distance between the emitter and receiver also plays a role. For accurate measurements, a relatively large distance is preferred so that the temperature and pressure of the solution between the emitter and receiver can be kept constant. A practical distance is between 1 cm and 10 cm, but is not meant to limit the invention to this range. Most practical is a distance between 1 cm and 5 cm.
[0016]
For the most accurate determination of the polymer concentration of the spinning dope solution using ultrasonic waves, the polymer first is whether or dispersed are uniformly dissolved in the solution, air bubbles in the solution to the second the absence, and finally the length of any polymer or particles present in the solution, smaller than half the wavelength of the ultrasonic wave used, also preferred. Furthermore, there is a relatively large difference in density between the polymer and the solution used to dissolve or suspend the polymer in order to obtain sufficient sensitivity to determine the concentration of the polymer most accurately. Preferably there is.
[0017]
If the decision of the polymer concentration of the spinning dope solution is carried out by in-line measurement of the propagation velocity of the ultrasonic sound waves in the solution, for an appropriate measure to avoid and for such variations to control the variation of the concentration In addition, it becomes even more practical. In-line measurement means that the measurement is performed continuously or at certain time intervals in the spinning dope solution or in any process stream containing this solution. In-line measurements are preferably performed automatically, for example controlled by an electronic or computer system. Such an electronic or computer system can correct the polymer concentration in the spinning dope solution as soon as necessary and thereby provide as many signals or commands to avoid variations in this concentration as possible. Is even more preferable.
[0018]
In addition to determining the polymer concentration of the spinning dope solution, ultrasonic device for measuring the propagation velocity of the ultrasonic sound waves in line are often other abnormalities qualitative-mentioned solution of bubbles and undissolved particles It can also be used to control. This control is further related to the production of fibers fixed set formed you and characteristics.
[0019]
The invention is further illustrated in connection with the following examples.
[0020]
【Example】
Density measurement was performed inline using a density meter DIMF 2.0 (Bopp and Reuter). Then, it was carried out in-line with LiquiSonic TM (SensoTech) measuring the propagation velocity of ultrasonic waves having a frequency of approximately 1.5MHz as an ultrasonic device. In-line in this example means the inside of a dope solution for spinning that flows from a storage tank to a spinneret through a tube having an inner diameter of 16 mm. The emitter and receiver of the ultrasound device are arranged so that the generated ultrasound propagates perpendicular to the flow direction and the distance between the emitter and receiver is about 2 cm.
[0021]
Spinning dope solutions containing 18.04, 18.60, 19.03, 19.60 and 19.83% by weight of PPTA (= poly (p-phenylene terephthalamide) are each sulfuric acid (99.8% by weight). A batch adjustment was made by dispersing the required amount of PPTA in the solution.
[0022]
The density and propagation velocity of the ultrasonic sound waves of the dope solution for each spinning, 85 ° C., respectively, 35 bar and 20 kg / constant temperature when, as measured in-line at a pressure and flow rate.
[0023]
From the results in Table I, first, there is an almost linear relationship between density and PPTA concentration, and second, the sensitivity of density measurement in this example is about 2.7 kg / m 3 per% PPTA. It is concluded that The intrinsic error of such a measurement is about 0.074% PPTA, which is calculated as the stated reproducibility (0.20 kg / m 3 ) of the density meter determined by the sensitivity of the measurement.
[0024]
Furthermore, from the results in Table I, the first, the fact that most primary related to the propagation speed PPTA concentration of ultrasonic waves, and secondly, about sensitivity% per PPTA the propagation velocity measurement in this embodiment It can be concluded that it is 16.7 m / s. The intrinsic error of the measurement is about 0.0060% PPTA, which is calculated as the specified reproducibility (0.10 m / s) of the density meter determined by the sensitivity of the measurement.
[0025]
This example shows that the measurement of the propagation velocity of the ultrasonic wave is much more sensitive for even% PPTA than the measurement of the density. Also, inherent errors in the results of ultrasonic Namihaka constant is much smaller than the inherent errors in the result of the density measurement. Thus, ultra sound Namihaka constant in this embodiment, it is concluded that it is much more accurate than the density measured for the determination of the PPTA concentration of the spinning dope solution.
[0026]
After the measurement, the device was cleaned. Although it is very easy to clean an ultrasonic device, it has become clear that it is almost impossible to clean the device used for density measurement.
[0027]
[Table 1]
Figure 0004582751

Claims (4)

高いポリマー濃度の紡糸用ドープ溶液を紡糸口金のオリフィスから押出して繊維を製造するための方法であって、
前記ポリマーが芳香族ポリアミドであり、
前記高いポリマー濃度が１０〜２５重量％であり、
前記紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度を該溶液中の超音波の伝搬速度をインライン測定することによって決定し、そして
前記インライン測定が、必要なときに紡糸用ドープ溶液中のポリマー濃度を補正してポリマー濃度の変動を避けるための信号またはコマンドを与える電子またはコンピュータシステムによって自動的に制御されて行われるものである、前記方法。 A process for producing fibers by extruding a high polymer concentration spinning dope solution through an orifice of a spinneret, comprising:
The polymer is an aromatic polyamide;
The high polymer concentration is 10-25% by weight;
The polymer concentration of the spinning dope solution was determined by in-line measurement of the propagation velocity of the ultrasonic sound waves of the solution, and
The in-line measurement is automatically controlled by an electronic or computer system that provides a signal or command to correct the polymer concentration in the spinning dope solution to avoid polymer concentration fluctuations when needed. , Said method . 高いポリマー濃度が１６〜２１重量％である請求項１に記載の方法。2. A process according to claim 1 , wherein the high polymer concentration is 16 to 21% by weight. 芳香族ポリアミドがポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）である請求項１または２に記載の方法。The method according to claim 1 or 2 , wherein the aromatic polyamide is poly (p-phenylene terephthalamide). 伝搬速度が超音波用のエミッターおよびレシーバーを備える超音波装置を用いて測定される請求項１〜３のいずれかに記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 3, the propagation velocity is measured using an ultrasonic device comprising an emitter and receiver for ultrasonic sound waves.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AT380339B (en) * 1983-06-10 1986-05-12 Heimel Helmut METHOD AND DEVICE FOR THE EXAMINATION OF LIQUID PROPERTIES
JPS63243330A (en) * 1987-03-31 1988-10-11 Asahi Chem Ind Co Ltd Production of high-modulus fiber
US5762798A (en) * 1991-04-12 1998-06-09 Minntech Corporation Hollow fiber membranes and method of manufacture
CA2078277C (en) * 1992-09-15 1999-09-14 Luc Piche Ultrasonic characterization of polymer melts under processing conditions
US5354524A (en) * 1993-05-24 1994-10-11 Alan Sellars Monitoring concentration of dope in product manufacture
US6015617A (en) * 1997-06-20 2000-01-18 The Dow Chemical Company Ethylene polymer having improving sealing performance and articles fabricated from the same

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