DE2148773B2 - Spinndüsenplatte zum Verspinnen organischer Polymerer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spinndüsenplatte, insbesondere aus Stahl, zum Verspinnen organischer Polymerer nach dem Schmelzspinnverfahren, mit einem Überzug aus Metall auf der Austrittsoberfläche, welcher in der Ebene parallel zu der Austrittsoberfläche ein feinkristallines Gefüge besitzt.

Wenn beim Verspinnen organischer Polymerer nach dem Schmelzspinnverfahren das aus den Spinnkanälen der Spinndüsenplatte austretende schmelzflüssige Polymere aus der normalen Spinnrichtung herauswandert, hat dies zur Folge, daß die Spinndüse unruhig arbeitet und der Spinnprozeß gestört wird. Bei starkem Auswandern kann sogar ein Abtropfen des schmelzflüssigen Polymeren eintreten, was eine Unterbrechung des Spinnprozesses notwendig macht. Dieses Herauswandern ist besonders dann zu beobachten, wenn an der Austrittskante eines Spinnkanals der laminare Strömungsverlauf des flüssigen Polymeren durch eine Geometrieunregelmäßigkeit der Austrittskanten oder durch eine Benetzung der Randzone des Austrittsendes eines Spinnkanals gestört wird.

In der Praxis versuchte man, dieser Erscheinung entgegenzuwirken, indem man die Oberfläche der Spinndüsenplatte auf der Austrittsseite der Spinnkanäle mit Siliconspray besprühte oder von Zeit zu Zeit mit einem Messingspachtel bestrich. Diese Verfahren werden aber der Praxis des Schmelzspinnens von organischen Polymeren nicht gerecht.

Zur Vermeidung des Auswanderns des aus einem Spinnkanal austretenden schmelzflüssigen Polymers ist es aus der DT-OS 16 60 557 auch bekannt, diejenige Oberfläche der Spinndüsenplatte, aus der das schmelzflüssige Polymer aus den Spinnkanälen austritt. mit einer Polytetrafluoräthylen-Schicht zu belegen, um eine Benetzung der Spinnplatte mit flüssigem Polymer im Bereich der Randzone eines Spinnkanals zu vermeiden. Wegen der werkstoffbedingten unzureichenden Zähigkeit der Polytetrafluoräthylen-Schicht gelingt es jedoch nicht, neben der Benetzung auch die Geometrieunregelmäßigkeiten der Austrittskanten der Spinnkanäie zu vermeiden, so daß das Auswandern des flüssigen Polymers, bedingt durch solche Geometrieunregelmäßigkeiten, nicht verhindert wird.

Aus der US-PS 28 48 737 ist eine Spinndüse bekannt, die aus Hartmetall besteht und bei der zum Zwecke des Oberflächenschutzes die Antrittsfläche der Düse mit einer Chromschicht plattiert ist Auch diese plattierte Düse gewährleistet nicht, die geschilderten Schwierigkeiten des Auswanderns beim Schmelzspinnen von organischen Polymeren zu vermeiden.

Die US-PS 25 59 216 offenbart eine Spinndüse aus Metall, bei der die Oberfläche, aus der das Spinngut aus den Spinnkanälen austritt mit einer aufgsdanipften Chrom-Schicht versehen ist, die noch in die Spinnkanäle hineinragt Bevorzugt werden Schichtdicken zwischen 300 und 700 Ä. weil Schichten, die wesentlich dicker als 600 Ä sind, schnell abgetragen werden und noch dickere Schichten zum Abplatzen neigen. Durch diese Chromschicht soll einerseits eine nichtbenetzbare Oberflächenschicht geschaffen werden, andererseits soll das Korrosionsproblem gemindert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spinndüsenplatte zu schaffen, bei der die Geometriestabilität der Austrittskanten der Spinnkanäle gewährleistet bleibt und gleichzeitig eine Benetzung der Randzonen dieser Austrittskanten durch das während des Spinnprozesses aus den Spinnkanälen austretende schmelzflüssige Polymere mit Sicherheit vermieden wird.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß diese Aufgabe bei einer Spinndüsenplatte der eingangs charakterisierten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst w'rd, daß die Dicke des aus einem der Metalle aus der Gruppe Titan, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Eisen, Kobalt, Nickel, Platinmetalle, Gold, Silber, Kupfer und Aluminium bestehenden Überzugs 2 bis 20 μπι beträgt und daß dieser Überzug in senkrechter Richtung zur Austrittsfläche ein grobkristallines Gefüge aus Kristallsäulen aufweist Platinmetalle sind die Metalle Platin, Palladium, Rhodium, Iridium, Ruthenium und Osmium. Vorteilhafterweise beträgt die Dicke des aus Krislallsäulen bestehenden Überzugs 6 bis 12μΐτι. Die Kristalle des Überzugs besitzen also erfindungsgemäß eine Vorzugsorientierung senkrecht zur beschichteten Oberfläche der Spinndüsenplatte. Hierdurch wird erreicht, daß im Endabschnitt des Spinnkanals e<n parallel zur Stromungsrichtung des schmelzflüssigen organischen Polymeren orientiertes, säulenförmig grobkristallines Metallgefüge vorliegt, das keine Störung auf die laminare Strömung des aus den Spinnkanälen austretenden Polymeren ausübt. Das anisotrope Gefüge des kristallsäulenüberzuges stabilisiert den laminaren Strömungsverlauf bis zur Kanalaustrittskante und auch noch darüber hinaus. Die angestrebte Geometriestabilität der Austrittskante wird durch die säulenartige Struktur des Überzuges gewährleistet, weil ein Ausbrechen von Kristalliten des Überzuges bei der erfindungsgemäßen anisotropen Struktur auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist. In der Ebene parallel zur beschichteten Oberfläche der Spinndüsenplatte weist die Kristallschicht jedoch ein feinkristallines Oberflächengefüge auf, das auf Grund seiner feinkristallinen Struktur eine Benetzung dieser Oberfläche mit dem austretenden schmelzflüssigen Polymeren wirksam verhindert. Bei den erfindungsgemäß ausgebildeten Spinndüsenplatten wurde selbst über lange Spinnzeiten kein Auswandern des aus den Spinnkanälen austretenden schmelzflüssigen organischen Polymeren beobachtet Besonders bewährt haben sich Schichten, bei denen die Kristallsäulen aus Titan, Vanadium, Niob oder Chrom bestehen. Spinndüsenplatten gemäß der Erfindung können vorteilhafterweise dadurch hergestellt werden, daß ein Metall aus der Gruppe Titan, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molyb-

dän, Wolfram, Eisen, Kobalt, Nickel, Platinmetalle, Gold, Silber, Kupfer und Aluminium in einem Vakuum von weniger als 10-' mm Hg durch Kondensation aus der Gasphase auf der zu beschichtenden Oberfläche der Spinndüsenplatte abgeschieden wird. BtVorzugt wird das Metall bei einem Druck von weniger als 10~⁴ mm Hg aufgedampft Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die zu beschichtende Spinndüsenplatte während der Beschichtung auf einer Temperatur von wenigstens 150° C zu halten.

In der Zeichnung ist ein Ausschnitt aus einer erfindungsgemäB ausgebildeten Spinndüsenplatte im Vertikalschnitt dargestellt

Mit der Bezugsziffer 1 ist eine Spinndüsenplatte aus Stahl bezeichnet, die mehrere Spinnkanäle 2 aufweist Das schmelzflüssige organische Polymer durchströmt die Spinnkanäle in Richtung der Pfeile 3. Diejenige

S Oberfläche der Spinndüsenplatte, aus der das schmelzflüssige organische Polymer aus den Spinnkanälen 2 austritt, ist mit einem Oberzug 4 bedeckt, der aus nebeneinanderliegenden, sich im wesentlichen in senkrechter Richtung zu der Plattenoberfläche erstrecken-

den Kristallsäulen besieht Dieser Oberzug 4 weist in der Ebene, die parallel zur beschichteten Oberfläche der Spinndüsenplatte verläuft, ein feinkristallines Gefüge auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: ^*

1. Spinndüsenplatte, insbesondere aus Stahl, zum Verspinnen organischer Polymerer nach dem Schmelzspinnverfahren, mit einem Überzug aus Metall auf der Austrittsoberfläche, welcher in der Ebene parallel zu der Austrittsoberfläche ein leinkristallines Gefüge besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des aus einem der Metalle aus der Gruppe Titan, Vanadium, Niob, "° Tantal, Chrom. Molybdän, Wolfram, Eisen, Kobalt, Nickel, Platinmetalle, Gold, Silber, Kupfer und Aluminium bestehenden Oberzugs 2 bis 20μηι beträgt und daß dieser Oberzug in senkrechter Richtung zur Austrittsfläche ein grobkristallines >5 Cefüge aus Kristallsäuren besitzt

2. Spinndüsenplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Oberzuges 6 bis 12 μιη beträgt