DE1118394B - Verfahren zum Schmelzen von Polyamidschnitzeln bei der Herstellung synthetischer Faeden - Google Patents

Description

Es ist bekannt, beim Schmelzspinnen von Polyamiden, insbesondere solchen des Caprolactams, Schnitzel zu verwenden, die einer beliebig geformten Schmelzfläche, z. B. einem Schmelzrost oder einem Schmelzaggregat, zugeführt werden, welches aus sternförmig angeordneten, geheizten Rippen besteht. Pie Schmelze wird hierbei mit einer der Schmelzgeschwindigkeit annähernd gleichen Geschwindigkeit abgezogen und versponnen. Es ist weiterhin bekannt, das Schmelzen der Polyamidschnitzel in der Atmosphäre eines inerten, sauerstofffreien Gases, wie Stickstoff, vorzunehmen.

Bei diesen Verfahren werden jedoch lediglich die zugeführten Schnitzel mit dem Inertgas bespült, wobei der Inertgasstrom entweder quer zu oder entgegen dem Schnitzelstrom geleitet wird. Es ist bei diesen Verfahren nicht möglich, den Schnitzeln eine größere Menge Wasser und Monomere, wie Caprolactam, zu entziehen, um ein konstantes Polymerisations-Depolymerisations-Gleichgewicht einzustellen, da die Verweilzeit der Schnitzel in dem Inertgas zu kurz ist und die Schmelze selbst nicht in feinverteilter Form mit dem Schutzgas in Berührung kommt. So können z. B. nach diesen Verfahren unter keinen Umständen feuchte Schnitzel versponnen werden. Es bildet sich nämlich eine stark schäumende Schmelze, die wegen der Blasenbildung nicht zu feinen Spänen versponnen werden kann.

Es wurde nun gefunden, daß man beim Schmelzen von Polyamidschnitzeln, insbesondere solchen des Caprolactams, durch Zuführen der Schnitzel unter einem Schutzgas zu einer Schmelzfläche und Abziehen des geschmolzenen Gutes mit einer der Schmelzgeschwindigkeit annähernd gleichen Geschwindigkeit die obengenannten Nachteile vermeiden kann, wenn man die Schnitzel in Richtung ihrer Zuführung mit einem reinen Schutzgas, wie Stickstoff, bespült und zusätzlich die in Form von Tropfen abfließende Schmelze mit einem zweiten Schutzgasstrom ebenfalls bespült und beide Schutzgasströme in der Nähe der Schmelzstelle über mehrere Austrittsöffnungen schnell, aber in ihrer Menge durch Abtauchgefäße regelbar, aus der Vorrichtung entfernt.

Das Wesentliche des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß auch die Schmelze in feinverteilter Form mit dem Schutzgas in Berührung kommt. Auf diese Weise wird es möglich, größere Mengen an Wasser und Monomeren schnell und insbesondere gleichmäßig abzuführen. Dadurch erhält man einen konstanten Wasser- und Monomerengehalt in der Schmelze. Gleichzeitig erreicht man ein konstantes Polymerisations-Depolymerisations-Gleichgewicht.

Verfahren zum Schmelzen von Polyamid-

schnitzeln bei der Herstellung

synthetischer Fäden

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,
Leverkusen-Bayerwerk

Dr. Günter Nawrath, Dr. Robert Schnegg,

und Dr. Otto Haberstroh, Dormagen,

sind als Erfinder genannt worden

Besonders beim Schmelzen von Schnitzeln aus dem Polyamid des Caprolactams ergeben sieh bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhebliche Vorteile. Das Schutzgas, z. B. Stickstoff, nimmt im Schmelzraum Lactam- und Wasserdämpfe auf und führt diese rasch durch die beheizten Austrittsrohre ab. Auch etwa vorhandene zyklische, niedrigmolekulare Anteile sowie Zersetzungsprodukte werden durch den schnellen Austritt des Schutzgases vollständig aus dem Schmelzraum entfernt und können so keinen Anlaß zu Spinnstörungen und Unregelmäßigkeiten in der Fadenqualität mehr geben. Erfindungsgemäß können auch Schnitzel geschmolzen werden, die noch feucht sind, d. h.

Schnitzel mit einem Wassergehalt bis zu 10%. Es ist also nicht unbedingt notwendig, die Schnitzel bis zu einem sehr niedrigen Wassergehalt zu trocknen, was insofern Vorteile hat, als die langdauernde Trocknung der Schnitzel wegfallen kann und die mit dem Trocknen immer verbundene Schädigung der Schnitzel, auch bei sorgfältigster Trocknung im Vakuum, vermieden wird. Feuchte Schnitzel ergeben eine Schmelze, die sich viel schneller und bei erheblich tieferen Temperaturen homogenisiert als Schnitzel, die einen langen Trocknungsprozeß durchgemacht haben.

In der Zeichnung ist mit 1 das mit Schnitzeln gefüllte Fallrohr bezeichnet. Die Schnitzel werden in Richtung des Pfeiles α durch das Fallrohr in den Schmelzraum 2 eingeführt, wo sie über die Glocke 3 auf die sternförmig angeordneten Schmelzrippen 4 treffen. Hier werden die Schnitzel geschmolzen, und

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die Schmelze tropft an dem unteren Ende der Schmelzrippen in den Sumpf 5 ab. Die Höhe des Schmelzniveaus im Sumpf wird durch den Kontaktstift 6 gesteuert. Die Schmelze wird durch die Pumpe 7 aus dem Sumpf entnommen. Die Zuführung des ersten Schutzgases erfolgt durch die Schnitzelmassen hindurch in Richtung der Pfeile b. Soweit in den Schnitzeln noch erhebliche Mengen Feuchtigkeit vorhanden sind, wird diese aus dem Schmelzraum in Richtung der Pfeile c über die Austrittsöffnungen 8 entfernt. Ein zweiter Strom trockenen Schutzgases tritt durch das Rohr 9 unterhalb der Schmelzfläche in den Schmelzraum ein und verläßt in Richtung der Pfeile d den Schmelzraum ebenfalls über die konzentrisch angeordneten Austrittsöffnungen 8.

An den Austrittsöffnungen 8 sind Rohre 10 angeordnet, die nach außen durch eine Flüssigkeit mit einstellbarem Niveau, die sich in den Gefäßenil befindet, verschlossen sind. Durch die Ventile 12 kann der Druck des Schutzgases im Schmelzraum beliebig und gleichmäßig eingestellt werden.

Es ist überraschend, daß die erfindungsgemäß vorgesehene schnelle Abführung der Schutzgase aus dem Schmelzraum durch mehrere symmetrisch angeordnete Austrittsöffnungen die Gleichmäßigkeit der Schmelzviskosität sehr günstig beeinflußt. Die gleichbleibende Schmelzviskosität sowie die Entfernung von zyklischen Polymeren und Zersetzungsprodukten ermöglichen eine erheblich verbesserte Spinnsicherheit und die Erzielung von Fäden, die frei sind von Ungleichmäßigkeiten und Knötchen. Solche Fäden haben erheblich verbesserte Verstreckungseigenschaften. Auch die Anzahl der Fadenbrüche beim Spinnen wird wesentlich verringert. Die Verbesserung der Fadenqualität erleichtert die Verarbeitung und vermeidet Störungen des Gesamtbildes der Textilerzeugnisse nach dem Wirken und Färben.

Durch die Einstellung der Ventile 12 läßt sich der Gasdruck im Innern des Schmelzraumes beliebig einstellen, wobei es gelingt, den Gasdruck auf einem Wert zu halten, der nur wenig über dem Atmosphärendruck liegt. Durch Beobachtung der im Gefäß 11 austretenden Blasen läßt sich der gleichmäßige Gasaustritt aus allen Austrittsrohren leicht überwachen.

Werden erfindungsgemäß nasse Schnitzel verarbeitet, so ergibt sich trotzdem durch die rasche Abführung des Wasserdampfes eine trockene Schmelze, in welcher die sonst störende Anwesenheit von Wasserdampf, die eine Erhöhung des Lactamgehaltes in der Schmelze bewirkt, nicht merkbar ist. Dennoch erzeugen die noch vorhandenen Reste von Wasserdampf eine Vergleichmäßigung der Viskosität der Schmelze, die im Gegensatz zu Schmelzen aus trockenen Schnitzeln nicht ansteigt. Dies ist auch eine Folge der anwendbaren niedrigen Innentemperaturen. Wie eingangs erwähnt, homogenisieren sich die ständig von unerwünschten Beimengungen von Lactam, Wasser, Zersetzungsprodukten u. dgl. befreiten Schmelzen sehr leicht, so daß erhöhte Schmelztemperaturen zur Homogenisierung der Schmelze nicht erforderlich sind.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Schmelzen von Polyamidschnitzeln, insbesondere solchen des Caprolactams, bei der Herstellung synthetischer Fäden, durch Zuführen der Schnitzel unter einem Schutzgas zu einer Schmelzfläche und Abziehen des geschmolzenen Gutes mit einer der Schmelzgeschwindigkeit annähernd gleichen Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnitzel in Richtung ihrer Zuführung mit einem reinen Schutzgas, wie Stickstoff, gespült und zusätzlich die in Form von Tropfen abfließende Schmelze mit einem zweiten Schutzgasstrom gespült wird und beide Schutzgasströme in der Nähe der Schmelzstelle über mehrere Austrittsöffnungen schnell, aber in ihrer Menge mittels Abtauchgefäßen regelbar, aus der Vorrichtung entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß feuchte Schnitzel bis zu einem Wassergehalt von 10% verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Schutzgase in der Vorrichtung nur wenig über dem Atmosphärendruck liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 881721, 740 273;
französische Patentschriften Nr. 1067 919,
802, 940 947.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen