DE1720422A1

DE1720422A1 - Plant for the implementation of a continuous manufacturing process of alkaline polyamide

Info

Publication number: DE1720422A1
Application number: DE19671720422
Authority: DE
Inventors: Jindrich Janecek; Jiri Dipl-Ing Vylet
Original assignee: CZESKOSLOVENSKE ZD Y GUMARENSK
Current assignee: CZESKOSLOVENSKE ZD Y GUMARENSK
Priority date: 1966-12-27
Filing date: 1967-12-04
Publication date: 1971-07-08
Also published as: FR1548184A; SE338859B; NL6717309A; GB1177978A

Description

Ceskoslovenskfe zavody gumarensk& a plastikarske, oborov§Ceskoslovenskfe zavody gumarensk & a plastikarske, oborov§

reditelstvi, G-ottwaldovreditelstvi, G-ottwaldov

Anlage zur Durchführung eines kontinuierlichen Herstellungsverfahrens von alkalischem Polyamid.Plant for carrying out a continuous production process for alkaline polyamide.

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Durchführung eines kontinuierlichen Herstellungsverfahrens von alkaliechem Polyamid in Form Ton Granulat, Fasern oder Profilen·The invention relates to a plant for carrying out a continuous manufacturing process of alkaline chemistry Polyamide in the form of clay granules, fibers or profiles

Sin gemeinsames Merkmal bisher bekannter Anlagen zur Durchführung eines kontinuierlichen Herstellungeverfahrens von alkaliechem Polyamid ist eine Vorrichtung für dae Dosieren und Mischen von zwei in Kaprolaktam aufgelösten Komponenten einet katalytischen Systems. Bekannt ist ein Bee&tor, welcher entweder durch eine Schneckenbüchse einer ein- oder mehreonneokigen Strangpresse oder durch ein in Form einer Schraubenlinie eingerolltes Rohr oder ein Rohr mit einer trennwand in Form einer Schraubenlinie oder ein "«"-föraigee Roar gebildet ist. Als Reaktor können auchA common feature of previously known systems for carrying out a continuous production process from alkaline-chemical polyamide is a device for the dosing and mixing of two dissolved in caprolactam Components of a catalytic system. Is known a Bee & tor, which either by means of a snail liner is a single or multi-unit extrusion press or through an in In the shape of a helix, a rolled pipe or a pipe with a partition in the form of a helix or a "« "-Föraigee Roar is formed. Can also be used as a reactor

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auf Polymerieationstemperatur erhitzte Zahnradpumpen dienen. Die beschriebenen Vorrichtungen, mit Ausnahme der Doppelechneckenspritzmaechine ermöglichen es nicht, den Gehalt an durch Wasser aus der Schmelze extrahierbaren niedermolekularen Anteilen gleichzeitig zu vermindern. Als Nachteil aller Lösungen kann weiter angeführt werden,. daß sich die Ausmaße der Vorrichtungen und deren Nutzinhalt wesentlich voneinander unterscheiden· Eine Doppelschneckensprit zmae chine ist als Reaktor kostspielig und dies besondere dann, wenn sie als Polymerisations- und gleichzeitig als Evakuiervorrichtung mit Rücksicht auf die unvermeidlich große Schneckenlänge konstruiert wird·Gear pumps heated to polymerization temperature to serve. The devices described, with the exception of the twin screw injection molding machine, do not allow to simultaneously reduce the content of low-molecular-weight fractions that can be extracted from the melt by water. As a disadvantage of all solutions can be further cited. that the dimensions of the devices and their useful capacity differ significantly from each other this is especially the case when they are used as a polymerization device and at the same time as an evacuation device with regard to the inevitably large screw length is constructed

Die Nachteile der beschriebenen Lösungen beseitigt die vorliegende Erfindung. Die Erfindung schafft eine einfache, aber höchst wirkungsvolle Anlage von gedrungener Bauweise.The present invention eliminates the disadvantages of the solutions described. The invention creates a simple, but highly effective system of compact design.

Die Erfindung besteht darin, daß sie aus einem oder mehreren aufeinanderliegender mittels eines Hohlzapfens verbundenen erhitzten spiralförmigen Reaktoren besteht, an deren inneren oder äuseeren Spiralenden Eintrittsöffnungen zwecks Druckfüllung und an deren äusseren oder inneren Enden Austrittsöffnungen vorgesehen sind, sowie aus einer Schneckenstrangpresse besteht, deren an der Maschinenaustritteeeite angetriebene Schnecke zwischen ihren einzelnen Windungen zwei unterschiedliche Hutentlefen aufweist, von denen sich die niedrigste Nutentiefe beim Eintritt und Auetritt undThe invention consists in that they are connected by means of a hollow pin from one or more superimposed ones heated spiral reactors, at the inner or outer spiral ends of which there are inlet openings for pressure filling and at whose outer or inner ends outlet openings are provided, as well as of a screw extruder, the screw of which is driven on the machine outlet side two between its individual turns has different hats, one of which is the lowest groove depth at entry and exit and

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die höchste Nutentiefe im mittleren, evakuierten OJeil des Arbeitsraumes der Schnecke befindet, wobei die Austrittsöffnungen der spiralförmigen Reaktoren direkt an die in der Stirnfläche der Schneckenbüchse vorgesehenen Eintrittsöffnungen angeschlossen sind. the highest groove depth in the middle, evacuated OJeil of the working space of the screw is located, the outlet openings of the spiral reactors directly to the in the end face of the screw sleeve provided inlet openings are connected.

Das Wesen der Erfindung ist an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungebeispiel näher erläutert. Es zeigen:The essence of the invention is based on one shown in the drawing Execution example explained in more detail. Show it:

Pig. 1 eine Draufsicht auf einen spiralförmigen Reaktor Fig. 2 eine Ansicht einer einschneckigen Strangpresse im Längsschnitt.Pig. 1 is a plan view of a spiral reactor. FIG. 2 is a view of a single-screw extruder in FIG Longitudinal section.

Die Anlage besteht im wesentlichen aus zwei miteinander verbundenen Teilen, welche zusammen eine ganze Produktioneeinheit von der Druckpolymerisation des Kaprolaktams an bis zum Strangpressen der Erzeugnisse und des alkalischen Polyamides bilden. Der erste Teil der Anlage ist ein Polymerisationsreaktor. Er ist in Form einer Spirale 2 aus nahtlosem Rohr oder aus Lamellen gebildet, in denen Nuten in Spiralform vorgesehen sind. Die Verwendung von Lamellen hat den Vorteil, daß in denselben auch andere als runde Nutformen gebildet sein können.The plant essentially consists of two interconnected parts, which together form a whole production unit from the pressure polymerization of the caprolactam to the extrusion of the products and the alkaline ones Form polyamides. The first part of the plant is a polymerization reactor. It is in the form of a spiral 2 made of seamless Tube or formed from fins in which grooves are provided in a spiral shape. The use of slats has the advantage that other than round groove shapes can be formed in the same.

Die Eintrittsstelle 1 für die Druckfüllung der Spirale befindet sich auf ihrem inneren Ende zu Beginn der ersten Windung von kleinstem Halbmesser und die Austrittestelle 3 (Pfeil) auf ihrem äusseren Ende beim Austritt aus der äusseren Windung von größtem Halbmesser. Zwecks Kapazitäts-The entry point 1 for the pressure filling of the spiral is on its inner end at the beginning of the first Winding of the smallest radius and the exit point 3 (arrow) on its outer end at the exit from the outer turn of the largest radius. For the purpose of capacity

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erhöhung können mehrere Reaktoren nebeneinander angeordnet sein, wobei in diesem Fall alle gegenseitig mittels eines Hohlzapfens. verbunden sind, welcher in der Mitte der zusammengelegten Spiralen gelagert ist.several reactors can be arranged side by side be, in this case all mutually by means of a hollow pin. are connected, which is stored in the middle of the collapsed spirals.

Der zweite Teil der Anlage ist eine auf der Auetrittsseite angetriebene Schneckenstrangpresse mit einem Spritzmundstück, welches im rechten Winkel zur Längeachse der Schnecke angeordnet ist. Sie Schnecke 4 weist zwischen den einzelnen Windungen zwei unterschiedliche Nuttiefen auf, und zwar befindet sich die niedrigste Nuttiefe beim Eintritts- und Austritteende und die höchste Nuttiefe im mittleren Teil, welcher mit einer Öffnung 7 in der Büchse 5 zwecke Evakuierung versehen ist.The second part of the system is a screw extruder driven on the exit side with an injection nozzle, which is at right angles to the longitudinal axis of the Snail is arranged. The screw 4 has two different groove depths between the individual turns, namely, the lowest groove depth is at the entry and exit end and the highest groove depth is in the middle part, which has an opening 7 in the sleeve 5 is provided for evacuation purposes.

Vor Arbeitsbeginn werden beide beschriebenen Teile der Anlage in eine Arbeitseinheit derart verbunden, daß eich die Auetritteöffnungen der spiralförmigen Reaktoren direkt an die in der Stirnwand der Schneckenbüchse 5 vorgesehenen Eintritteöffnungen 6 anschließen.Before starting work, both parts of the system described are connected in a work unit in such a way that the calibration Exit openings of the spiral reactors directly those provided in the end wall of the screw sleeve 5 Connect inlet openings 6.

Sas zur Polymerisation und zur weiteren Verarbeitung zu alkalischem Polyamid bestimmte Gemisch wird mittel· einer Pumpe unter Druck durch die Eintritteöffnung 1 in die Spirale 2 des Polymerisationsreaktor· dosiert. BIe Druckpolymerisatlon im erhitzten Reaktor verläuft während einer Zeitspanne, welohe durch die gewählte Spirallänge unterThe mixture intended for polymerization and for further processing into alkaline polyamide is made up of a Pump under pressure through the inlet opening 1 into the spiral 2 of the polymerization reactor · metered. The pressure polymerisation in the heated reactor takes place during a Time span, which by the selected spiral length is below

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Berücksichtigung der gewünschten. Qualität des Enderzeugnissee gegeben ist. Die Polymerisation verläuft in dünnen Schichten bis zum Gleichgewichtszustand. Der Vorteil der Polymerisation im spiralförmigen Reaktor besteht in der einfachen und billigen Vorrichtung, sowie in der leichten Zusammenstellung einer verschieden großen Spiralenanzahl, je nach den ICapazitätsansprüchen. Ein beachtenswerter Vorteil besteht auch darin, daß das Gemisch in die kleinste Spiralwindung eintritt, wo es eine niedrige Viskosität besitzt. Im Verlauf der Polymerisation erhöht sich die Viskosität, aber gleichzeitig vergrößern sich die Halbmesser der Spiralwindungen, so daß eine Verminderung der Druckverluste in Relation zur Viskositätserhöhung steht. Bei der Polymerisation mancher Polyamidsorten kann es jedoch auch mit Bücksicht auf unterschiedliche Viskositätsverhältnisse vorteilhaft sein, die Druckfüllung des Polymerisates von der Aussenseite des Reaktors, d.i. am Ende der Spirale mit größtem Windungshalbmesser durchzuführen, ohne daß der Rahmen der Erfindung tiberschritten wäre.Consideration of the desired. Quality of the end product given is. The polymerization takes place in thin layers up to the equilibrium state. The advantage of polymerization in the spiral reactor consists in simple and cheap device, and also in easy assembly a different number of spirals, depending on the IC capacity requirements. There is a notable advantage also in that the mixture enters the smallest spiral turn, where it has a low viscosity. In the course of the polymerization, the viscosity increases, but at the same time the radius of the spiral turns increases, so that a reduction in pressure loss is related to an increase in viscosity. During the polymerization For some types of polyamide, however, it can also be advantageous, taking into account different viscosity ratios be, the pressure filling of the polymer from the outside of the reactor, d.i. at the end of the spiral with perform the largest winding radius without exceeding the scope of the invention.

Die Anlage hat einen hohen Nutzinhalt, ermöglicht die Verarbeitung von Polymerisaten mit verschiedenem Molekulargewicht und zugleich auch ein laminares Fließen, das durch die Form des Reaktor· gegeben ist, welche das Eindringen niederviekoeer Anteile in den Reaktoraustritt, also dae Miechen dee im Gleichgewichtszustand befindlichen Polymerisates mit niedermolekularen Anteilen unmöglich macht.The system has a high usable capacity and enables processing of polymers with different molecular weights and, at the same time, a laminar flow that goes through the shape of the reactor · is given, which the ingress of low-voltage fractions into the reactor exit, so dae Miechen the polymer in the state of equilibrium with low molecular weight fractions makes impossible.

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Nach dem Verlauf der Polymerisation im spiralförmigen Reaktor wird die Schmelze kontinuierlich unter Druck durch die in der Stirnfläche der Büchse 5 vorgesehenen Eintritteöffnungen 6 in den Arbeitsraum der Strangpressenschnecke 4 übergeführt. Sie Schmelze tritt unter Druck in den Arbeitsraum der Schnecke 4, und zwar an der Stelle der niedrigsten Nutentiefe zwischen den Schneckenwindungen ein, um nachher in den mittleren Teil mit der höchsten Nutentiefe und weiter in den nachfolgenden Teil mit der niedrigsten Nutentiefe vorzudringen, wodurch ihre Bewegung in der Evakuierzone in dünner Schicht gewährleistet ist. Im mittleren Teil der Schnecke mit der höchsten Nutentiefe ist die Schmelze einer Absaugung durch eine Evakuiervorrichtung unterworfen, welche an die öffnung 7 in der Schneckenbüchse 5 angeschlossen ist, wodurch sie wirksam von den durch Wasser extrahierbaren niedermolekularen Anteilen befreit wird. Nach der Evakuierung schreitet das Polymerisat zum Spritzkopf der Maschine vor, wo die Erzeugnisse entsprechend der Form des gewählten Mundstückes extrudiert werden.After the course of the polymerization in the spiral In the reactor, the melt is continuously pressurized through the means provided in the end face of the sleeve 5 Inlet openings 6 transferred into the working space of the extruder screw 4. You melt enters under pressure the working space of the screw 4, namely at the point of the lowest groove depth between the screw turns one, then to the middle part with the greatest groove depth and further to the following part with the to penetrate the lowest groove depth, whereby their movement in the evacuation zone is guaranteed in a thin layer. In the middle part of the screw with the greatest groove depth, the melt is subjected to suction by an evacuation device which is attached to the opening 7 in the Snail sleeve 5 is connected, whereby it is effectively freed from the extractable by water low molecular weight components. After the evacuation it progresses Polymer to the spray head of the machine, where the products according to the shape of the selected mouthpiece be extruded.

Ausser den bereits angeführten Vorteilen ergibt sich auch noch der Vorteil, daß der evakuierte Raum nicht abgedichtet zu werden braucht, weil der auf der Auetritteeeite der Schnecke angeordnete Maschinenantrieb es ermöglicht, den drehbaren und niohtdrehbaren Teil der Strangpresse lediglich mit der Schmelze abzudichten.In addition to the advantages already mentioned, there is also the advantage that the evacuated space is not sealed off needs to be because of the on the outside of the Machine drive arranged with a screw makes it possible to only use the rotatable and non-rotatable part of the extrusion press to seal with the melt.

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Claims

Claim:

Plant for a continuous production process of alkaline polyamide in the form of granules, fibers or profiles with a reduced content of low-molecular-weight components that can be extracted by water,
characterized,

that they consist of one or more superimposed means There is a heated reactor connected to a hollow pin, at the inner or outer spiral ends of which there are inlet openings (1) for pressure filling, and on the outside or inner ends of outlet openings (3) are provided, and consists of a screw extruder, the screw (4) of which is driven on the outlet side between its individual turns has two different groove depths, of which the lowest butt depth is at the entry and exit and the highest groove depth is in the middle evacuated part of the working space of the screw is located, the outlet openings (3) of the spiral reactors directly connected to the inlet openings (6) provided in the end face of a sleeve (5) of the screw (4) »ind.

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