DE1213981B - Device for the processing and degassing of polyamide melts or melt-liquid high polymers - Google Patents

Device for the processing and degassing of polyamide melts or melt-liquid high polymers

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Description

Vorrichtung zur Verarbeitung und Entgasung von Polyamidschmelzen oder schmelzflüssigen Hochpolymeren Die Verarbeitung von Polyamidschmelzen ist bekanntlich mit verschiedenen Schwierigkeiten verbunden. Allein die Entgasung, die Verhinderung der Nachpolymerisation sowie die Einschränkung der monomeren Lactamrückbildung sind nur unter Anwendung sehr komplizierter Einrichtungen unterschiedlicher Art erreichbar.Device for processing and degassing polyamide melts or molten high polymers The processing of polyamide melts is known associated with various difficulties. Just the degassing, the prevention the post-polymerization as well as the restriction of the monomeric lactam reformation achievable only by using very complicated devices of different types.

Nach der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, in vereinfachtem Verfahren Schmelzen, beispielsweise von Polyamid, zu verarbeiten, wobei die vorgenannten Nachteile auf ein Mindestmaß eingeschränkt und neben der Herstellung spritzfähiger Granulate auch das Spinnen im Direktverfahren zu Fasern und Seidentypen möglich sind. According to the device according to the invention, it is possible in a simplified manner Process melts, for example of polyamide, to process, the aforementioned Disadvantages limited to a minimum and besides the production more injectable Granulates can also be spun directly into fibers and silk types are.

Es ist schon eine Reihe von Apparaturen für die genannten Zwecke entwickelt worden. There are already a number of apparatuses for the purposes mentioned has been developed.

So ist vorgeschlagen worden, mit Hilfe von Dünnschichtverdampfern Filme zu erzeugen. Diese haben aber den Nachteil, daß sich an vielen Flächen und drehbaren Elementen die Schmelzen ansetzen, nachpolymerisieren, verkracken und zu irgendeinem Zeitpunkt die Schmelze verunreinigen und unbrauchbar machen. Nach einem weiteren Vorschlag sollen die Schmelzen von kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Polymerisations- oder Polykondensationseinrichtungen auf große Flächen geleitet und unter Vakuum gesetzt werden. Hierbei zeigen sich außergewöhnlich große Schaum- und Blasenbildungen, die gleichzeitig noch den Nachteil der Monomerenrückbildung aufweisen. Die bekannten Verfahren dieser Art haben sich diesbezüglich nicht bewährt und sind sehr aufwendig. It has been proposed to use thin film evaporators To produce films. But these have the disadvantage that on many surfaces and rotatable elements that melt, post-polymerise, crack and close at any point in time contaminate the melt and render it unusable. After a Another suggestion should be the melting of continuous or discontinuous Polymerization or polycondensation facilities passed over large areas and placed under vacuum. This shows exceptionally large foam and blistering, which at the same time has the disadvantage of monomer regression exhibit. The known methods of this type have not proven themselves in this regard and are very complex.

In einem weiteren Verfahren hat man versucht, aus einer Polymerisation Fäden in einen Vakuumraum zu drücken, in dem sich am unteren Ende eine konische Schnecke bewegt, deren Aufgabe es ist, die in der Schmelze befindlichen Blasen, also die Entgasung durch Bewegung aufzulösen, in nachgeschaltctc Spinnpumpen weiterzuleiten und daraufhin endgültig durch eine Spinndüse zu pressen. In another process, attempts have been made from a polymerization To push threads into a vacuum space in which there is a conical at the bottom Moves the screw, the task of which is to remove the bubbles in the melt, So to dissolve the degassing by movement, to pass it on in downstream spinning pumps and then finally pressed through a spinneret.

Man hat weiterhin versucht, Polyamidschmelzen mit Hilfe von Spinnpumpen über einen Zylinder fein zu verteilen und einen Film zu bilden, den Behälter unter Vakuum zu setzen, am Endc die Schmelze wieder zu sammeln und endgültig durch eine Spinnpt mpe und Düsc zu verarbeiten. Attempts have also been made to melt polyamide with the aid of spinning pumps Spread finely over a cylinder and form a film underneath the container To set a vacuum, to collect the melt again at the end and finally through a Spinning mpe and nozzle to process.

All diese Verfahren bergen jedoch die Gefahr in sich. daß die Filme bei Tcml?ernturschwnnku!lcer nicht völlig entfernt werden und durch Nachpolymcri-iation dann verkracken. However, all of these procedures involve a risk. that the films in the case of Tcml? ernturschwnnku! lcer are not completely removed and by post-polymerization then crack.

15 ist weiterhin eine Vorric!itung zur Vcrarheitunr von Polx amidscllmclzen bcleamlt~cworden. bei der auch mit einer konventionellen Schneckenstrangpresse die Schmelze durch eine Lochdüse gefördert wird und dabei Stränge bildet, bei der dieselben zwischen zwei Walzen gefördert werden, wobei unter Kühlung der Walzen die Oxydationsmöglichkeit verhindert wird und bei der dann von einem Vakuumaum aus die Stränge nach außen zur Zerkleinerung weitertransportiert werden. Die Blasenbildung wird auch hierdurch nicht verhindert. 15 is also a tutorial for clarifying Polx amide caps bcleamlt ~ c. in the even with a conventional screw extruder Melt is conveyed through a perforated nozzle and thereby forms strands in which the same be conveyed between two rollers, with the possibility of oxidation with cooling of the rollers is prevented and in which the strands then move outwards from a vacuum space be transported further for comminution. The blistering is also caused by this not prevented.

Man hat weiterhin vorgeschlagen, mit Hilfe von Zahnradpumpen die Blasenbildung unter Vakuum zu verhindern. Auch dieses Verfahren ist sehr aufwendig und kann nicht für größere Mengen, die bei der diskontinuierlichen Erzeugung anfallen, für die Verarbeitung angewendet werden. It has also been proposed that with the help of gear pumps Prevent bubble formation under vacuum. This process is also very complex and cannot be used for larger quantities that occur in discontinuous production, be applied for processing.

Die der Erfindung zugrunde liegende Vorrichtung zur Verarbeitung von Polyamidschmelzen odcr schmelzflüssigen Hochpolymeren, insbesondere aus Polvmerisaten der Polyamid- und Polyestertypen mit möglicherweise notwendigen Zusätzen zur Stabilisierung oder Mattierung stammenden Alischungen, bei der die aus einem Polymerisator kommende Schmelze innerhalb eines mit internem Gas unter leichtem Überdruck gefüllten gasdichten Gehäuses oder unter Vakuum mit Hilfe eines Walzenpaares auf eine große Oberfläche verteilt wird, unterscheidet sich von den bekannten Vorrichtungen erfindungsgemäß nun dadurch, daß die Schmelze unmittelbar nach dem Polymerisator mittels einer Breitschlitzdiise auf das Walzenpaar aufgetnigcn und von dort vom Eingangsteil einer an der Unterseite der Walzen anliegenden Schnecke einer Scllncckenstra;7epreJse abgenommen und ausgepreßt wird. wobei das cnsdichtc Gchiiuse sowohl die llrcitsclllitzdüse und das Walzenpaar als auch zum'nest den Eingangsteil der Schnecke strangprcssc umgibt. The processing device on which the invention is based of polyamide melts or molten high polymers, in particular from polymerizates of the polyamide and polyester types with possibly necessary additives for stabilization or matting originating Alischungen, in which the coming from a polymerizer Melt within a gas-tight one filled with internal gas under a slight excess pressure Housing or under vacuum with the help of a pair of rollers on a large surface is distributed, differs from the known devices according to the invention now by the fact that the melt immediately after the polymerizer by means of a slot die aufgetnigcn onto the pair of rollers and from there from the input part one on the underside The screw of a screw conveyor, which is adjacent to the rollers, is removed and pressed out will. whereby the cnsdichtc Gchiiuse both the llrcitsclllitzdüse and the roller pair as well as for the most part surrounding the input part of the screw in a stranded process.

Die Schnecke der Strangpresse ist dabei zweckmäßigerweise in Länge des Walzenpaares unten von einer Wanne bis fast an das Walzenpaar reichend, sonst aber der die Homogenisierung bewirkende Teil der Schnecke von einem geschlossenen Zylinder umgeben. Das gasdichte Gehäuse kann dabei die Strangpresse nur bis zum Spritzkopf umfassen, während die über dieses Gehäuse hinausragende Düse über einen Krümmer mit einer Lochdüse bzw. einem Schmelzverteiler verbunden ist, die die weitere Strang- bzw. The screw of the extruder is expediently in length of the pair of rollers below reaching from a trough almost to the pair of rollers, otherwise but the part of the screw causing the homogenization of a closed one Cylinder surrounded. The extrusion press can only use the gastight housing up to Include spray head, while the nozzle protruding beyond this housing via a Elbow is connected to a perforated nozzle or a melt distributor, which is the other Strand or

Fadenbildung bewirkt.Causes thread formation.

Das Walzenpaar kann dabei in der Geschwindigkeit stufenlos regulierbar angetrieben und regelbar beheizt sein, während die Schnecke im entsprechenden Verhältnis über- bzw. untersetzt mit dem Walzenantrieb gekuppelt sein kann. The speed of the pair of rollers can be infinitely varied driven and controllably heated, while the screw in the appropriate ratio can be coupled up or down with the roller drive.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsmäßigen Vorrichtung schematisch dargestellt, ohne daß dabei die weitere Verarbeitung gezeigt ist. In the drawing is an embodiment of the inventive Device shown schematically without showing the further processing is.

F i g. 1 zeigt eine Vorderansicht der Vorrichtung nach der Schnittlinie A-B der F i g. 2; Fig.2 zeigt die Seitenansicht nach der Schnittlinie C-D der Fig. 1. F i g. 1 shows a front view of the device according to the section line A-B of FIG. 2; FIG. 2 shows the side view along the section line C-D of FIG. 1.

Unter dem Polymerisator 1 ist ein arbeitendes Walzenpaar 2,3 mit einer dem Schmelzfluß entgegengerichteter Drehrichtung angeordnet. Das auf dieses Walzenpaar vom Polymerisatorl durch eine Breitschlitzdüse 15 aufgetragene Polymerisat oder Polykondensat wird von einer an dieses Walzenpaar von unten mittels Druckfedern 4,5 angedrückten Schnecke 6 abgenommen und nach der erfolgten Homogenisierung über einen Krümmer 8, einer Lochdüse 12 oder einem nicht dargestellten Spinnschmelzeverteiler zugeführt. In Länge des Walzenpaares 2, 3 ist die Schnecke 6 progressiv geschnitten und dort von unten von einer bis fast an das Walzenpaar 2, 3 reichenden Wanne 9, sonst aber, d. h. der die Homogenisierung bewirkende, weniger progressiv geschnittene Teil der Schnecke, von einem geschlossenen zylindrischen Gehäuse 10 umgeben. Under the polymerizer 1 is a working pair of rollers 2, 3 arranged in a direction of rotation opposite to the melt flow. That on this Pair of rollers from the polymerizer applied through a slot nozzle 15 polymer or polycondensate is applied to this pair of rollers from below by means of compression springs 4.5 pressed screw 6 removed and after the homogenization over a bend 8, a perforated nozzle 12 or a spinning melt distributor (not shown) fed. The screw 6 is cut progressively along the length of the pair of rollers 2, 3 and there from below from a trough 9 reaching almost to the pair of rollers 2, 3, otherwise, d. H. the one that causes homogenization and is cut less progressively Part of the screw, surrounded by a closed cylindrical housing 10.

Das Walzenpaar 2,3 und die Schnecke 6, nicht unbedingt aber die Breitschlitzdüse 15 sind dabei von einem gasdichten Gehäuse 11 umgeben, das entweder mit einem inerten Gas unter leichtem Überdruck gefüllt ist oder unter Vakuum steht. Die über dieses Gehäuse 11 hinausragende Düse 7 des Extruders ist über einen Krümmer 8 mit einer Lochdüse 12 oder einem Schmelzverteiler verbunden. Der Antrieb des Walzenpaares 2,3 und der Schnecke 6 ist in der Zeichnung nicht dargestellt, erfindungsgemäß wird aber vorgeschlagen, das Walzenpaar 2,3 stufenlos regelbar zu gestalten, damit auch die Schnecke 6 im entsprechenden Verhältnis laufen kann. Da solche Antriebe im allgemeinen Maschinenbau bekannt sind, wurde von einer bildlichen Darstellung abgesehen. The pair of rollers 2, 3 and the screw 6, but not necessarily the slot nozzle 15 are surrounded by a gas-tight housing 11, either with an inert Gas is filled with a slight excess pressure or is under vacuum. The ones about this Housing 11 protruding nozzle 7 of the extruder is via a bend 8 with a Hole nozzle 12 or a melt distributor connected. The drive of the roller pair 2,3 and the screw 6 is not shown in the drawing, according to the invention but proposed to make the pair of rollers 2.3 continuously adjustable, so too the screw 6 can run in the appropriate ratio. Since such drives in general Mechanical engineering are known, a pictorial representation was omitted.

Das Polymerisat wird im Betrieb von dem Walzenpaar 2,3 ständig von der Schnecke 6 abgestreift, homogenisiert, komprimiert und extrudiert. Wie bekannt ist das Gehäuse mit einer Fülleitung oder Vakuumleitung 13 und selbstverständlich mit einer Zugangsöffnung 14 versehen. The polymer is continuously moved by the pair of rollers 2, 3 during operation stripped of the screw 6, homogenized, compressed and extruded. As known is the housing with a filling line or vacuum line 13 and of course provided with an access opening 14.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Verarbeitung und Entgasung von Polyamidschmelzen oder schmelzflüssigen Hochpolymeren, insbesondere aus Polymerisaten oder Polykondensaten der Polyamid-und Polyestertypen mit möglicherweise notwendigen Zusätzen zur Stabilisierung oder Mattierung stammenden Mischungen, bei der die aus einem Polymerisator kommende Schmelze innerhalb eines mit inertem Gas unter leichtem Überdruck gefüllten gasdichten Gehäuses oder unter Vakuum mit Hilfe eines Walzenpaares auf eine große Oberfläche verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze unmittelbar nach dem Polymerisator (1) mittels einer Breitschlitzdüse (15) auf das Walzenpaar (2, 3) aufgetragen und von dort vom Eingangsteil einer an der Unterseite der Walzen (2, 3) anliegenden Schnecke (6) einer Schneckenstrangpresse abgenommen und ausgepreßt wird, wobei das gasdichte Gehäuse (11) sowohl die Breitschlitzdüse und das Walzenpaar (2, 3) als auch zumindest den Eingangsteil der Schneckenstrangpresse umgibt. Claims: 1. Device for processing and degassing of Polyamide melts or molten high polymers, in particular from polymers or polycondensates of the polyamide and polyester types with possibly necessary Additives for stabilizing or matting originating mixtures in which the a polymerizer coming melt within an inert gas under slight Gas-tight housing filled with overpressure or under vacuum with the help of a pair of rollers is distributed over a large surface, characterized in that the melt Immediately after the polymerizer (1) using a slot nozzle (15) on the Roller pair (2, 3) applied and from there from the input part one on the underside the rollers (2, 3) adjacent screw (6) of a screw extruder removed and is pressed out, the gas-tight housing (11) and the slot nozzle and the pair of rollers (2, 3) and at least the input part of the screw extruder surrounds. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (6) der Strangpresse in Länge des Walzenpaares (2, 3) unten von einer Wanne (9) bis fast an das Walzenpaar (2. 3) reichend, sonst aber der die Homogenisierung bewirkende Teil der Schnecke von einem geschlossenen Zylinder (10) umgeben ist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the screw (6) of the extruder in the length of the pair of rollers (2, 3) down from a trough (9) reaching almost to the pair of rollers (2. 3), but otherwise the one that brings about the homogenization Part of the screw is surrounded by a closed cylinder (10). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gasdichte Gehäuse(l1) die Strangpresse bis zum Spritzkopf umfaßt und nur die hinausragende Düse (7) über einem Kriimmer (8) mit einer Lochdüse (12) bzw. einem Schmelzverteiler verbunden ist, die die weitere Strangbildung bzw. Fadenbildung bewirkt. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the gas-tight housing (l1) includes the extruder up to the extrusion head and only the protruding nozzle (7) over a Kriimmer (8) with a hole nozzle (12) or a Melt distributor is connected, which the further strand formation or thread formation causes. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzenpaar (2, 3) in der Geschwindigkeit stufenlos regulierbar angetrieben, beheizt, in der Temperaturführung ebenso regelbar und die Schnecke (6) in entsprechendem Verhältnis über- bzw. untersetzt mit dem Walzenantrieb gekuppelt ist. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the pair of rollers (2, 3) are continuously adjustable in speed, heated, the temperature control can also be regulated and the screw (6) accordingly Ratio is coupled up or down with the roller drive. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 871 372; deutsche Auslegeschriften Nr. 1 059 611, 1 106484, 1126587; schweizerische Patentschrift Nr. 294 346; USA.-Patentschrift Nr. 2 687 552. Publications considered: German Patent No. 871 372; German Auslegeschriften No. 1 059 611, 1 106484, 1126587; Swiss U.S. Patent No. 294,346; U.S. Patent No. 2,687,552.
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