CS260311B1

CS260311B1 - A method of modifying, melting and polymerizing the polymer

Info

Publication number: CS260311B1
Application number: CS868331A
Authority: CS
Inventors: Koloman Ondrejmiska; Stefan Cuba
Original assignee: Koloman Ondrejmiska; Stefan Cuba
Priority date: 1986-11-17
Filing date: 1986-11-17
Publication date: 1988-12-15
Also published as: CS833186A1

Abstract

Sposob modifikácie tavenín polymérov koncentrátmi aditív, u ktorého sa tavenina polyméru rozvádza do viacerých větví, v ktorých sa potom modifikuje a homogenizuje s koncentrátmi róznych aditív, dávkovaných vhodnými dávkovačmi do šnekového taviaco-zmešovacieho výtlačného zariadenia. Princípom je dávkovanie koncentrátov aditív v závislosti od odberaného množstva, adltivovaného polyméru, pričom rozdlel medzi odoberaným množstvem aditivovaného polyméru a dávkovaného koncentrátu sa dopíňa taveninou polyméru. Tento, spósob je vhodný na přípravu vlacfarebných vlákien na jednej Iinke alebo viacerých farebných odtieňov na jednej linke súčasne.A method of modifying polymer melts with additive concentrates, in which the polymer melt is distributed into several branches, in which it is then modified and homogenized with concentrates of various additives, dosed by suitable dosers into a screw melt-mixing extrusion device. The principle is the dosing of additive concentrates depending on the amount of added polymer taken, while the difference between the amount of added polymer taken and the dosed concentrate is made up with the polymer melt. This method is suitable for the preparation of soft colored fibers on one line or several color shades on one line simultaneously.

Description

Predmetom vynálezu je spůsob modifikácie tavenín polymérov koncentrátmi aditív a zariadenie pre túto modifikáciu. Pri tomto spůsobe sa tavenina polyméru z jedného polymerizačnéhO' alebo taviaceho zariadenia rozděluje na jednotlivé aditivačné miesta, čím sa umožňuje výroba váčšieho sortimentu a znižujú sa ekonomicky výhodné šarže výrobku.It is an object of the present invention to provide a method for modifying polymer melts with additive concentrates and an apparatus for such modification. In this process, the polymer melt from a single polymerization or melter is divided into individual additive sites, thereby allowing the production of a larger product range and reducing the economically advantageous batches of the product.

Modifikácia termoplastických polymérov, najma tuhými tavitelnými aditívami sa prevádza různými spůsobmi. Medzi najjednoduchšie patří spůsob, pri ktorom sa aditívum v práškovej alebo granulovanej formě zmieša za sucha s polymérom 'a zmes sa potom taví a tvaruje do výrobku, pričom často dochádza k oddefovaniu aditiva od polyméru z důvodu rozdielnych vlastností polyméru a aditiva, čo sa potom nepriaznivo prejaví na kvalitě výrobku.The modification of the thermoplastic polymers, in particular the solid fusible additives, is carried out in various ways. The simplest is the process by which the additive in powder or granular form is dry mixed with the polymer and the mixture is then melted and shaped into an article, often separating the additive from the polymer due to the different properties of the polymer and the additive, which then adversely product quality.

Dokonalejší spůsob je dávkovanie aditív do násypného hrdla taviaceho stroja pre polymér alebo spůsob podlá čs. AO 153 788 alebo čs. AO 204 625, kde sa aditiva najprv tavia a potom dávkujú do taveniny základného polyméru, potom následuje homogenizácía oboch tavenín, pričom zmes sa může ešte filtrovat a tvarovat do výrobku.A more perfect method is to dispense the additives into the feeding throat of the melter for the polymer or the method according to Czechoslovakia. AO 153 788 or MS. AO 204 625, where the additives are first melted and then metered into the melt of the base polymer, followed by homogenization of the two melts, wherein the mixture can still be filtered and shaped into an article.

Pri všetkých uvedených sposoboch je aditivácia menších šarží neefektivní, pretože čistenie zariadenia po zmene aditiva je velmi náročná a výroba na případných menších zariadeniach je nákladná.In all of the above-mentioned methods, the additivation of smaller batches is inefficient, since cleaning the apparatus after the additive change is very difficult and the production on possible smaller apparatuses is expensive.

Další spůsob, ktorý rieši tieto nedostatky, je podlá patentu DE 3 509 134 A 1 navrhnutý pre farbenie v hmotě, pri ktorom tavenina polyméru sa rozděluje na viac prúdov, do ktorých sa dávkuje tavenina preddispergovaných pigmentov. Jednotlivé prúdy sa potom homogenizujú, připadne filtrujú a vedú na tvarovanie. Celý tento proces sa robi na jednom mieste v jednom uzle tohto zariadenia. Pri velkých výrobách, ako je najmá výroba vlákien, je rozvod taveniny z jedného zdroja na jednotlivé tvarovacie miesta bežne používaný. Zavedenie aditiva do každého prúdu umožňuje získat výrobky rozdielnych vlastností. Pre přípravu náročných výrobkov je však potřebný vysoký stupeň dispergácie a homogenizácie aditiva, ktorý sa nedá docieliť statickými zmešovačmi, ako sa uvádza v spomínanom patente. Statické zmešovače okrem uvedených nedostatkov majú aj vysokú stratu tlaku, čím kladů zvýšené nároky na zariadenie umiestnená v technologickej linke před nimi. Aditivácia všetkých prúdov v jednom uzle nie je vhodná, najmá ak sú aditiva menej termostabilné. Pri dlhšom rozvode už aditivovanej taveniny dochádza k odbúravaniu aditiva a k dehomogenizácii taveniny, ale tiež ku zvýšeným nárokom na čistenie zariadenia pri zmene aditivácie.According to DE 3 509 134 A1, another method which solves these drawbacks is proposed for coloring in a mass in which the polymer melt is divided into a plurality of streams into which the melt of the pre-dispersed pigments is metered. The individual streams are then homogenized, optionally filtered and formed. The whole process is done in one place at one node of this device. In large-scale production, such as in particular fiber production, the distribution of the melt from one source to the individual forming sites is commonly used. The introduction of an additive in each stream allows products of different properties to be obtained. However, a high degree of dispersion and homogenization of the additive is required for the preparation of demanding products, which cannot be achieved by static mixers, as disclosed in said patent. In addition to the aforementioned drawbacks, the static mixers also have a high pressure loss, which places increased demands on the equipment located in the technological line in front of them. Additivation of all currents in one node is not suitable, especially if the additives are less thermostable. Longer distribution of the already additive melt leads to degradation of the additive and dehomogenization of the melt, but also to increased demands on the cleaning of the device when the additive is changed.

Uvedené nedostatky rieši spůsob modifikácie tavenín koncentrátmi aditív podlá tohto vynálezu, pri ktorom sa tavenina polyméru za konštantného tlaku tlačí do taveniny koncentrátu aditiva v šnekovom taviaco-zmešovacom člene 20 pre aditiva. Objemové množstvo taveniny aditiva sa dávkuje pomocou dávkovače 30 koncentrátov v závislosti na objeme a požadovanej koncentrácii zmesi odoberanej na spracovanie pomocou dávkovačích čerpadiel 40, pričom tavenina polyméru zo šnekového taviaceho stroja 10 doplňuje celkový objem spracovávanej zmesi.These drawbacks are solved by the method of modifying the melts with the additive concentrates of the present invention, wherein the melt of the polymer is pressed at a constant pressure into the additive concentrate melt in the additive screw-melter 20. The bulk melt volume of the additive is metered by the concentrate feeder 30 depending on the volume and the desired concentration of the mixture withdrawn for processing by the metering pumps 40, the polymer melt from the screw melter 10 supplementing the total volume of the mixture being processed.

Zariadenie na túto modifikáciu tavenín polymérov koncentrátmi aditív podlá tohto vynálezu pozostáva zo šnekového tavia,čeho stroja 10 s pohonom 12 regulovaným v závislosti na tlaku taveniny na jeho výstupe 11, ktorý je na výstupe 11 napojený na aspoň jeden šnekový taviaco-zmešovací vytlačovací člen 20 pre aditiva, spojený s dávkovačom 30 koncentrátov aditiva, ktorého pohon 31 je regulovaný v závislosti od otáčok dávkovačích čerpadiel 40 spracovávanej aditivovanej zmesi.The apparatus for modifying polymer melts by the additive concentrates of the present invention consists of a screw melter, a machine 10 with a melt-controlled drive 12 at its outlet 11, which is connected at the outlet 11 to at least one screw-melt extrusion member 20 for The additive concentrate dispenser 30 is connected to the additive concentrate dispenser 30, the drive 31 of which is controlled as a function of the speed of the dispenser pumps 40 of the additive mixture to be treated.

Výhodou zariadenia podlá tohto vynálezu je, že dispergácia aditiva s polymérom sa zabezpečuje dynamickým spůsobom, pri ktorom je možné vhodnou skladbou zmešovača dosiahnúf žiadaný stupeň dispergácie, a to i pri nízkej strate tlaku v zmešovačt. Tento taviaco-zmešovací člen 20 je možné umiestniť v blízkosti tvarovacích miest, čím sa skráti nepriaznivé termické působenie na aditiva, ale tiež sa znížia nároky na čistenie zariadenia pri zmene aditivácie. Výhodou tohto spůsobu je i to, že sa dá použit i na už existujúcich výrobných zariadeniach. Tento spůsob je možné použit například na farbenie v hmotě, a to i v súčasných výrobách na viac farebných odtieňov naraz, čo umožňuje zníženie ekonomicky výhodných šarží v jednom farebnom odtieni, připadne vhodným rozvodom aditivovanej zmesi tiež výrobu melanžovaných káblikov pozostávajúcich z viacero farebných odtieňov. Hornogenizovaná a aditivovaná tavenina sa může ešte filtrovat, najvhodnejšie cez kontinuálně pracujúci filter a viesť k jednotlivým pracovným miestam. Konštantný poměr aditiva a základného polyméru sa zachovává vazbou medzi odberom aditivovanej taveniny a dávkováním objemu koncentrátu aditiva, pričom rozdiel medzi odberom a taveninou koncentrátu doplňuje tavenina polyméru.An advantage of the device according to the invention is that the dispersion of the additive with the polymer is ensured by a dynamic manner in which the desired degree of dispersion can be achieved by a suitable mixer composition, even at low pressure loss in the mixer. This melt-mixing member 20 can be placed close to the forming points, thereby reducing the adverse thermal effects on the additives, but also reducing the cleaning requirements of the device when changing the additive. The advantage of this method is that it can also be used on existing production facilities. This method can be used, for example, for dyeing in the mass, even in simultaneous multi-shade production, which makes it possible to reduce economically advantageous batches in a single shade or, by suitable distribution of the additive mixture, to produce melanted cables consisting of several shades. The melt-homogenised and additive melt can still be filtered, preferably through a continuously operating filter and lead to individual workstations. A constant ratio of additive to base polymer is maintained by the bond between the additive melt withdrawal and the feed additive concentrate volume, the difference between the withdrawal and the concentrate melt being supplemented by the polymer melt.

Na pripojenom. obrázku je zariadenie na modifikáciu tavenín polymérov koncentrátmi aditív, pozostávajúce zo šnekového taviaceho- stroja 10 polyméru s pohonom 1.2 regulovaným od tlaku polyméru na jeho výstupe 11, ktorý je spojený so šnekovým tavlaco-zmešovacím vytlačovacím členom 20a, 20b pre aditiva s pohonom 21a. 21b. Taviaco-zmešovací člen 20a, 20b je na výstupe 22a, 22b napojený na dávkovacie čerpadlá 40a, 40b spracovávanej zmesi, od ktorých otáčok je regulovaný pohon 31a, 31b dávkovača 30a, 30b koncentrátov.On the attached. of the drawing is a device for modifying polymer melts with additive concentrates, consisting of a polymer worm melter 10 with a drive 1.2 controlled from the polymer pressure at its outlet 11, which is connected to a worm flux-mixing extruder 20a, 20b for additives with a drive 21a. 21b. At the outlet 22a, 22b, the melter-mixing member 20a, 20b is connected to the feed metering pumps 40a, 40b, from which the concentrator metering drive 31a, 31b is regulated.

PříkladExample

Granulovaný polypropylén sa taví na šnekovoni taviacom zariadení, z ktorého sa pri konštantnom tlaku privádza medzi zmešovaciu a taviacu časť šnekového taviaco-zmešovacieho výtlačného zariadenia pre tavenie koncentrátov pigmentov. Koncentráty pigmentov, v jednej vetve v žltom farebnom odtieni, v druhej v červ,enom, sa dávkujú hmotnostnými dávkovačmi do jednotlivých šnekových taviaco-zmešovacích výtlačných zariadení, kde sa tavia a tlačia do polyméru v zmešovacej zóně. Tam sa homogenizujú s tavenlnou polyméru a transportujú na 6 zvlákňovacích miest. Každé zvlákňovacie miesto pozostáva z dvoch zvlákňovacích hubíc, cez ktoré sa pretláča vyfarbený polymér, zubovými čerpadlami s jedným pohonom v množstve potrebnom pre dosiahnutie požadovanej dížkovej hmotnosti. Žitá tavenina sa privádza do jednej a červená do druhej zvlákňovacej hubice. Vlákna sa pod huhicou združujú, dížia a tvarujú na dvojfarebný káblik.The granulated polypropylene is melted on a screw-melter, from which it is fed at a constant pressure between the mixing and melting portion of the screw-melting extruder for melting pigment concentrates. Pigment concentrates, in one branch in a yellow color shade, in the other in red, are metered by weight metering devices into individual screw-melting extrusion extruders where they are melted and pressed into the polymer in the mixing zone. There they are homogenized with the melt polymer and transported to 6 spinning sites. Each spinning station consists of two spinning nozzles, through which the dyed polymer is extruded, with single-drive gear pumps in an amount necessary to achieve the desired length weight. Rye melt is fed to one and red to the other spinneret. The fibers are gathered together under the sponge, divided into two-color cable.

Pre upchanie otvorov v hubici u žitého odtieňa bolo odstavené toto zvlákňovacie miesto. V okamihu odstavenia došlo cez regulačný systém k zníženiu dávkovania koncentrátov obidvoch odtieňov o jednu šestinu. Pri hodnotení vlákien sa nepozoroval farebný rozdiel.This spinning point was shut down to clog the orifices in the nozzle of the lively shade. At the time of shutdown, the dosage of concentrates of both shades was reduced by one sixth through the regulatory system. No color difference was observed when evaluating the fibers.

Claims

Process for modifying polymer melts with additive concentrates, characterized in that the polymer melt is pressed at a constant pressure into the additive concentrate melt in the additive melt blender, wherein the volume ratio of the additive and the collection polymer is controlled by controlling the melt volume of the additive concentrate and this volume supplements the preset constant volume of the additive polymer.

2. Apparatus for modifying melts of the invention by means of additive concentrates according to claim 1, characterized in that it consists of a screw melter (10) with a drive controlled in dependence on the melt pressure at its outlet (11), which is connected to at least one outlet. an additive screw melt-mixing extruder (20) coupled to the additive concentrate dispenser (30), the drive (31) of which is controlled as a function of the speed of the feed mixture dosing pumps (40).