TW202211970A - 過濾聚合物之裝置以及過濾聚合物的方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種過濾聚合物之裝置，其包含一聚合設備以及一過濾裝置。聚合設備包含一高分子管路、一聚合槽以及一模頭，高分子管路之一端設置聚合槽，另一端設置模頭。過濾裝置設置於高分子管路中，並與模頭連接，過濾裝置包含一外層濾網以及一內層濾網，外層濾網設有複數個具有一第一孔徑之孔洞，內層濾網設置於外層濾網之內部，並設有複數個具有一第二孔徑之孔洞，且第一孔徑大於第二孔徑，其中外層濾網與內層濾網呈一中空直筒狀。藉此，本發明可在聚合物流動時增加過濾碳化物的效果、提升模壓、切片品質以及出料穩定性。

Description

過濾聚合物之裝置以及過濾聚合物的方法

本發明是有關於一種過濾裝置以及過濾方法，尤其是關於一種過濾聚合物之裝置以及過濾聚合物的方法。

目前，在產業上的批次聚合桶槽之清洗技術主要分為兩個種類，一種為溶劑清洗，而另一種為高壓蒸氣吹清。溶劑清洗一般較適用於小型反應槽，透過選用和聚合物相溶的溶劑並以適當溫度促進聚合物溶解，此方法的優點在於洗淨度較高，但缺點則為溶劑價格高、溶劑溢散的風險以及清洗後的廢液處理不易，容易造成環境及空氣的污染，因此並不適合大型反應槽使用。另外，高壓蒸氣吹清一般較適合大型反應槽，其和溶劑清洗相比單位價格較低且無廢液產生，但缺點為吹清時無法完全清洗乾淨，容易殘留在管壁或桶壁形成碳化物，造成汙染後續批次的狀況。

因此，大多工廠在考慮產量及成本上，通常會選擇以蒸汽吹清方式來清洗聚合桶槽，但出料、紡切時管壁及桶槽內的碳化物會隨著高分子的流動而被慢慢帶出，導致紡切時會造成切粒異常(如:併條、黑粒)，使切片品質及良率降低，且切片中碳化物過多容易造成紡絲時過濾性變差而良率及紡口週期下降。

有鑑於此，如何改善一種過濾聚合物之過濾裝置，可在聚合物流動時，增加過濾碳化物的效果，進而提升切片品質，遂成相關業者努力的目標。

本發明之一目的在於提供一種過濾聚合物之裝置以及利用此裝置過濾聚合物的方法，藉由不同孔徑之濾網捲取製作成如管狀的過濾裝置，並安裝於高分子管路中，可過濾掉出料時的碳化物和雜質，降低紡切異常的發生。

本發明之一實施方式提供一種過濾聚合物之裝置，其包含一聚合設備以及一過濾裝置。聚合設備包含一高分子管路、一聚合槽以及一模頭，高分子管路之一端設置聚合槽，另一端設置模頭，且高分子管路之一端位於聚合槽的下方。過濾裝置設置於高分子管路中，並與模頭連接，過濾裝置包含一外層濾網以及一內層濾網，外層濾網設有複數個具有一第一孔徑之孔洞，內層濾網設置於外層濾網之內部，並設有複數個具有一第二孔徑之孔洞，且第一孔徑大於第二孔徑，其中外層濾網與內層濾網呈一中空直筒狀。

依據前述實施方式之過濾聚合物之裝置，其中外層濾網靠近模頭之一端可包含一延伸部，延伸部朝模頭漸擴而形成喇叭狀，且延伸部與外層濾網為一體成型。

依據前述實施方式之過濾聚合物之裝置，其中外層濾網之過濾面積可為150 cm ²至10000 cm ²。

依據前述實施方式之過濾聚合物之裝置，其中內層濾網之過濾面積可為100 cm ²至9000 cm ²。

依據前述實施方式之過濾聚合物之裝置，其中外層濾網以及內層濾網之目數可為40目至100目。

本發明之另一實施方式係在於提供一種過濾聚合物的方法，其包含提供一聚合設備、進行一第一聚合測試、提供一過濾裝置以及進行一第二聚合測試。聚合設備包含一高分子管路、一聚合槽以及一模頭，高分子管路之一端設置聚合槽，另一端設置模頭，且高分子管路之一端位於聚合槽的下方。第一聚合測試係將一聚合物進行一批次聚合後，以蒸汽清洗聚合設備。過濾裝置設置於高分子管路中，並與模頭連接，過濾裝置包含一外層濾網以及一內層濾網，外層濾網設有複數個具有一第一孔徑之孔洞，內層濾網設置於外層濾網之內部，並設有複數個具有一第二孔徑之孔洞，且第一孔徑大於第二孔徑，其中外層濾網與內層濾網呈一中空直筒狀。第二聚合測試係將聚合物重複進行批次聚合後，藉由過濾裝置過濾聚合物中的殘留物，再將過濾裝置移除並以蒸汽清洗聚合設備。

依據前述實施方式之過濾聚合物的方法，其中外層濾網靠近模頭之一端可包含一延伸部，延伸部朝模頭漸擴而形成喇叭狀，且延伸部與外層濾網為一體成型。

依據前述實施方式之過濾聚合物的方法，其中外層濾網之過濾面積可為150 cm ²至10000 cm ²。

依據前述實施方式之過濾聚合物的方法，其中內層濾網之過濾面積可為100 cm ²至9000 cm ²。

依據前述實施方式之過濾聚合物的方法，其中外層濾網以及內層濾網之目數可為40目至100目。

藉此，本發明透過不同孔徑之外層濾網以及內層濾網捲取成中空直筒狀的過濾裝置，並安裝於聚合設備中，可降低成品切片的碳化物含量及大小，亦可提升後段製程(如紡絲製程)的製程穩定度。

以下將參照圖式說明本發明之實施方式。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，閱讀者應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示。

請參閱第1圖，其係繪示依照本發明之一實施方式之一種過濾聚合物之裝置100的示意圖。由第1圖可知，過濾聚合物之裝置100包含一聚合設備110以及一過濾裝置120。

詳細來說，聚合設備110包含一高分子管路111、一聚合槽112以及一模頭113，高分子管路111之一端設置聚合槽112，另一端設置模頭113，且高分子管路111之一端位於聚合槽112之下方，而過濾裝置120設置於高分子管路111中，並與模頭113連接。藉此，聚合物在經過聚合測試後，會從聚合槽112流入高分子管路111，並輸送至過濾裝置120進行過濾，過濾後從模頭113出料，以進行後續之紡切製程。

請參閱第2圖，其係繪示依照第1圖實施方式之過濾裝置120的示意圖。詳細來說，過濾裝置120包含一外層濾網121以及一內層濾網122，外層濾網121設有複數個具有一第一孔徑之孔洞(未另繪示)，而內層濾網122設置於外層濾網121之內部，並設有複數個具有一第二孔徑之孔洞(未另繪示)，且第一孔徑大於第二孔徑，其中外層濾網121以及內層濾網122皆呈一中空直筒狀，也就是說，過濾裝置120係由不同孔徑之外層濾網121以及內層濾網122捲取成中空直筒狀，並將內層濾網122設置於外層濾網121之內部所製得。

在第2圖實施例中，外層濾網121以及內層濾網122之目數可為40目至100目，且材質可為但不限於304不銹鋼。其中，外層濾網121的過濾面積可為150 cm ²至10000 cm ²，其主要功用係阻擋較大的碳化物，以降低內層濾網122的工作負荷以及透過剪切細化碳化物，而內層濾網122的過濾面積可為100 cm ²至9000 cm ²，其主要功能係阻擋較細緻的碳化物，並可透過外層濾網121以及內層濾網122之孔徑之間的交錯排列或平行排列來提升過濾效果，但本發明不以此揭示內容為限。

請參閱第3圖，其係繪示依照本發明之另一實施方式之一種過濾聚合物之裝置200的示意圖。詳細來說，第3圖實施方式之聚合設備210中的高分子管路211、聚合槽212以及模頭213之結構與連接方式與第1圖實施方式之聚合設備110中的高分子管路111、聚合槽112以及模頭113相同，在此不另贅述，差別在於第3圖實施方式之過濾裝置220的形狀與第1圖實施方式之過濾裝置120的形狀不同，詳細內容如下所述。

請參閱第4圖，其係繪示依照第3圖實施方式之過濾裝置220的示意圖，第4圖實施方式之外層濾網221以及內層濾網222之配置與第2圖實施方式之外層濾網121以及內層濾網122相同，差別在於第4圖實施方式之外層濾網221靠近模頭213之一端包含一延伸部223，且延伸部223朝模頭213漸擴而形成喇叭狀，以符合模頭213之形狀，進而可套住模頭213以避免模頭213變形，其中延伸部223與外層濾網221為一體成型。

請參閱第5圖以及第6圖，其中第5圖繪示依照本發明之再一實施方式之一種過濾聚合物的方法300的步驟流程圖，第6圖繪示依照第5圖實施方式之聚合設備400的示意圖。過濾聚合物的方法300包含步驟310、步驟320、步驟330以及步驟340。

步驟310為提供一聚合設備400，其包含一高分子管路410、一聚合槽420以及一模頭430，高分子管路410之一端設置聚合槽420，另一端設置模頭430，且高分子管路410之一端位於聚合槽420的下方。

步驟320為進行一第一聚合測試，其係將一聚合物進行一批次聚合後，以蒸汽清洗聚合設備400。

步驟330為提供一過濾裝置(未另繪示)，其係將過濾裝置設置於高分子管路410中，並與模頭430連接。關於過濾裝置的詳細結構與功用，請參閱第2圖之過濾裝置120或者第4圖之過濾裝置220，在此不另贅述。另外，關於過濾裝置的安裝位置，請參閱第1圖之過濾聚合物之裝置100或者第3圖之過濾聚合物之裝置200，在此不另贅述。

步驟340為進行一第二聚合測試，其係將聚合物重複進行批次聚合後，藉由過濾裝置過濾聚合物中的殘留物，再將過濾裝置移除並以蒸汽清洗聚合設備400。

詳細來說，本發明之過濾聚合物的方法300主要係先將高分子聚合後，以蒸汽清洗聚合設備400，蒸氣清洗主要係透過高溫高壓水蒸氣迫使聚合物斷鍵水解增加流動性並隨著高壓蒸氣帶出聚合設備400，但容易於高分子管路410的管壁或聚合槽420的桶壁形成碳化物，而碳化物將會隨著之後聚合測試中的聚合物流動慢慢帶出聚合設備400，導致後續切片品質異常，因此在進行後續聚合測試時，先將本發明之過濾裝置安裝於高分子管路410中，並與模頭430連接，且過濾裝置會阻擋隨著聚合物流動的殘留碳化物，聚合結束後再將過濾裝置移除，此時聚合設備400已無殘留碳化物，再以蒸汽清洗聚合設備400，進而提升後續切片品質以及出料穩定性。

茲以下列具體實施例進一步示範說明本發明，用以有利於本發明所屬技術領域通常知識者，可在不需過度解讀的情形下完整利用並實踐本發明，而不應將這些實施例視為對本發明範圍的限制，但用於說明如何實施本發明的材料及方法。

＜實施例＞

實施例1至實施例6係將不同孔徑的外層濾網以及內層濾網捲取成中空直筒狀，且外層濾網之一端依照模頭形狀向外漸擴成喇叭狀，其中各實施例之目數如下表一所示。

表一
過濾裝置	濾網目數
實施例1	8
實施例2	16
實施例3	32
實施例4	60
實施例5	90
實施例6	160

利用常規BR尼龍聚合進行1噸的生產測試，來確認不同目數濾網的過濾效果和模壓測試。首先，以BR尼龍進行一批次的聚合測試，經過正常的蒸氣清洗後，重新進行一批次的聚合測試，並在此次出料時，將過濾裝置安裝至高分子管路內部與模頭連接以過濾聚合物。

請參閱第7圖，其係繪示實施例1至實施例6以及比較例1與模頭壓力的直方圖，其中比較例1的目數為0。由第7圖的結果可見，模壓臨界線大約為200 bar，其中實施例1至實施例3以及比較例1的模頭壓力較低，而實施例6的模頭壓力已高達350 bar，容易造成危險且導致物件損壞，故目數為40目至100目之實施例4以及實施例5具有較佳的模壓，適合製作本發明之過濾裝置。

接著，聚合物經由實施例1至實施例6以及比較例1之過濾裝置過濾後，通過模頭出料以進行切片品質比對，各取100粒切片進行目視測試，計算黑粒產生的機率，結果如下表二所示，說明過濾裝置的目數越高，其後續切片的黑粒產生的機率越小，有效提升切片的品質。

表二
過濾裝置	黑粒率
實施例1	38%
實施例2	27%
實施例3	15%
實施例4	12%
實施例5	5%
實施例6	2%
比較例1	43%

請參閱第8圖，其係繪示實施例7以及比較例2之時間與模頭壓力的曲線圖，其中實施例7為本案之中空直筒狀的過濾裝置，比較例2為層狀式的過濾裝置。由第8圖的結果可見，在不同過濾時間的情況下，比較例2的模壓皆遠大於實施例7，可說明層狀式的過濾裝置僅適用於紡絲製程，因紡絲製程的吐出量小，較不容易造成模壓過高的情形，而聚合製程的吐出量為紡絲製程的數十倍，若採用比較例2之層狀式的過濾裝置，則會造成備壓過高的情形，因此在聚合製程中，使用本發明之過濾裝置較為適合。

綜上所述，本發明之過濾裝置安裝在聚合設備中，並進行聚合製程的優點如下。其一，可過濾掉聚合物出料時的碳化物和雜質，降低紡切異常的發生，同時提升切片品質。其二，增加模頭備壓和增進管內流體的均勻性。其三，可節省設備清洗時間，以達到節能和降低成本的效果。其四，過濾裝置的製作成本較低，且安裝和操作簡便。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100,200:過濾聚合物之裝置 110,210,400:聚合設備 111,211,410:高分子管路 112,212,420:聚合槽 113,213,430:模頭 120,220:過濾裝置 121,221:外層濾網 122,222:內層濾網 223:延伸部 300:過濾聚合物的方法 310,320,330,340:步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖係繪示依照本發明之一實施方式之一種過濾聚合物之裝置的示意圖； 第2圖係繪示依照第1圖實施方式之過濾裝置的示意圖； 第3圖係繪示依照本發明之另一實施方式之一種過濾聚合物之裝置的示意圖； 第4圖係繪示依照第3圖實施方式之過濾裝置的示意圖； 第5圖係繪示依照本發明之再一實施方式之一種過濾聚合物的方法的步驟流程圖； 第6圖係繪示依照第5圖實施方式之聚合設備的示意圖； 第7圖係繪示實施例1至實施例6以及比較例1與模頭壓力的直方圖；以及 第8圖係繪示實施例7以及比較例2之時間與模頭壓力的曲線圖。

100:過濾聚合物之裝置

110:聚合設備

111:高分子管路

112:聚合槽

113:模頭

120:過濾裝置

Claims (10)

1. 一種過濾聚合物之裝置，包含： 一聚合設備，其包含一高分子管路、一聚合槽以及一模頭，該高分子管路之一端設置該聚合槽，另一端設置該模頭，且該高分子管路之該端位於該聚合槽的下方；以及 一過濾裝置，其設置於該高分子管路中，並與該模頭連接，該過濾裝置包含： 一外層濾網，其設有複數個具有一第一孔徑之孔洞；以及 一內層濾網，其設置於該外層濾網之內部，並設有複數個具有一第二孔徑之孔洞，且該第一孔徑大於該第二孔徑； 其中該外層濾網與該內層濾網呈一中空直筒狀。
2. 如請求項1所述之過濾聚合物之裝置，其中該外層濾網靠近該模頭之一端包含一延伸部，該延伸部朝該模頭漸擴而形成喇叭狀，且該延伸部與該外層濾網為一體成型。
3. 如請求項1所述之過濾聚合物之裝置，其中該外層濾網之過濾面積為150 cm ²至10000 cm ²。
4. 如請求項1所述之過濾聚合物之裝置，其中該內層濾網之過濾面積為100 cm ²至9000 cm ²。
5. 如請求項1所述之過濾聚合物之裝置，其中該外層濾網以及該內層濾網之目數為40目至100目。
6. 一種過濾聚合物的方法，包含： 提供一聚合設備，其包含一高分子管路、一聚合槽以及一模頭，該高分子管路之一端設置該聚合槽，另一端設置該模頭，且該高分子管路之該端位於該聚合槽的下方； 進行一第一聚合測試，其係將一聚合物進行一批次聚合後，以蒸汽清洗該聚合設備； 提供一過濾裝置，其係將該過濾裝置設置於該高分子管路中，並與該模頭連接，該過濾裝置包含： 一外層濾網，其設有複數個具有一第一孔徑之孔洞；以及 一內層濾網，其設置於該外層濾網之內部，並設有複數個具有一第二孔徑之孔洞，且該第一孔徑大於該第二孔徑； 其中該外層濾網與該內層濾網呈一中空直筒狀；以及 進行一第二聚合測試，其係將該聚合物重複進行批次聚合後，藉由該過濾裝置過濾該聚合物中的殘留物，再將該過濾裝置移除並以蒸汽清洗該聚合設備。
7. 如請求項6所述之過濾聚合物的方法，其中該外層濾網靠近該模頭之一端包含一延伸部，該延伸部朝該模頭漸擴而形成喇叭狀，且該延伸部與該外層濾網為一體成型。
8. 如請求項6所述之過濾聚合物的方法，其中該外層濾網之過濾面積為150 cm ²至10000 cm ²。
9. 如請求項6所述之過濾聚合物的方法，其中該內層濾網之過濾面積為100 cm ²至9000 cm ²。
10. 如請求項6所述之過濾聚合物的方法，其中該外層濾網以及該內層濾網之目數為40目至100目。

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