Un filtro (12) de paquete de hilatura que comprende una estructura porosa de fibras metálicas cortas sinterizadas,

teniendo dichas fibras metálicas cortas una sección transversal poligonal y teniendo dichas fibras metálicas cortas una relación de longitud a diámetro (L/d) comprendida entre 30 y 100

Filtro para un conjunto de paquete de hilatura.

Campo de la invención

La invención se refiere a un filtro de paquete de hilatura que comprende un cuerpo poroso de fibras metálicas cortas sinterizadas.

Antecedentes de la invención

En la hilatura de fibras de polímeros se somete la masa fundida polímera a una filtración por medio de un filtro de paquete de hilatura antes de que el polímero sea hecho pasar a través de los agujeros de hilatura de una hilera.

La finalidad del filtro de paquete de hilatura es capturar impurezas y cizallar los geles contenidos en el polímero.

Se conocen en la técnica filtros de paquetes de hilatura que comprenden partículas de arena.

Sin embargo, después de un cierto período de uso se crean canales preferenciales en la arena y se termina el efecto de cizalladura.

Los filtros de paquetes de hilatura que comprenden polvo metálico adolecen del inconveniente de que tienen una baja porosidad y, por tanto, una alta caída de presión.

El documento US 5 665 479 describe un filtro de paquete de hilatura que comprende una banda de fibras metálicas. Las fibras metálicas se obtienen por estirado de un mazo de ellas.

Se conocen por el documento US 3 505 032 bandas hechas de fibras metálicas obtenidas por un proceso de afeitado.

Sumario de la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar un filtro de paquete de hilatura que tenga una alta porosidad y, por tanto, una baja caída de presión.

Es otro objeto de la invención proporcionar un filtro de paquete de hilatura que tenga una distribución homogénea de tamaños de poros.

Es un objeto más proporcionar un filtro de paquete de hilatura que pueda resistir las altas presiones aplicadas durante su uso.

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un filtro de paquete de hilatura que comprende un cuerpo poroso de fibras metálicas cortas sinterizadas. Las fibras metálicas cortas según la presente invención tienen una sección transversal poligonal, tal como una sección transversal trigonal o sustancialmente trigonal, una sección transversal cuadrada o sustancialmente cuadrada o una sección transversal rectangular o sustancialmente rectangular. Las fibras metálicas cortas tienen preferiblemente bordes afilados.

Un modo preferido de fabricar las fibras metálicas cortas utilizadas en un filtro de paquete de hilatura según la presente invención consiste en partir de fibras afeitadas.

Las fibras afeitadas se fabrican afeitando el borde de una bobina de chapa metálica delgada.

A partir de las fibras afeitadas así obtenidas pueden hacerse fibras cortas por cualquier método conocido en la técnica. Se pueden obtener fibras metálicas cortas, por ejemplo, cortando mecánicamente fibras metálicas largas en fibras cortas o cortando fibras metálicas largas en fibras cortas por medio de un método químico.

Se puede utilizar también lana metálica, tal como lana de acero, como material de partida para obtener fibras metálicas cortas.

Las fibras metálicas cortas tienen preferiblemente un diámetro equivalente comprendido entre 1 y 150 µm, por ejemplo 2, 22, 30, 35, 65 y 100 µm. Con el término "diámetro equivalente" se quiere dar a entender el diámetro de un círculo imaginario que tenga la misma superficie que la superficie de una fibra cortada perpendicularmente al eje mayor de dicha fibra.

Para los fines de esta invención, las fibras metálicas cortas se definen como fibras metálicas que tienen una relación de longitud a diámetro (L/d) que fluctúa entre 30 y 100.

Las fibras metálicas cortas pueden comprender fibras que tengan una forma columnar o pueden comprender fibras curvas y/o enmarañadas tales como las fibras descritas en el documento WO02/057035.

Pueden preferirse fibras curvadas y/o enmarañadas tal como en un conjunto de fibras curvadas y/o enmarañadas, creándose numeroso puntos de contacto entre las fibras de modo que esta fibras puedan sinterizarse fácilmente sin que se requieran grandes fuerzas.

Se puede utilizar cualquier tipo de metal o aleación metálica para proporcionar las fibras metálicas cortas utilizadas para construir el filtro de paquete de hilatura.

Las fibras metálicas cortas se hacen, por ejemplo, de acero tal como acero inoxidable. Aleaciones preferidas de acero inoxidable son aleaciones de la serie AISI 300 o de la serie AISI 400, tales como AISI 316L o AISI 347, o bien se utilizan aleaciones que comprenden hierro, aluminio, cromo, acero inoxidable que comprende cromo, aluminio y/o níquel y 0,05 a 0,3% en peso de itrio, cerio lantano, hafnio o titanio (conocidas como Fecralloy®).

Las fibras metálicas cortas pueden hacerse también de níquel, titanio, aluminio, cobre o una aleación de uno de estos metales.

Un filtro de paquete de hilatura según la presente invención tiene una porosidad superior a 60%, por ejemplo entre 60% y 90%, tal como 70%, 80% u 85%.

Dado que el filtro de paquete de hilatura está sinterizado, el filtro muestra una distribución homogénea de poros. El tamaño de los poros es igual en todo el filtro. No se crean canales preferidos.

Se ha visto que las formas irregulares y/o los bordes afilados de las fibras metálicas cortas son extremadamente eficaces para cizallar geles polímeros, así como para retirar impurezas de la masa fundida polímera. Esto constituye una ventaja frente a filtros de paquetes de hilatura conocidos, tales como filtros de paquetes de hilatura que comprenden fibras metálicas dotadas de una sección transversal redonda.

Los filtros de paquetes de hilatura conocidos en la técnica, tales como los filtros de paquetes de hilatura que comprenden polvo metálico, tienden a densificarse durante su uso bajo las altas presiones que se aplican (hasta 120 e incluso hasta 250 bares). La densificación puede alterar las características del filtro de paquete de hilatura durante la vida útil del filtro.

Un filtro de paquete de hilatura según la presente invención puede resistir la compactación y mantiene su alta porosidad durante la hilatura. Un filtro de paquete de hilatura según la presente invención puede utilizarse así para hilatura a alta velocidad y tiene una vida útil más larga que la de los filtros de paquetes de hilatura conocidos en la técnica.

Además, un filtro de paquete de hilatura según la presente invención es inerte frente a masas fundidas polímeras calientes.

Conforme a un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un conjunto para filtración con paquete de hilatura. El conjunto comprende un filtro de paquete de hilatura según la presente invención.

El conjunto puede comprender, además, un tamiz situado en el lado de aguas abajo del filtro de paquete de hilatura.

Este tamiz puede comprender, por ejemplo, una malla, tal como una malla soldada o tejida, o puede comprender un vellón no tejido que consta de fibras metálicas. Preferiblemente, el vellón no tejido está sinterizado.

Según un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un método para fabricar un filtro de paquete de hilatura. El método comprende los pasos de

La introducción de un juego de fibras metálicas cortas en un molde de forma tridimensional comprende, por ejemplo, el vertido de un juego de fibras metálicas cortas en este molde.

Como alternativa, las fibras metálicas cortas son puestas en suspensión utilizando un agente apropiado o una mezcla de agentes apropiados, y la suspensión es cargada en un molde. El líquido de la suspensión puede ser retirado, por ejemplo, por evaporación o succión.

Las condiciones de sinterización dependen de la aleación y de las propiedades requeridas por el producto final.

Posiblemente, antes de la sinterización se prensan las fibras metálicas cortas unas contra otras para mejorar la coherencia y/o cambiar la densidad.

Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para aumentar la cizalladura...

1. Un filtro (12) de paquete de hilatura que comprende una estructura porosa de fibras metálicas cortas sinterizadas, teniendo dichas fibras metálicas cortas una sección transversal poligonal y teniendo dichas fibras metálicas cortas una relación de longitud a diámetro (L/d) comprendida entre 30 y 100.

2. Un filtro (12) de paquete de hilatura según la reivindicación 1, en el que dicha estructura porosa tiene una porosidad superior a 60%.

3. Un filtro (12) de paquete de hilatura según la reivindicación 1 ó 2, en el que dichas fibras metálicas cortas se obtienen afeitando el borde de una bobina de chapa metálica para fabricar fibras afeitadas y cortando subsiguientemente dichas fibras afeitadas para obtener fibras metálicas cortas.

4. Un filtro (12) de paquete de hilatura según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas fibras metálicas cortas tienen un diámetro equivalente comprendido entre 1 y 150 µm.

5. Un conjunto (10) para filtración con paquete de hilatura, que comprende un filtro (12) de paquete de hilatura según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Un conjunto (10) según la reivindicación 5, en el que dicho conjunto comprende, además, un tamiz (16) en el lado de aguas abajo de dicho filtro de paquete de hilatura.

7. Un conjunto (10) según la reivindicación 6, en el que dicho tamiz comprende una malla soldada o tejida o un vellón no tejido que consta de fibras metálicas.

8. Un método para fabricar un filtro (12) de paquete de hilatura, comprendiendo dicho método los pasos de

9. Un método para aumentar la cizalladura de geles polímeros durante la filtración de un polímero utilizando un filtro (12) de paquete de hilatura que comprende una estructura porosa de fibras metálicas cortas sinterizadas, teniendo dichas fibras metálicas cortas una sección transversal poligonal y presentado dichas fibras metálicas cortas una relación de longitud a diámetro (L/d) comprendida entre 30 y 100.