高效、长在线使用寿命的聚合物过滤器-上海联兵环保免费电话：400-600-5030

摘要：关西金属网有限公司的新褶裥过滤器能够避免过滤器边缘的漏浆以及其褶裥结构的形变。对于合成纤维纺丝加工证明有以下优点：延长了在线使用寿命，减少了生产的间断、产品的损耗、过滤器的消耗量，从而降低了生产成本以及实现了使用更精细过滤器的可能性，并提高了产品质量。
在合成纤维和薄膜制造中去除杂质和凝胶的过滤是很重要的。由于近年来合成纤维和薄膜已变得很细和很薄，制造合成纤维和薄膜的主要材料的熔融聚合物应预提纯，以便提高产品质量和生产效率。因此，生产加工中聚合物的过滤变得格外重要。
在合成纤维制造中，聚合物过滤器的要求之一就是延长过滤器的在线使用寿命。纤维生产通常有两个过滤阶段：中央过滤（在工艺的中点）和纺丝组件过滤（在工艺的末端，图1）。对于中央过滤，延长在线使用寿命相对简单，例如，扩大过滤器的尺寸及/或增加过滤器的数量。相反，延长纺丝组件中过滤器的在线使用寿命就不是那么容易。因为过滤器在纺丝组件内的空间非常有限，无法放大过滤器的尺寸。褶裥组件过滤器（图2），在小巧过滤器尺寸内有很大的过滤面积，被普遍接受作为解决这一问题的手段。
1 传统褶裥过滤器的问题
褶裥过滤器有很大的过滤面积，比相同外围尺寸的扁平型过滤器大约2~3倍。这种有效的结构导致其长在线使用寿命，因此，褶裥过滤器被广泛用于化学、医药和食品制造工艺中。但是在合成纤维纺丝加工中，对待褶裥过滤器的使用必须要小心。熔融聚合物有很高的黏度，需要很高的压力迫使聚合物通过过滤器。但这种高压也会给纺丝组件过滤造成下列一些问题：
1）在褶裥过滤器垫圈处发生聚合体漏浆。垫
圈由两部分组成：形如“环状”的过滤器材料周边以及覆盖周边的金属板。由于周边形成的环状物由折叠（褶裥）齿状过滤器材料组成，并被压扁平，过滤器材料周边有厚和薄两部分。周边薄的部分在高压下可泄漏出未过滤的聚合体。特别当过滤等级低于20μm时，末过滤聚合物的漏浆会造成产品质量变差。

2）在过滤过程中，褶裥过滤器被过滤压力（压降）压紧。由于褶裥过滤器拦截杂质，压力增加，最终褶裥过滤器变形（图3）。结果，褶裥过滤器的有效过滤面积降低至与扁平型过滤器没有差别的水平。这意味着，褶裥过滤器的在线使用寿命不能得到延长。

2 新褶裥纺丝组件过滤器
为解决上述问题，开发出一种新褶裥纺丝组件过滤器。该新褶裥过滤器在过滤时避免了高黏度熔融聚合物从过滤器边缘泄漏，防止褶裥过滤器在高过滤压力下形变。这些优点为合成纤维制造商提供了长在线使用寿命过滤器，具有较低过滤压力的精细过滤以及可靠过滤操作，得到超质量的纤维产品。新褶裥过滤器详细情况如下：
图4为新开发过滤器垫圈（a）的横截面。支撑网（b）被褶裥放在过滤器介质（c）的两个主要表面上，折叠锯齿形状形成褶裥。最终褶裥盘状体的周边形成“环”，两侧用软金属材料或金属非织造构成的环片或类似物（d）覆盖，进一步用金属薄板（e）覆盖，压紧以防止高黏度聚合物流体从周边泄漏。
顶点部位的褶裥被抬高，褶裥的相邻顶点部位相互贴近或者部分接触，如图4。这意味着该褶裥结构在高过滤压力下不会发生形变。

图5表示支撑网的叠层，支撑网呈倾斜层叠。传统的褶裥过滤器，支撑网为相互平行层叠，但是平行层叠造成网与网较紧密接触，干扰聚合物流动；而倾斜层叠（如60°及30°）可避免网之间的紧密接触和啮合，从而保持平衡的聚合物流动。

图7表明褶裥的增强作用。金属网、螺旋丝、多孔板、金属粉、金属纤维、陶瓷以及其它合适的支撑膜可被用于褶裥之间，也可选择双侧（流进和流出）或仅选择流出一侧。支撑网的数目，支撑网的规格以及其它参数也按照操作条件优化。因此，这种新褶裥纺丝组件过滤器适合于纺丝加工，特别是超细纤维、横截面改性纤维以及功能性纤维。

3 结果和讨论
图8是扁平型过滤器、传统式褶裥过滤器与新开发的褶裥过滤器在聚酰胺纤维实际纺丝加工中的纺丝压力的比较。
扁平型过滤器压力曲线增加陡峭。在这过程中，聚合物含高浓度添加剂，故组件过滤器的在线使用寿命很短。这导致过滤器的消耗增加，更换过滤器使生产频繁中断。结果生产成本增加，质量和产能下降。在传统式褶裥过滤器情况下，纺丝开始段压力增加缓慢，但在“A”点之后，压力增加明显，这是由于高纺丝压力使过滤器的褶裥变形，使实际过滤面积降至最小。这就是为什么传统式褶裥过滤器用于纺丝加工应用范围很有限的原因，如同低黏度聚合物的纺丝一样。
新型褶裥过滤器，显示出低而稳定的压力。由于其固定的结构，褶裥不发生形变，纺丝过程中维持大的过滤面积，结果，新型褶裥过滤器的在线使用寿命比扁平型过滤器长约3倍。在线使用寿命的延长不仅降低过滤器的成本，也降低劳动力成本，增加生产力。另外，新型褶裥过滤器增加了纺丝组件的压力范围。例如，图8表明：当纺丝组件的压力限度在23 MPa时，新型褶裥过滤器在“B”点有5 MPa的余额，这个余额压力允许使用更细的有较高流动阻力的细过滤器。

当然，新型褶裥过滤器对延长在线使用寿命的作用取决于纺丝的条件，聚合物特性等等。对于上述原因，建议在大生产之前应进行中试评估。

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