用于合成纤维的熔体纺丝方法、用于树脂熔体的成形装置以及过滤器的制作方法

文档序号:1696340阅读:156来源:国知局

专利名称::用于合成纤维的熔体纺丝方法、用于树脂熔体的成形装置以及过滤器的制作方法
技术领域
:本发明涉及一种改进的用于合成纤维熔体纺丝的方法和设备,用该方法和设备防止了熔体纺丝的聚合物熔体的热劣化和形成杂质;本发明还涉及一种用于合成纤维熔体纺丝的改进的过滤器。具体地说,本发明涉及熔体纺丝装置内表面的改进。诸如聚酰胺或聚酯的合成纤维被熔体纺丝,并且熔体纺丝得到的合成纤维因具有良好的机械和化学性能而被广泛地用于服装和工业材料的各个领域。用于纺丝聚合物熔体的设备通常由用于熔融聚合物的装置、用于计量得到的聚合物熔体的装置以及用于将如此计量的聚合物熔体喷出的喷丝组件构成,该设备中的这些装置通过管线互相连接。在这种类型的设备中,通过管线输送到喷丝组件中的聚合物熔体在其中进行分散,然后过滤并通过喷丝头喷出。喷丝组件由分配器、过滤器、压板、喷丝头等各种元件构成。例如通常使用的构成熔体纺丝装置的元件是用廉价的不锈钢材料制成,这些不锈钢材料具有均衡和良好的强度、耐腐蚀性和可加工性。作为过滤器,通常使用的是单独使用或与金属丝网过滤器结合使用的,诸如石英砂、玻璃珠、氧化铝颗粒或不锈钢颗粒的颗粒状过滤器。然而,最近优选地是单独使用用细金属纤维的无纺布制成的板状过滤器来替代颗粒状过滤器。构成板状过滤器的金属纤维通常由不锈钢材料构成。在用于目前得到广泛使用的合成纤维的普通熔体纺丝设备中,纺丝装置和其它多数元件(通过其被纺丝的聚合物熔体与这些装置和元件接触)的几乎所有的壁面都用金属制成,并且必然,所述金属除有限的例外如密封材料外实际是不锈钢。喷丝组件元件和过滤器所用的不锈钢是具有上述各种优点的性能均衡优良的材料,它难以用任何其它材料替代。然而,正如在日本专利公开(JP-B)昭-53-29732中所报道的,与不锈钢元件接触的物质通常被催化分解和劣化。JB-B昭53-29732公开了熔体纺丝设备中不锈钢元件对通过其进行熔体纺丝的聚酯或聚酰胺66的聚合物熔体所起催化作用的详细内容,即对聚合物熔体所进行的分解和劣化。通过分解和劣化聚合物熔体形成的凝胶会带来各种问题,例如在纺丝和拉伸步骤中的断纱或起毛。对于在工业材料中使用的聚酰胺纤维,向要被纺丝的聚合物熔体中添加铜盐和/或各种抗氧剂,添加它们的目的是用于提高纤维的耐热性。虽然在提高聚酰胺纤维的耐热性方面是有效的,但是添加到聚酰胺熔体中的铜盐是有问题的,因为纺丝熔体所经受的高温加热过程会使所添加的铜盐形成不溶于聚酰胺熔体的铜化合物和金属铜。这样形成的铜化合物和金属铜沉淀并沉积在纺丝设备流动通道的壁表面,由此阻塞通道;或沉淀并沉积在过滤器上,由此增加了在过滤过程中通过哪儿的压力损失并缩短了喷丝组件的交换周期;或它们渗透到纺丝纤维中,由此引起各种问题,例如在纺丝和拉伸步骤中的断纱或起毛,并且甚至降低了后处理步骤(例如在纺丝和拉伸步骤后,对纺丝后纤维的整经、加捻和浸渍)中的加工稳定性。正如在日本专利申请公开(JP-A)平-1-207417中所报道的,已经知道,当含有作为稳定剂的铜盐的聚酰胺熔体与纺丝装置中铁制的金属元件接触,例如与不锈钢元件接触时,由于铜离子与元件中的铁成分之间的电化学反应,加速了不溶性铜化合物的形成。由于这个原因,在形成与被纺丝的聚合物熔体接触的熔体纺丝设备的壁时,使用不锈钢材料是不利的。通过聚合物熔体与纺丝装置中不锈钢或类似金属元件之间的接触所产生的问题会在聚合物熔体通道的整个区域中发生,但它们明显地是在过滤器周围发生,尤其是在与聚合物熔体接触面积大的由不锈钢纤维制成的板状过滤器周围发生,正如在JP-B-昭-53-29732、JP-A-平-7-268715和平-7-268716中所报道的。为了在熔体纺丝中避免上述问题,JP-B-昭-53-29732中提出在与聚合物熔体接触面积大的过滤器部分使用高铬合金这样一种方法。同样,JP-A-平-1-207417中记载了当聚酰胺熔体被纺丝时,高铬合金对于阻止铜化合物从聚酰胺中沉淀是有效的,该聚酰胺含有作为抗氧剂的铜。然而,高铬合金价格贵并且加工性差,非常难以将它制成合金纤维无纺布的板状过滤器,以很好地用于聚合物熔体的熔体纺丝。即使可以将铬镀在元件表面,由此使其表面的铬密度增加,但镀覆方法不适合于形状复杂的元件。除表面用铬改性外,JP-A-平-6-101119公开了使用SiO2、Al2O3、TiC或类似物作为元件的表面材料,以使其与被熔体纺丝的沥青熔体接触。然而,沥青是一种本身含有大量多种杂质的低分子量的聚合物,正如与其比较的那样,具有高聚合度的聚合物例如聚酯和尼龙具有较低的杂质含量和更好的稳定性。JP-A-平-6-101119中没有提出任何关于在这种高分子量聚合物的熔体纺丝中所用表面材料的效果。JP-B-平-5-32485、平-5-32486和平-5-32487公开了一种熔体纺丝合成纤维的方法,在该方法中,合成纤维通过用氧化铝颗粒、不锈钢颗粒或其类似物制成的颗粒状过滤器,或者合成纤维通过颗粒状过滤器与板状过滤器的结合,其中颗粒状过滤器和任选地与颗粒状过滤器结合的板状过滤器都涂覆有改性聚硅氧烷膜。然而,除改性聚硅氧烷外,没有记载任何其它成膜物质,并且没有公开任何关于熔体纺丝尼龙的技术,所述尼龙中含有作为抗氧剂的铜化合物,甚至没有公开任何关于防止抗氧剂从被纺丝的尼龙中沉淀的技术。在这些专利公开中,仅仅讨论了聚合物在颗粒状过滤器表面的劣化,但其中没有提出关于本发明所涉及的实质效果,即防止在过滤器,尤其在金属过滤器表面形成杂质,由此防止过滤过程中通过过滤器的压力损失的增加,以及提高过滤器的过滤能力的实质效果。通过诸如普通不锈钢元件的金属元件与聚合物熔体之间的接触所产生的上述问题通常尤其可以在聚合物熔体的熔体纺丝过程中看到,但不仅限于这种熔体纺丝操作的情况。所提及的问题对于所有用于从树脂熔体形成物品的成形技术而言是共有的,这些成形技术是例如用于从树脂熔体形成膜的技术、用于从树脂熔体形成模压成形物品的技术、甚至用于从树脂熔体形成小片的技术。正如本文前面所述,不锈钢材料具有强度高、加工性好和成本低的优点,但具有促进与其接触的聚合物劣化的缺点。因此,理想的是除不锈钢材料外,不使用任何特殊和昂贵的材料,以构成用于成形聚合物熔体的装置。特别地,理想的是使用廉价的对聚合物熔体没有任何不良影响的熔体纺丝装置对聚合物熔体进行熔体纺丝。本发明提供一种改进的用于生产合成纤维的熔体纺丝方法,一种改进的用于树脂熔体的成形装置,以及一种在该方法和设备中所使用的改进的过滤器。用于本发明的熔体纺丝合成纤维的方法包括使用一种纺丝装置,该装置与熔体聚合物接触的部分涂覆有Si、Ti、Zr、Al、W、B、Ta和Ge的任何一种的氧化物、氮化物或碳化物膜,或涂覆有耐热树脂膜。优选地,该膜是选自SiO2、TiO2、ZrO2、Al2O3、SiC、TiN、TiCN和TiC的至少一种化合物,或该膜是聚硅氧烷化合物或聚酰胺化合物。至少在纺丝装置喷丝组件的内壁和/或过滤器上形成膜。优选地,过滤器是基本上由金属纤维制成的板状过滤器,并且在30mmH2O的压差下,板状过滤器的空气透过度为0.5至10升/cm2/min。金属纤维板状过滤器优选的是由烧结的金属纤维无纺布和金属丝网过滤器构成的叠层板。更优选地,该叠层板包括多层烧结的金属纤维无纺布层,其中金属纤维的纤维直径和/或孔隙度互不相同。在含有这样一组烧结的金属纤维无纺布层的薄板中,构成烧结的金属纤维无纺布层的纤维其平均直径优选地为5至30μm,该无纺布层具有最小纤维直径。同样优选地,板状过滤器的厚度为0.2至4mm,单位重量为400至9000g/m2,并且板状过滤器以平板、叶状盘、圆柱体或皱折的圆柱体的形式被使用。适合于本发明的聚合物优选地是热塑性聚酰胺和/或热塑性聚酯。特别优选地,本发明适合于含有作为稳定剂的铜化合物的热塑性聚酰胺。本发明包括用于树脂熔体的成形装置以及上面提到的过滤器,它们可方便地用于熔体纺丝方法中。为了用上面提到的膜在树脂熔体成形装置和过滤器的指定面积上进行涂覆,优选地使用浸涂或湿涂法。对本发明使用的合成树脂成纤聚合物没有具体规定。本发明适合于各种合成树脂成纤聚合物的熔体纺丝,这些聚合物包括例如脂族聚酰胺型聚合物如尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙4、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612等;芳族聚酰胺型聚合物如基于亚二甲苯基二胺的聚酰胺等;聚酯型聚合物如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、液体结晶聚酯;以及其它热塑性合成聚合物和共聚物如典型的基于聚苯硫醚的聚合物和共聚物、基于聚烯烃的聚合物和共聚物以及基于聚亚烷基的聚合物和共聚物;和它们的掺合物。特别地,本发明方便地适合于高温时易于降解的诸如聚酰胺和聚酯的聚合物的熔体纺丝。本发明使用的合成成纤聚合物可含有各种添加剂和颜料以提高聚合物的耐热性、耐候性和阻燃性,并控制聚合物的颜色。本发明在防止添加到聚酰胺中的铜化合物形成不溶性杂质方面是尤其有效的。铜化合物包括例如无机铜盐如碘化铜、溴化铜、氯化铜等;有机铜盐如乙酸铜、硬脂酸铜、间苯二甲酸铜等;无机或有机铜盐与有机化合物如2-巯基苯并咪唑等的铜络合物;以及它们的混合物。它们可以是一价铜盐或者是二价铜盐。含有这些铜盐中的任何一种的聚酰胺纤维可另外含有稳定剂。稳定剂包括例如碱金属卤化物如碘化钾、溴化钾等;碱土金属卤化物如碘化镁、碘化锌等;卤代芳烃如四碘代苯、五碘代苯、四溴代苯、四碘代对苯二甲酸等;季卤化铵如碘化四乙基铵等。稳定剂另外包括铜盐与卤素形成的配盐。在直接与聚合物熔体接触的纺丝装置部件上形成的膜必须由这样的物质制得,即该物质在250至320℃的温度范围内是电化学稳定和热稳定的,所述温度范围是合成成纤聚合物通常被熔体纺丝的温度范围。在本发明中,所述膜由Si、Ti、Zr、Al、W、B、Ta和Ge的任何一种的氧化物、氮化物或碳化物制得,或从耐热性树脂制得。提出将SiO2、TiO2、ZrO2、Al2O3、SiC、TiN、TiCN和TiC作为氧化物、氮化物和碳化物的优选实例。提出将聚硅氧烷和聚酰亚胺作为耐热性树脂的优选实例。它们中的一种或多种或单独使用或结合使用以形成膜。所述膜可以具有均匀结构,或者是由多层在其厚度方向各自具有不同组成的各层构成。作为聚硅氧烷,优选的是在大约100至300℃的加热条件下,或用改性催化剂能够容易形成固化膜的那些。具体实例是甲基氢聚硅氧烷、醇改性的聚硅氧烷、环氧改性的聚硅氧烷、氨基改性的聚硅氧烷等。聚酰亚胺膜可通过将聚酰胺酸溶液涂覆到底材上并使其干燥而形成。构成聚酰胺酸的二元胺成分包括例如对苯二胺、4,4′-二氨基二苯基醚等;以及构成聚酰胺酸的酸的二酐成分包括例如1,2,4,5-苯四酸二酐、3,3′,4,4′-二苯基四羧酸二酐、3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐等。为在与聚合物接触的纺丝装置的指定区域形成膜,可以使用浸涂法或湿涂法,在这两种方法中,将纺丝装置部件浸入到含有成膜物质的液体中,或者将含有成膜物质的液体涂覆到纺丝装置部件上,并将其干燥。除此之外,还可以使用真空蒸发沉积法或CVD法的任何一种。优选的是浸涂法或湿涂法,因为它广泛适用于纺丝装置的各种部件和各种过滤器,而不论它们的形状如何,并且因为它的操作简单、成本低。从适合于浸涂或湿涂的观点看,成膜物质优选的是SiO2、TiO2、ZrO2、Al2O3、或聚硅氧烷中的任何一种。作为它们的溶液可形成指定的膜的成膜物质,例如可使用羟基化的聚硅氧烷或部分羟基用烷基或其类似物改性的改性羟基化的聚硅氧烷,以形成SiO2膜。形成TiO2、ZrO2或Al2O3膜的成膜物质包括例如与Ti、Zr或Al的金属醇化物如钛酸四丁基酯、钛酸四异丁基酯、丁醇锆、正丙醇锆等,以及它们的低聚物;和金属螯合物如四乙酰丙酮化钛、乙基乙酰乙酸钛、亚辛基甘醇酸钛、乳酸钛、三乙醇胺化钛、乙酰丙酮化锆、丁氧基乙酰丙酮化锆、乙酸氧锆、乙酰丙酮化铝等,和它们的低聚物。在浸涂法或湿涂法中,可以使用这些物质中的任何一种的溶液。上面提到的各种聚硅氧烷也可容易地形成在浸涂法或湿涂法中可以使用的溶液。在上面提及的这些成膜物质中,尤其优选的是SiO2和聚硅氧烷,因为它们容易形成均匀的膜。在浸涂法和湿涂法中能够形成膜的成膜无机物和聚硅氧烷当已经被涂覆在底材上,并在底材上被加热或与改性催化剂反应后,被交联和固化。在膜被加热固化的场合,涂覆有膜的部件当涂膜被加热和固化后,可被组装成纺丝装置,或者作为一种选择,当涂膜干燥后,此时涂膜仅未被固化,将被涂部件组装成纺丝装置,然后在开始用该装置纺丝之前对该装置预热的同时进行交联和固化。在通过浸涂或湿涂将SiO2或聚硅氧烷用作成膜物质以形成指定膜的场合,如果需要,可将甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷或其类似物添加到其中,由此控制所形成膜的交联密度。关于所述膜的特性,通常具有较高交联密度的涂膜将具有较高的耐热性和较高的机械强度,而具有较低交联密度的涂膜将更柔韧,并对底材具有较高的附着力。当使用后的纺丝装置被拆卸成部件并进行清洗时,每次可进行成膜处理。然而,当所用纺丝装置被拆卸并清洗后,部件上的涂膜仍保持稳定的场合,部件可照样直接和重复再使用。在这种情况下,在拆卸并清洗该装置时,不必每次进行成膜处理。涂覆有膜的纺丝装置和过滤器的部件可按照处理普通部件相同方式进行处理。由此,在用于熔体纺丝之前,它们可用任何普通方式组装成纺丝装置并进行预热。视被用其处理的部件的不同,以及视被用其处理的过滤器的形状的不同,同一种成膜物质可用于涂覆纺丝装置的不同部件,但不同的成膜物质可用于形成具有不同厚度的膜。涂膜的厚度没有特别规定,但优选地为0.005到20μm,更优选地为0.01到10μm。厚度小于0.005μm的较薄的膜是不适宜的,因为这样的膜难以形成,并且它们不能充分和完全地将不锈钢金属底材或其类似物与聚合物熔体隔开。另一方面,厚度大于20μm的较厚的膜也是不适宜的,因为这样的膜由于金属底材与膜之间热膨胀系数的不同通常会开裂或剥离。本文涉及的纺丝装置是指一系列的装置系统,在该系统中,以碎片形式喂入其中的聚合物被熔融、计量、过滤,并以聚合物熔体的纱线形式喷出。具体地说,该装置装有螺旋型或压熔型熔融装置、计量泵、喷丝组件、过滤器和连接它们的管线。在喷丝组件中,通过管线喂入其中的聚合物熔体被分散,不是必须地被过滤,然后通过喷丝头均匀喷出。喷丝组件由分散器、喷丝头、压板和容器各种元件构成。当与有诸如金属丝网或金属的粗无纺布的板状过滤元件结合使用时,过滤器由诸如砂、玻璃珠或其类似物的过滤颗粒构成。然而优选地,可以单独使用带有作为过滤层的薄金属纤维无纺布元件的板状过滤器。在该系统的纺丝装置中,聚合物熔体可以在喷丝组件(所述喷丝组件通过将过滤器放在压板上和/或放在喷丝头上而构成,由此使喷丝组件中除了其它喷丝元件外,还带有过滤元件)的任何地方过滤,或者在熔融装置之后、喷丝组件之前的通道区域过滤,或者甚至在喷丝组件和通道区域两处过滤。用本发明的膜涂覆的部件包括与通过纺丝装置的聚合物熔体接触的任何一个以及每一个表面。例如,对于螺旋型熔体挤出纺丝装置,应当用该膜涂覆所有构成该装置的螺杆、料桶、计量泵、管线、喷丝组件元件以及过滤器。理想的是上面提及的所有部件都涂覆有该膜。然而,尽管仅仅是喷丝组件元件(所述喷丝组件元件具有复杂的通道,并且聚合物熔体以低速通过该通道)的壁面涂覆有该膜;或者尽管仅仅是过滤器元件(所述过滤器元件具有大的表面积,并且如果不溶性聚合物残渣沉积在过滤器上,会引起过滤压力损失增加,)涂覆有该膜,但这种涂覆在提高被纺丝纤维的可纺性和可拉伸性、以及甚至在提高最终获得的纤维的质量方面是非常有效的。在喷丝组件元件和过滤器元件的壁面都涂覆有该膜的场合,获得了更好的结果。特别地,当具有高的过滤精细度并由此常常引起过滤过程中压力损失增加的板状过滤器上涂覆有该膜时,用于防止过滤压力损失增加的本发明涂膜的效果是尤其显著的。参考作为板状过滤器过滤精细度的一个参数的空气透过度,本发明的涂膜有效地涂覆在这样的板状过滤器上,即板状过滤器的空气透过度在30mmH2O的压差下,在0.5到10升/cm2/min如之间,更优选地在0.7到7升/cm2/min之间,甚至更优选地在1到5升/cm2/min之间。空气透过度大于10升/cm2/min的板状过滤器必然纤维与纤维之间的空隙大,由此,在构成过滤器的金属纤维周围几乎没有沉淀形成,并且这些过滤器不会引起过滤压力损失的增加。因此,尽管将本发明的涂膜涂覆到这种粗糙的板状过滤器上,其效果也将很小。另一方面,甚至在过滤过程的初始阶段,通过空气透过度小于0.5升/cm2/min的板状过滤器时,过滤压力损失也很大,导致能够通过过滤器的聚合物的量小。因此,这样致密的板状过滤器是不适宜的。从防止通过过滤器的聚合物可加工量的降低考虑,以及从确保过滤器指定的过滤能力考虑,当根据JISB8356测量时,本发明涂膜有效涂覆的板状过滤器的过滤精细度优选地在3μm到50μm之间,更优选地在5μm到30μm之间。为了提高过滤精细度并具有持久的使用寿命,本发明所涂覆的金属纤维板状过滤器优选地由烧结的金属纤维无纺布制成。烧结的金属纤维无纺布可以是单层的,但优选地是呈叠层板的形式,叠层板是通过将多层烧结的金属无纺布层叠合形成的,其中每层金属无纺布层具有不同的纤维尺寸和/或不同的空隙度。在烧结的金属无纺布的一个表面或两个表面,烧结的金属纤维无纺布不是必须地可与金属丝网过滤器叠合,金属丝网过滤器用于预过滤或用于保护和增强该织物。为了显著地体现其效果,本发明的涂膜被优选地涂覆在本文以上所述的高过滤精细度的板状过滤器上,为此,板状过滤器优选的是金属纤维无纺布的过滤器。为了防止通过过滤器的可加工聚合物的量降低,并为了有效地获得指定的本发明的过滤效果,考虑构成该织物的金属纤维的尺寸,优选地,纤维的平均直径在5μm到30μm之间,更优选地在8μm到25μm之间,所述纤维的平均直径或者指构成单层无纺布板状过滤器的纤维的平均直径,或者指在叠层板过滤器中,由最小直径的纤维构成的该层其纤维的平均直径,所述叠层板过滤器由多层金属无纺布层构成,每层具有不同的纤维尺寸。下述两种过滤器由于构成过滤器的金属纤维周围形成的沉淀少,必然导致过滤过程中压力损失小,所述两种过滤器一种是过滤精细度大于50μm的金属纤维板状过滤器,另一种是金属纤维叠层板过滤器,在该叠层板过滤器中,具有最小纤维直径的无纺布层的平均纤维直径大于30μm。因此,尽管将本发明的涂膜涂覆在这些过滤器上,其功效也将不大。与此相反,甚至在过滤过程的初始阶段,通过下述两种过滤器的过滤压力损失必然也很大,导致能够通过过滤器的聚合物的量小,所述两种过滤器一种是过滤精细度小于3μm的板状过滤器,另一种是金属纤维叠层板过滤器,在该叠层板过滤器中,具有最小纤维直径的该层的平均纤维直径小于5μm,因此,这样的过滤器是不适宜的。为了防止织物因阻塞而导致通过过滤器的过滤压力损失增加,并且为防止抗压强度降低,从而使过滤器因施于其上的过滤压力而变形,考虑本发明的涂膜可有效涂覆的板状过滤器所用金属无纺布的孔隙度,理想的是所述孔隙度在60到90%之间,更优选地在70到85%之间。孔隙度小于60%的金属无纺布易于阻塞,导致过滤压力损失增加;而孔隙度大于90%的金属无纺布在使用时的压力下易于变形,因为无纺布的抗压强度低。因此,孔隙度超过规定范围的金属无纺布是不适宜的。视本发明的目的可适当确定板状过滤器的厚度和单位重量。然而,为了在防止制造成本增加(所增加的成本对过滤能力的提高并无益处)的同时确保板状过滤器的高过滤精细度和长使用寿命,优选的是板状过滤器的厚度在0.2到4mm之间,更优选地在0.4到3mm之间,并且过滤器的单位重量在400到9000g/m2之间,更优选地在500到6000g/m2之间。根据本发明的方法和该方法使用的纺丝装置,防止因聚合物熔体与装置中的金属部件接触而产生的不溶性杂质和凝胶的形成,和防止通过该装置的聚合物熔体不被劣化,从而导致防止通过装置中过滤器的过滤压力损失的增加,并且甚至防止纺丝操作中断纱的问题是可能的。结果是,装置中所用喷丝组件的交换周期得以延长,并且可稳定和廉价地生产高质量的纤维产品。本发明的熔体纺丝方法适合于生产上述合成纤维中的多丝、单丝、稳定、纺粘型无纺布等。正如本文以上所述,表面涂覆有本发明涂膜的装置和过滤器并不限于用于合成纤维熔体纺丝,也可有效地用于成形树脂或聚合物熔体的设备中,例如合成纤维熔体纺丝所用的树脂或聚合物熔体在所述设备中被形成膜、成形物品或甚至形成小片。实施例现在,本发明参考以下实施例进行具体描述。下面阐述本文所参考的物质特性的测量方法。(1)在硫酸中的相对粘度(聚酰胺)将2.5g样品溶解在25cc98%的硫酸中,在25℃的温度下,用Ostwald粘度仪测量所得溶液的粘度。(2)特性粘度(聚酯)将8g样品溶解在100ml的邻氯代苯酚中,在25℃的温度下,用Ostwald粘度仪测量所得溶液的粘度(η)。根据以下公式计算样品的特性粘度(IV)IV=0.0242η+0.2634(3)过滤压力损失用薄膜式压力计测量喷丝组件上游侧的压力以及计量泵第二侧的压力。(4)断纱Keyence′sGA245型冲击传感器放置在最后辊轴(第五辊轴)的丝条上,同时与该辊轴的表面相距1cm。如果纤维在该辊轴附近运行时被切断就会打击传感器。记录打击的次数。用甲苯稀释含酚聚硅氧烷树脂(SH840,由Toray-DowCorningSiliconeCo.制造)以得到0.3%的固含量。在所得树脂溶液中,将主要由板状、不锈钢无纺布构成的、直径为150mm的板状过滤器浸渍30秒,然后在空气中干燥,再在180℃的烘箱中固化30分钟。这样,该板状过滤器便涂覆了硅氧烷树脂。涂覆处理之前和之后板状过滤器的构成和其性能列于表1中。使用这样制得的板状过滤器,熔体纺丝不含调色用无机颗粒且IV=1.20的聚对苯二甲酸乙二醇酯。通过过滤器的聚合物的量是720kg/天。测量熔体纺丝刚开始时、以及纺丝开始7天、14天后的过滤压力损失,并列于表2中。在使用了涂覆有树脂的过滤器的场合,通过过滤器的过滤压力损失的增加小,而且稳定纺丝继续的时间长。使用与实施例1相同的装置和条件,所不同的是板状过滤器没有涂覆树脂,熔体纺丝聚对苯二甲酸乙二醇酯。测量熔体纺丝刚开始时、以及纺丝开始7天后的过滤压力损失,并列于表2中。在使用未涂覆的板状过滤器的场合,通过过滤器的过滤压力损失的增加大,而且连续纺丝7天或更长的时间是不可能的。用异丙醇稀释甲基氢聚硅氧烷(SH1107,由Toray-DowCorningSiliconeCo.制造)以得到0.5%的固含量。在所得树脂溶液中,将主要由板状、不锈钢无纺布构成的、直径为150mm的板状过滤器浸渍30秒,然后在空气中干燥,再在180℃的烘箱中固化30分钟。这样,该板状过滤器便涂覆了硅氧烷树脂。涂覆处理之前和之后板状过滤器的构成和其性能列于表1中。使用这样制得的板状过滤器熔体纺丝尼龙66,该尼龙66在硫酸中的相对粘度为3.6,并含有作为抗氧剂的0.03%的碘化铜和0.03%的碘化钾,但不含调色用无机颗粒。通过过滤器的聚合物的量是500kg/天。测量熔体纺丝刚开始时、以及纺丝开始7天、14天后的过滤压力损失,并列于表2中。在使用了涂覆有树脂的过滤器的场合,通过过滤器的过滤压力损失的增加小,而且稳定纺丝继续的时间长。用异丙醇稀释羟基化的聚硅氧烷(CeramateC513,由ShokubaiKaseiKK制造)以得到0.15%的固含量。在所得溶液中,将与实施例2相同的主要由不锈钢无纺布构成的、直径为150mm的板状过滤器浸渍30秒,然后在空气中干燥,再在180℃的烘箱中固化30分钟。这样,该板状过滤器便涂覆了二氧化硅(SiO2)。涂覆处理之前和之后板状过滤器的构成和其性能列于表1中。使用这样制得的板状过滤器,熔体纺丝与实施例2相同的聚合物尼龙66。本实施例的纺丝流动速率与实施例2相同。测量熔体纺丝刚开始时、以及纺丝开始7天、14天后的过滤压力损失,并列于表2中。在使用了涂覆有SiO2的板状过滤器的场合,与实施例2一样,通过过滤器的过滤压力损失的增加小,而且稳定纺丝继续的时间长。使用与实施例2相同的装置和条件,所不同的是板状过滤器没有涂覆树脂,熔体纺丝尼龙66。测量熔体纺丝刚开始时、以及纺丝开始7天后的过滤压力损失,并列于表2中。在使用未涂覆的板状过滤器的场合,通过过滤器的过滤压力损失的增加大,而且连续纺丝7天或更长的时间是不可能的。用异丙醇(IPA)稀释与实施例3相同的SiO2成膜溶液(CeramateC513,由ShokubaiKaseiKK制造)以得到1.5%(重量)的固含量。除由不锈钢无纺布制成的过滤器外,所有与聚合物熔体接触的喷丝组件的元件(由不锈钢制成)涂覆有所得溶液,并在室温干燥。另一方面,将与实施例2相同的不锈钢无纺布的板状过滤器浸渍在上述相同的、但用IPA稀释到固含量为0.5%(重量)SiO2成膜溶液中,然后室温干燥。这样制得涂覆了SiO2的喷丝组件元件和过滤器。将这些喷丝组件元件和过滤器装配成喷丝组件,然后在预热烘箱中在300℃加热24小时,再装配成纺丝设备。使用这样构成的纺丝设备,在表3所示的条件下熔体纺丝在硫酸中的相对粘度为3.8的尼龙6。表4列出初始过滤压力损失、纺丝7天后的过滤压力损失以及纺丝过程中的断纱频率。在使用涂覆有SiO2的喷丝组件元件和过滤器的场合,在连续纺丝过程中,通过过滤器的过滤压力损失小,很少断线的稳定纺丝是可能的。重复与实施例4相同的纺丝过程,所不同的是使用未涂覆的不锈钢无纺布过滤器。表4列出初始过滤压力损失、纺丝7天后的过滤压力损失以及纺丝过程中的断纱频率。在使用涂覆有SiO2的喷丝组件元件的场合,在连续纺丝过程中,通过过滤器的过滤压力损失小,很少断线的稳定纺丝是可能的。此处使用与实施例4相同的喷丝组件元件和不锈钢无纺布的过滤器,所不同的是该元件和过滤器不进行表面涂覆处理。将这些未涂覆的喷丝组件元件和过滤器装配成喷丝组件,然后在预热烘箱中在300℃加热24小时,再装配成纺丝设备。使用这样构成的纺丝设备,在表3所示与实施例4相同的条件下熔体纺丝与实施例4相同的在硫酸中的相对粘度为3.8的尼龙6。表4列出初始过滤压力损失、纺丝7天后的过滤压力损失以及纺丝过程中的断纱频率。在使用未涂覆的喷丝组件元件和过滤器的场合,与使用同样但涂覆过的喷丝组件元件和过滤器不同,通过过滤器的过滤压力损失增加随着纺丝时间的推移变大。另外,纺丝过程中未涂覆情况下的断线频率大于涂覆情况下的断线频率。用异丙醇(IPA)稀释TiO2成膜溶液(AtolonNTi-500,由NipponSodaCo.制造)以得到3%(重量)的固含量。除过滤器外,所有与聚合物熔体接触的喷丝组件元件(由不锈钢制成)涂覆有所得溶液,并在室温干燥。另一方面,将表1所示的不锈钢无纺布的板状过滤器浸渍在上述相同的、但用IPA稀释到固含量为1%(重量)TiO2成膜溶液中,然后室温干燥。这样制得涂覆了TiO2的喷丝组件元件和过滤器。将这些喷丝组件元件和过滤器装配成喷丝组件,然后在预热烘箱中在300℃加热24小时,再装配成纺丝设备。使用这样构成的纺丝设备,在表3所示的条件下熔体纺丝特性粘度为1.2的聚对苯二甲酸乙二醇酯。表4列出初始过滤压力损失、纺丝7天后的过滤压力损失以及纺丝过程中的断纱频率。在使用涂覆有TiO2的喷丝组件元件和过滤器的场合,在连续纺丝过程中,通过过滤器的过滤压力损失的增加小,并且很少断线的稳定纺丝是可能的。此处使用与实施例6相同的喷丝组件元件和不锈钢无纺布的过滤器,所不同的是该元件和过滤器不进行表面处理。将这些未涂覆过的喷丝组件元件和过滤器装配成喷丝组件,然后在预热烘箱中在300℃加热24小时,再装配成纺丝设备。使用这样构成的纺丝设备,在表3所示条件下熔体纺丝与实施例6相同的特性粘度为1.2的聚对苯二甲酸乙二醇酯。表4列出初始过滤压力损失、纺丝7天后的过滤压力损失以及纺丝过程中的断纱频率。在使用未涂覆的喷丝组件元件和过滤器的场合,与使用同样但涂覆过的喷丝组件元件和过滤器不同,通过过滤器的过滤压力损失增加随着纺丝时间的推移变大。另外,纺丝过程中未涂覆情况下的断线频率大于涂覆情况下的断线频率。用异丙醇(IPA)稀释SiO2成膜溶液(CeramateC513,由ShokubaiKaseiKK制造)以得到1.5%(重量)的固含量。除由不锈钢无纺布制成的过滤器外,所有与聚合物熔体接触的喷丝组件的元件(由不锈钢制成)涂覆有所得溶液,并在室温干燥。另一方面,将甲基氢聚硅氧烷(SH1107,由YorayDowCorningSiliconeCo.制造)稀释成具有0.2%的固含量。在所得溶液中浸入表1所示不锈钢无纺布的过滤器,然后室温干燥,并在180℃固化30分钟。将这样涂覆过的喷丝组件元件和过滤器装配成喷丝组件,然后在预热烘箱中在300℃加热24小时,再装配成纺丝设备。使用这样构成的纺丝设备,在表3所示的条件下熔体纺丝尼龙6,该尼龙6在硫酸中的相对粘度为3.8,并含有作为稳定剂的0.02%的乙酸铜、0.1%的碘化钾和0.1%的溴化钾。表4列出初始过滤压力损失、纺丝7天后的过滤压力损失以及纺丝过程中的断纱频率,所述断纱频率通过就放置在卷绕装置之前、最末辊轴上的冲击传感器计数得到。在使用涂覆有SiO2的喷丝组件元件和涂覆有甲基氢聚硅氧烷的过滤器过滤器的场合,在连续纺丝过程中,通过过滤器的过滤压力损失的增加小,很少断线的稳定纺丝是可能的。此处使用与实施例7相同的喷丝组件元件和不锈钢无纺布的过滤器,所不同的是该元件和过滤器不进行表面涂覆处理。将这些未涂覆过的喷丝组件元件和过滤器装配成喷丝组件,然后在预热烘箱中在300℃加热24小时,再装配成纺丝设备。使用这样构成的纺丝设备,在表3所示条件下熔体纺丝与实施例7相同的尼龙6,该尼龙6在硫酸中的相对粘度为3.8,并含有作为稳定剂的0.02%的乙酸铜、0.1%的碘化钾和0.1%的溴化钾。表4列出初始过滤压力损失、纺丝7天后的过滤压力损失以及纺丝过程中的断纱频率,所述断纱频率通过就放置在卷绕装置之前、最末辊轴上的冲击传感器计数得到。在使用未涂覆的喷丝组件元件和过滤器的场合,与使用同样但涂覆过的喷丝组件元件和过滤器不同,通过过滤器的过滤压力损失增加随着纺丝时间的推移变大。另外,纺丝过程中未涂覆情况下的断线频率大于涂覆情况下的断线频率。表1</tables>表2</tables>表3</tables>表4</tables>权利要求1.一种用于熔体纺丝合成纤维的方法,其特征在于使用这样一种纺丝装置,该装置中与熔体聚合物接触的部分涂覆有Si、Ti、Zr、Al、W、B、Ta和Ge的任何一种的氧化物、氮化物或碳化物膜,或涂覆有耐热树脂膜。2.权利要求1的用于熔体纺丝合成纤维的方法,其中所述膜是选自SiO2、TiO2、ZrO2、A12O3、SiC、TiN、TiCN和TiC中的至少一种化合物。3.权利要求1的用于熔体纺丝合成纤维的方法,其中所述耐热树脂膜是聚硅氧烷化合物或聚酰亚胺化合物。4.权利要求1的用于熔体纺丝合成纤维的方法,其中至少在纺丝装置的喷丝组件的内壁上和/或过滤器形成所述膜。5.权利要求4的用于熔体纺丝合成纤维的方法,其中所述的过滤器是主要由金属纤维制成的板状过滤器,并在30mmH2O压差下的空气透过度为0.5至10升/cm2/min。6.权利要求5的用于熔体纺丝合成纤维的方法,其中所述金属纤维板状过滤器是由烧结的金属纤维无纺布与金属丝网构成的叠层板。7.权利要求6的用于熔体纺丝合成纤维的方法,其中所述叠层板包括多层烧结的金属纤维无纺布层,每层各自具有不同的纤维直径和/或孔隙度。8.权利要求6或7的用于熔体纺丝合成纤维的方法,其中在含有多层烧结的、金属纤维无纺布层的叠层板中,构成烧结的无纺布的纤维其平均直径为5到30μm,所述烧结的无纺布是由具有最小纤维直径的金属纤维制成的。9.权利要求5的用于熔体纺丝合成纤维的方法,其中所述板状过滤器的厚度为0.2到4mm,单位重量为400到9000g/m2。10.权利要求5的用于熔体纺丝合成纤维的方法,其中所述板状过滤器以平板、叶状盘、圆柱体或皱折的圆柱体的形式被使用。11.权利要求1的用于熔体纺丝合成纤维的方法,其中所述聚合物是热塑性聚酰胺和/或热塑性聚酯。12.权利要求1的用于熔体纺丝合成纤维的方法,其中所述聚合物是含有作为稳定剂的铜化合物的热塑性聚酰胺。13.一种用于树脂熔体的成形装置,该装置与熔体聚合物接触的部分涂覆有Si、Ti、Zr、Al、W、B、Ta和Ge的任何一种的氧化物、氮化物或碳化物膜,或涂覆有耐热树脂膜。14.权利要求13的用于合成纤维树脂熔体的成形装置,所述膜通过浸涂或湿涂法形成。15.一种主要由金属纤维制成、在30mmH2O压差下的空气透过度为0.5至10升/cm2/min的板状过滤器,该过滤器涂覆有Si、Ti、Zr、Al、W、B、Ta和Ge的任何一种的氧化物、氮化物或碳化物膜,或涂覆有耐热树脂膜。16.权利要求15的板状过滤器,所述膜通过浸涂或湿涂法形成。全文摘要一种用于熔体纺丝合成纤维的方法,其特征在于使用这样一种纺丝装置,该装置与熔体聚合物接触的部分涂覆有Si、Ti、Zr、Al、W、B、Ta和Ge的任何一种的氧化物、氮化物或碳化物膜,或涂覆有耐热树脂膜。文档编号D01D1/00GK1198484SQ9810889公开日1998年11月11日申请日期1998年3月31日优先权日1997年3月31日发明者奥村由治,高桥洋,松田克典,前田裕平申请人:东丽株式会社
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1