DD220855A1

DD220855A1 - SPINNING PACKAGE FOR MULTIPLE FILTRATION AND HOMOGENIZATION OF POLYMER MELTS

Info

Publication number: DD220855A1
Application number: DD25980384A
Authority: DD
Inventors: Dieter Vorbach; Reinhard Wagner; Walter Kemnitz
Original assignee: Schwarza Chemiefaser
Priority date: 1984-02-02
Filing date: 1984-02-02
Publication date: 1985-04-10

Abstract

Die Erfindung ist einsatzfaehig fuer alle bekannte Extrudiersysteme zur Herstellung von Faeden, Fasern und dgl. aus synthetischen Hochpolymeren nach dem Schmelz- und Nassspinnverfahren. Ziel und Aufgabe ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher eine intensive Homogenisierung und Filtration bei hoher Durchsatzleistung erzielt wird. Erfindungsgemaess wird dies erreicht, wenn im Paketgehaeuse auf der Spinnduesenplatte mit entsprechend angeordneten Dichtungen sich um einen zentralen Schmelzezufuhrkanal ein Schmelzeverteilerunterteil sowie ein -oberteil befinden, welche jeweils Schmelzekanaele besitzen und durch ein Filtermedium sowie Dichtungen voneinander getrennt sind, wobei die Schmelzekanaele im Schmelzeverteilerunterteil sowie im -oberteil durch entsprechend wechselseitig angeordnete Uebergangskanaele miteinander verbunden sind und im Schmelzezufuhrkanal unter dem Filtermedium ein schmelzedurchlaessiges Stuetzelement, welches gegebenenfalls Schmelzekanaele enthaelt, vorhanden ist. FigurThe invention is operationally suitable for all known extrusion systems for the production of fibers, fibers and the like from synthetic high polymers by the melt and wet spinning process. The aim and object is to provide a device in which an intensive homogenization and filtration is achieved at high throughput. According to the invention, this is achieved if, in the package housing on the spinning die plate with correspondingly arranged seals, there are a melt distributor lower part and an upper part around a central melt feed channel, which each have melt channels and are separated from one another by a filter medium and seals, the melt channels in the melt distributor lower part and in the melt distribution manifold. Upper part are connected to each other by appropriately mutually arranged transition channels and in the melt supply channel under the filter medium a melt permeable support member, which may contain melt channels, is present. figure

Description

Titer der Jlrfindung Beginners of the invention

Spinndüsenpaket zur Mehrfachfiltrierung und Homogenisierung von PolymerschmelzenSpinneret package for multiple filtration and homogenization of polymer melts

Field of application of the invention

Die Erfindung kann bei allen Extrudiersystemen zur Herstellung von Fäden und Fasern aus synthetischen Hochpolymeren, vorzugsweise Polyamiden, Polyestern, Polyolefinen, eingesetzt werden. Desweiteren ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Spinndüsenpaketes auch bei der Herstellung von Fäden und Fasern nach dem Naßspinn» verfahren möglich.The invention can be used in all extruding systems for producing threads and fibers from synthetic high polymers, preferably polyamides, polyesters, polyolefins. Furthermore, the use of the spinneret package according to the invention is also possible in the production of threads and fibers by the wet spinning method.

Characteristic of the known state of the art

Es sind Düsenpakete für das Schmelzspinnen von synthetischen Hochpolymeren bekannt, die aus Düsenfassung, Dichtelementen, Stützkörpern, Düsenplatten und Filtereinheit bestehen. Die Filterelemente bestehen u.a. aus Siebscheiben, die mit Dichtmaterialien eingefaßt sind und werden in einer Richtung gleichmäßig von Schmelze durchströmt (Klare, H. u.a.. Synthetische Fasern aus Polyamiden, 1963, Akademieverlag, Seiten 267 und 367').Nozzle packages are known for the melt spinning of synthetic high polymers, which consist of nozzle holder, sealing elements, supporting bodies, nozzle plates and filter unit. The filter elements are u.a. from screen discs, which are bordered with sealing materials and are uniformly flowed through in one direction by melt (Klare, H. et al .. Synthetic fibers from polyamides, 1963, Akademieverlag, pages 267 and 367 ').

Derartige Filtersysteme erfordern zur Erreichung der guten Filterwirkung die Anwendung einer größeren Filterzahl. Das beeinträchtigt die Ökonomie des Spinnprozesses. Ferner steigt die Verweilzeit der Schmelze im Düsenpaket an, was sich auf die Verfahrensstabilität negativ auswirkt.Such filter systems require the application of a larger number of filters to achieve the good filtering effect. This affects the economics of the spinning process. Furthermore, the residence time of the melt increases in the nozzle package, which has a negative effect on the process stability.

Eine Verbesserung wird mit einer anderen Vorrichtung erreicht, hier nimmt die mittlere Kornfeinheit des Schüttgutes in Richtung des Schmelzeflusses zu (DE-OS 1 918 686).An improvement is achieved with another device, here, the average particle size of the bulk material in the direction of the melt flow increases (DE-OS 1 918 686).

Derartige Systeme sind ungleichmäßig bezüglich der Porenweite, die Verweilzeit ist relativ hoch und der Spinndruck steigt sehr stark an.Such systems are uneven in pore size, the residence time is relatively high and the spinning pressure increases very much.

Ein genereller Nachteil der Schüttgutfilter ist ferner, daß durch Eigenabrieb bei der Paketvorbereitung erneut kleinste Partikel entstehen, die sich auf den Fadenbildungsprozeß negativ auswirken.A general disadvantage of the bulk material filter is further that self-abrasion in the package preparation again smallest particles arise that have a negative effect on the thread formation process.

Ziel der goal of B. rf B. rf in du ngin du ng

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Homo-The aim of the invention is to provide a device for homo-

! · *·.' ' ..·.. · · genisierung und Filtration von synthetischen Hochpolymere ri zu entwickeln, welche einen wirtschaftlichen Betrieb bei voller Ausnutzung der Leistungsfähigkeit ermöglicht, wobei trotz niedriger Verweilzeit der Spinnmasse im Spinndüsenpaket eine gute Homogenisierung und eine gleichmäßige Temperaturführung erreicht werden kann.! · * ·. ' '.. • .. · · Genization and filtration of synthetic high polymer ri to develop, which allows economic operation with full utilization of the performance, with good residence and uniform temperature control can be achieved despite low residence time of the dope in the spinneret package.

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Homogenisierung und Filtration von Schmelzen aus synthetischen Hochpolymeren so zu gestalten, daß durch die entsprechende Anordnung bekannter Einzelelemente zueinander eine intensive Homogenisierung der Schmelze sowie eine gleichmäßige Temperaturführung ermöglicht wird.The object of the invention is to make a device for homogenization and filtration of melts of synthetic high polymers so that an intensive homogenization of the melt and a uniform temperature control is made possible by the appropriate arrangement of known individual elements to each other.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man ein Spinndüsenpaket zur Mehrfachfiltrierung und Homogenisierung von Polymerschmelzen bestehend aus Paketgehäuse, Spinndüsenplatte mit Spinnkapillaren, Filter und Dichtungen sowie Schmelzeverteiler so anordnet, daß man im Paketgehäuse auf der Spinndüsenplatte mit den entsprechenden Dichtungen um ,einen zentralen Schmelzezufuhrkanal ein Schmelzeverteilerunterteil sowie -oberteil aufbringt, die jeweils Schmelzekanäle besitzen und durch ein Filtermedium sowie entsprechenden Dichtungen voneinander getrennt sind, wobei die Schmelzekanäle im Schmelzeverteilerunterteil und -oberteil durch wechselseitig angeordnete Übergangskanäle miteinander verbunden sind und im Schmelzezufuhrkanal unterhalb des FiItertnediume ein schmelzedurchlässiges Stützelement vorhanden ist.The object is achieved by arranging a spinneret package for multiple filtration and homogenization of polymer melts consisting of package housing, spinneret plate with spinning capillaries, filters and seals and melt distributor so that in the package housing on the spinneret plate with the appropriate seals to a central melt supply channel a melt distributor base and top, which each have melt channels and are separated by a filter medium and corresponding seals, wherein the melt channels in Schmelzeverteilerunterteil and upper part are interconnected by mutually arranged transition channels and in the melt supply channel below the FiItertnediume a melt-permeable support element is present.

Das Stützelement kann gegebenenfalls selbst Schmelzekanäle aufweisen. I If appropriate, the support element can itself have melt channels. I

Als Filtermedium werden im Spinndüsenpaket Siebe aus metallischem und/oder nichtmetallischem Material und/ oder Vlies sowie aus anderen bekannten porösen Materialien eingesetzt.Sieve made of metallic and / or non-metallic material and / or nonwoven as well as other known porous materials are used as the filter medium in the spinneret pack.

Bei speziellen Verfahren kann es erforderlich sein, daß man die Kanäle im Stützelement und/oder die über-Special processes may require that the channels in the support element and / or the overlying

-. 4 - . -. 4 -.

gangskanäle des Schmelzeverteilerunterteils sowie des Schmelzeverteileroborteils mit porösem oder körnigem oder vliesähnlichem Material ausgefüllt.Gangskanäle the melt distribution manifold and the Schmelzeverteileroborteils filled with porous or granular or fleece-like material.

Die Schmelzekanäle im Schmelzeverteilerunter- und —oberteil können bei Bedarf in mehreren Folgen angeordnet werden.If desired, the melt channels in the melt distributor lower and upper part can be arranged in several sequences.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werdenThe invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment

Die dazugehörige Zeichnung . The accompanying drawing.

Figur 1 zeigt einen Senkrechtschnitt durch das SpinndüsenpaketFIG. 1 shows a vertical section through the spinneret pack

Das erfindungsgemäße Spinndüsenpaket besteht aus einem zylinderförmigen Paketgehäuse 1. Auf dem Unterteil des Paketgehäuses 1 liegt über einer Dichtung 2 die Spinndüsenplatte 3 mit den Spinnkapillaren 4 auf. Auf der Spinndüsenplatte 3 liegt eine Dichtung 5 und auf ihr ruht das Schmelzeverteilerunterteil 6. Im Schmelzeverteilerunterteil 6 befinden sich die Schmelzekanäle 7, welche zu den einzelnen Teilfilterflächen 8 führen. Auf dem Schmelzeverteilerunterteil 6 liegt die Dichtung 9, auf dieser wird das Filtermedium IO befestigt. An das Filtermedium 10 schließt sich erneut eine Dichtung 11 an, auf welcher sich das Schmelzeverteileroberteil 12 befindet. Das Schmelzeverteileroberteil 12 besitzt ebenfalls einen Übergangskanal 13. Zwischen dem Schmelzeverteileroberteil 12 und dem -unterteil 6 befinden sich zylinder- pder schlitzförmig ausgebildete Schmelzezufuhrkanäle 14. Das Schmelzeverteileroberteil 12 ist mit dem Übergangskanal 13 verbunden. Im Schmelzezufuhrkanal 14, welcher in das Schmelzeverteilerunterteil 6 ragt, befindet sich das Stützelement 15.The spinneret set according to the invention consists of a cylindrical package housing 1. On the lower part of the package housing 1 is located above a seal 2, the spinneret plate 3 with the spinning capillaries 4. On the spinneret plate 3 is a seal 5 and the melt distributor base 6 rests on it. In the melt distributor base 6 are the melt channels 7, which lead to the individual sub-filter surfaces 8. On the melt distributor lower part 6 is the seal 9, on which the filter medium IO is attached. The sealant 10 is again followed by a seal 11, on which the melt distributor upper part 12 is located. The melt distributor upper part 12 likewise has a transition channel 13. Between the melt distributor upper part 12 and the lower part 6 are cylindrical powder-shaped melt supply channels 14. The melt distribution upper part 12 is connected to the transition channel 13. In the melt supply channel 14, which projects into the melt distributor lower part 6, there is the support element 15.

Nachstehend wird die erfindungsgemäße. Vorrichtung in Funktion beschrieben.Hereinafter, the inventive. Device described in function.

Die Schmelze tritt durch den Schmelzezufuhrkanal 14 in das Paketgehäuse 1 ein und wird an den Teilfilterflächen 8 das erste Mal filtriert. Das FiItrat passiert das Stützelement 15 wird dort umgelenkt und entgegengesetzt zur bisherigen Richtung erneut zur Teilfilterfläche 8 geführt, die das Polymere zum zweiten Mal durchläuft. Nach dem in den Übergangskanälen 13 die Schmelze wiederum umgelenkt worden ist, passiert sie die Teilfilterflächen 8 das dritte Mal und gelangt danach durch den Schmelzekanal 7 zur Spinndüse 3 mit der Spinnkapillare 4. Im Stützelement 15, in den Übergangskanälen 13 sowie im Schmelzekanal 7 tritt eine starke Scherung bzw. Homogenisierung der Schmelze ein.The melt enters the package housing 1 through the melt feed channel 14 and is filtered on the sub-filter surfaces 8 for the first time. The filtrate passes through the support element 15 where it is deflected and, opposite to the previous direction, guided again to the partial filter surface 8, which passes through the polymer for the second time. After the melt has been deflected again in the transition channels 13, it passes the sub-filter surfaces 8 the third time and then passes through the melt channel 7 to the spinneret 3 with the spinning capillary 4. In the support member 15, in the transition channels 13 and in the melt channel 7 enters a strong shear or homogenization of the melt.

Die Zahl der Filterflächen kann beliebig erweitert werden, sie richtet sich nach dem Grad der gewünschten Homogenisierung und Filtrierung der Schmelze. Nach dem Verlassen der letzten Filterflächen gelangt das Polymere auf direktem iVeg zur Spinnkapillare 4.The number of filter surfaces can be arbitrarily extended, it depends on the degree of desired homogenization and filtration of the melt. After leaving the last filter surfaces, the polymer passes on direct iVeg to the spinning capillary 4.

Claims

- D

iir fin η CjS a ns ρ ruc . H

1. Spinneret package for Mehrfachflitrierung and homogenization of polymer melts consisting of * package housing, spinneret plate with spinning capillaries, filters, seals and melt distributor, characterized in that in the package housing (1) on the spinneret plate (3) with the seals (2; 5) about a central Melting channel (14) ein'Schmelzeverteilerunterteil, (6) and a melt distribution upper part (12) are arranged, each having melt channels (7) and by a filter medium (10) and seals (9; 11) are separated from each other, wherein the melt channels (7 ) in the melt distributor lower part (6) and in the melt distribution upper part (12) are interconnected by correspondingly mutually arranged transition channels (13) and in the melt supply channel (14) under the filter medium (10) a melt-permeable support element (15) is present.

2. spinneret package according to item 1, characterized in that the filter medium (10) consists of sieves of metallic and / or non-metallic material and / or nonwoven fabric and of porous material.

7 -

3. Spinneret package according to item 1 and 2, characterized in that in the support element (15) channels are arranged. , : - '''. · '·. ^: -. '· -.

4. Spinndüsenpaket according to item 1 to 3, characterized in that the channels in the support element (15) and / or the transition channels (13) of the Schnielzeverteilerunterteils (6) and the Schmelzeverteileroberteils (12) are filled with porous or granular or fleece-like material. - '

5. Spinndüseripaket according to item 1 to 4, characterized in that the melt channels (7) are arranged in several FoI-, conditions.

- See 1 page drawings -