DE2212768C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Polykondensaten in fester Phase durch Polykondensieren von Präkondensaten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Polykondensaten in fester Phase durch Polykondensieren von Präkondensaten mit einem niedrigeren Molekulargewicht als das des Endproduktes, wobei diese in endloser Form als Fäden oder Borsten extrudiert und nach dem Abkühlen unter den Schmelzpunkt zerkleinert und nachfolgend polykondensiert werden.

Polykondensationsreaktionen der vorstehenden Art spielen eine Rolle bei der Herstellung von zahlreichen polymeren Verbindungen. Eine bedeutende Rolle unter diesen Stoffen spielen Polyester, Copolyester und dt-: en Abkömmlinge, die in steigendem Maße als Textilien und deren Vorprodukte auch Eingang in die Technik gefunden haben. Unterden Polyestern besitzt wiederum das Polyethylenterephthalat eine Vorzugsstellung, <J,i es sich zu Fäden und Fasern mit hervorragenden Festigkeitseigenschaften verspinnen läßt. Als Ausgangsstoffe können beispielsweise Dimethylterephthalat und Äthylenglykol oder Terephthalsäure und Äthylenglykol in Verbindung mit einsprechenden Katalysatoren verwendet werden. In einer ersten Verfahrensstufe wird im allgemeinen eine Um- oder Veresterung durchgeführt, an die sich eine Polykondensation zur Erzeugung eines möglichst hohen Molekulargewichtes und einer möglichst hohen Viskosität anschließt.

Die Erfindung ist aber nicht auf die genannten Polymeren beschränkt. Unter dem Begriff »Polykondensation« sollen vielmehr sämtliche Reaktionen niedermolekularer Ausgangsstoffe verstanden werden, bei welchen unter Abspaltung einer leichtflüchtigen Verbindung hochmolekulare Polymere gebildet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich zui Herstellung von Polykondensaten, wie hochpolymeren Carbonsäureanhydriden, Hydraziden, Triazolen, Ami· r.otriazolen, insbesondere aber von Polyamiden unc den genannten Polyestern einsetzen.

Als »Präkondensat« wird im Zusammenhang mil der Erfindung ein niedermolekulares Umsetzungsprodukt der für die Herstellung der Polykondensate erforderlichen Ausgangsverbindungen mit einem Molekulargewicht und einer Viskosität bezeichnet, dis unterhalb vergleichbarer Eigenschaften des betreffen· den Endproduktes liegen.

Bei der Polykondensation in fester Phase ist du

Reaktionsgeschwindigkeit bestimmt durch die Diffusionsmöglichkeit der abgespaltenen Verbindung aus dem Polymeren.

Dies gilt im wesentlichen auch bei der Durchführung der Reaktion in Inertgasen, da das Verhältnis der Diffusionskoeffizienten zwischen Polymer- und Gasseite größenordnungsmäßig 1: 100 beträgt. Man kann den Vorgang auch so ausdrucken, daß die Diffusion der bei der Reaktion gebildeten Spaltprodukte vom kürzest möglichen Weg zur Oberfläche der zu polymerisierenden Teilchen abhängt.

Danach erweist .sich das Reaktionsergebnis bei kompakter Polymerstruktur für gegebene Reaktionsreiten als stark schichttiefenabhängig. Die lntrinsic-Viskosität nimmt mit zunehmender Entfernung von der Oberfläche ab, der unerwünschte Carboxylgruppengehalt hingegen zu.

Durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 905 677 ist ein Verfahren zum Kristallisieren von Polyestern vorbekannt, wobei die Polyester in Form eines relativ groben Granulats einer Größe von 1,25 bis 3,8 Durchmesser und 2 bis 5 mm Länge mii homogener, d. h. rieht proröser Struktur einem Feststoffpolymerisationsvorgang unterworfen werden. Dabei soll ein Zusammenkleben der einzelnen Teilchen unter allen Umständen verhindert werden, weshalb dem Kristallisationsvorgang ganz besondere Aufmerksamkeit geschenkt wird. Infolge der mit der Granulatgrüße verbundenen großen Diffusionsweglängen ergeben sich zwangsweise lange Polymerisationszeiten bei ungünstiger Breite des Molekulargewichts- und Viskositäuspektrums und unerwünscht hohem Carboxy igruppengehalt im Endprodukt.

In Erkenntnis dieser Zusammenhänge ist zum Zwecke der Erzielung kurzer Reaktionszeiten bei möglichst engem Molekulargewichtsspektrum mit hohen Durchschnittswerten der Vorschlag veröffentlicht worden, das Präpolymere zu einem möglichst feinkörnigen Pulver zu verarbeiten und dieses der Polykondensation zu unterwerfen. Ein solcher Vorgang ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift 1 921 447 beschrieben worden. Man hat aber auch erkannt, daß ein feines Pulver des Präkondensates eine Neigung zur Verfrittung und Klumpenbildung besitzt, die um so größer ist, je kleiner der Teilchendurchmesser wird. Die Klumpenbildung ist ein außerordentlich störender Vorgang, der mit allen Mitteln verhindert werden muß. Die Erzeugung von sogenannten Fließbetten mittels laufender Durchwirbelung des Pulvers durch Gase ist eines der ebenfalls vorbekannten, aber unvollkommenen Mittel zur Lösung dieses Problems.

In der genannten Druckschrift wird daher der Vorschlag gemacht, aus feinkörnigem Pulver größere Preßkörper herzustellen und diese der Polykondensationsreaktion auszusetzen. Das Pulver soll gemäß der gegebenen Lehre zweckmäßigerweise durch einen Mahlvorgang hergestellt werden.

Hierbei darf jedoch nicht übersehen werden, daß ein Mahlvorgang innerhalb eines kontinuierlichen Polykcndensationsprozesses außerordentlich unerwünscht ist.

Mit höherem Molekulargewicht besitzt das PoIykondensat eine zunehmend größere Abriebfestigkeit. Für den Mahlvorgang ist ein beträchtlicher Energiebedarf erforderlich, der wiederum eine erhebliche Wärmeentwicklung im Mahlgut zur Folge hat. Mahlmittemneraturen von mehr als 200⁰C, bei denen die Gefahr einer Verfärbung des Produkts beginnt, sind rasch erreicht. Als Grenzviskosität für einer. Mahl-Vorgang wurde in der Literatur auch schon eine Irtrinsic-Viskosität von 0,43 sorgeschlagen.
Durch die deutsche Offenlegungsschrift 2 029 040 gehört auch ein Verfahren zum Stande der Technik, das als Alternativlösung zum Polykondensationsverfahren von Pulver oder Granulat vorgesehen ist. Die Alternativlösung besteht darin, einen kontinuierliehen Strang oder ein Bündel von ungebrochener. Fäden von der Streckvorrichtung kommend durch eine Polykondensationsvorrichtung hindurchzu:uhren.. Eine solche Verfahrensführung setzt nich: nur beträchtliche apparative Aufwendungen voraus, sie iv

auch in hohem Maße störungsanfällig, dann nämlich, wenn beispielsweise Fadenbrüche auftreten. Eir-Chargen weiser Betrieb ist auf diese Weise nicht möglich, und ein kontinuierlicher Betrieb scha^rfi zusätzliche Probleme im Hiroiick auf die Ein- und Ausführung der endlosen Stränge in die Polykondensationsapparatur und aus ihr heraus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die der bekannten Lösungen anhaftenden Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren anzugeben, bei den. ti;; Mahlvorgang zur Herstellung eines feinen Pulvers einschließlich der diesem Pulve- anhaftenden Neigung zur Klumperbildung während des Kondensationsvorganges vermieden wird. Darüber hinaus sollen aber auch nich^f der geringere Polykondensatioiisgrad.

die längere P : > aionsdauer und die Tiefenschichtung hinsichtlich des Polykondensationsgrades in Kauf genommen werden, die bei dem Einsatz von gröberen Schnitzeln oder grobkörnigem Granulat als Präkondensat unweigerlich auftreten würden. Vielmehr soll ein enges Molekulargewichtsspektrum mit hohem Durchschnittswert bei hoher intrinsic-Viskositäi und geringem Carboxylgruppengehalt sowie eine möglichst kurze Polykondensalionsdaucr erreicht werden.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß mittels eines Extrusionsvorganges eine Vielzahl paralleler Fäden erzeugt wird, die in plastischem bzw. sinterfähigem Zustand unter der Einwirkung mechanischer Kräfte in der Weise zu einem einheitlichen Strang verdichtet werden, daß die Faden unter Freilassung von kapillaren Zwischenräumen zusammensintern, worauf der Strang zerkleinert und die Strangabschnitte einer an sich bekannten Feststoffkondensation unterworfen werden. Durch das erfindui.gsgemäße Verfahren entsteht zunächst ein Strang mit einem inneren System von Hohlräumen. Die Hohlräume können parallel gerichtet sein, z. B. dann, wenn ein konventioneller Spinnabzug erfolgt. Dies ist jedoch keineswegs zwingend, und eine regellose Faden-

ablage vor der Verdichtung ist möglich, wenn z. B. das Extrudieren und der nachfolgende Strangabzug unter Schwerkraft erfolgen. Dabei können sich kreuzende Fadenlagen mit Vliesstruktur auftreten. Beim Spinnabzug bilden sich Längshohlräuine, die

dadurch entstehen, daß die im wesentlichen zylindrischen Einzelfäden sich im Prinzip nur jeweils längs einer Mantellinie berühren. Durch das nachfolgend:' Zerkleinern in Strangabschnitte entsteht nicht nur ein schult- und rieselfähiges Gut, sondern es werden die

inneren Hohlräume in kurzen Abschnitten freigelegt, so daß die Wandelemente dieser Hohlräume mit der Umgebung der einzelnen Strangabschnitte in. einen intensiven Stoffaustausch treten können.

Das Präkondensat, besitzt auf diese Weise eine große »innere Oberfläche«, ohne daß der Umweg über einen intensiven Mahlvorgang in Verbindung mit einem nachfolgenden Verpressen zu Tabletten oder Pellets gegangen werden muß.

Der Extrusionsvorgang kann nach Art eines Schmelzspinnprozesses durchgeführt werden, bei dem die zu extrudierende Masse bzw. Schmelze unter hohem Druck durch Kapillaröffnungen gepreßt wird. Was unter »Vielzahl paralleler Fäden« zu verstehen ist, ergibt sich aus der Überlegung, daß der nachfolgende Feststoffkondensationsvorgang um so wirksamer ist, je größer die innere Oberfläche der einzelnen Strangabschnitte ist. Die Angabe schließt aber auch eine Zahl in der Größenordnung von etwa 10 ein. Die Temperatur, bei der das Präkondensat in plastischem bzw. sinterfähigem Zustand ist, hängt naturgemäß von der Art und dem Molekulargewicht des betreffenden Präpolymeren ab. Die entsprechenden Werte lassen sich durch Versuche leicht bestimmen. Sie liegen in der Regel zwischen 100 und 200°C, vorzugsweise zwischen 130 und 160⁰C. Die mechanischen Kräfte werden in der Weise aufgebracht, daß die Einzelfäden an ihren Kreuzungspunkten oder längs ihrer Mantellinien aufeinandergepreßt werden, je nachdem, ob ein Schwerkraft- oder Spinnabzug stattfindet. Die Größe der Strangabschnitte nach der Zerkleinerung ist nicht allzu kritisch. Würfel oder Quader mit Kantenlängen zwischen einem und fünf Millimetern, vorzugsweise zwischen zwei und vier Millimetern, liefern überaus brauchbare Ergebnisse.

Bezüglich der erforderlichen Feinheit der Fäden oder Borsten ist auszuführen, daß sich die Transportwege für die Diffusionsvorgänge mit abnehmender Fadenstärke prinzipiell beliebig klein halten lassen. Fadendurchmesser zwischen 0.045 und 0,6 Millimeter führen in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu guten Ergebnissen. Das Verfahren ist jedoch besonders wirtschaftlich beim Einsatz grobtitriger Fasern (Borsten) mit Endstärken größer als 0.1 Millimeter. Ein optimaler Bereich für die Fadenstärken liegt zwischen 0,1 und 0,35 Millimeter.

Hinsichtlich des Kondensationsgrades des Präkondensates sind Intrinsic-Viskositäten zwischen 0,37 und 0,75 geeignet. Besonders vorteilhafte Ergebnisse stellen sich jedoch bei Intrinsic-Viskositäten des Präkondensates zwischen 0,45 und 0,65 ein. Für den Fall der Verwendung von präkondensiertem Polyester ist es zweckmäßig, von einem Molekulargewicht auszugehen, welches zwischen 9000 und 24000, vorzugsweise zwischen 13000 und 19000, liegt.

Der durch den Sintervorgang erzeugte einheitliche Strang kann je nach der Anzahl und dem Titer der extrudierten Fäden oder Borsten verschiedene Querschnitte aufweisen. Bei Verwendung einer Vielzahl von Kapillaren oder Spinndüsen für die Extrusion des Präkondensates können durch den Sintervorgang Stränge in Form von Bändern mit rechteckigem Querschnitt hergestellt werden, die eine erhebliche Breite besitzen. Es ist jedoch zweckmäßig darauf zu achten, daß die Stärke dieser Bänder im Bereich zwischen 2,0 und 5,0 Millimeter liegt, so daß die Bandstärke in der GröiJenordnung der durch den Zerkleineningsvorgang hergestellten Granulate liegt. Zum Zwecke der Verfestigung des Stranges empfiehlt sich ein Nachsintern an Raumluft von Normaltemperatur, bevor der Strang der Zerkleinerungsvorrichtung zugeführt wird. Eine gewisse Neigung des Granulats bzw. der zerkleinerten Bandabschnitte zu Verklebungen, die in Verbindung mit der Granulataufheizung bei der Feststoffpoiykondensation auftreten können, ist es zweckmäßig, die zerkleinerten Strangabschnitte vor dem Polykondensationsvorgang einer Nachkrstallisation bei Temperaturen zwischen 100 und 200° C, vorzugsweise zwischen 120 und 180°C, und Verweilzeiten zwischen 1 und 30, vorzugsweise zwischen 2 und 10 Minuten, unterworfen werden.

ίο Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einer Exlrusionsvorrichtung für eine Vielzahl von endlosen Fäden oder Borsten, einer Kühlstrecke für die Erstarrung der Fäden, einer Zerkleinerungsvorrichtung und einem Feststoffkondensationsreaktor, und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Extrusionsvorrichtung eine erste Kühlstrecke für die Abkühlung der Einzelfäden auf Sintertemperatur und anschließend daran eine Verdiichtungseirrichtung für das Zusammentreffen ao der Einzelfäden zu einem einheitlichen Strang nachgeschaltet ist.

Extrusionsvorrichtung ist der Gattungsbegriff für jede Art von Vorrichtung, durch die ein oder mehrere Stränge aus einer flüssigen oder pastenartigen Substanz unter Anwendung von Druck unter Verwendung von Austrittsöffnungen entsprechenden Querschnittes hergestellt werden. Zu dieser Gattung gehören auch Spinnvorrichtungen bekannter Konstruktion, bei denen einer Spinnpumpe eine oder mehrere Spinnstellen mit je einer Düsenplatte nachgeschaltet ist bzw. sind.

Den Spinnstellen sind in der Regel Blasschächte zur Abkühlung der gesponnenen Fäden nachgeschaltet. Im vorliegenden Zusammenhang ist es vorteilhaft, den gesamten zu extrudierenden Strom an Präkondensat in Teilmengen aufzuteilen und ihn parallel mehreren Spinnstellen bzw. Düsenplatten zuzuleiten. Jede dieser Düsenplatten kann wiederum mit einer Vielzahl von Kapillarbohrungen versehen sein. Die Anordnung kann in Form an sich bekannter ijpinnbalken. also ein2-.e!n, in Parallelanordnung, sternförmig oder polygonartig vorgenommen werden. Auch räumlich geschlossene Spinnbalkensysteme, beispielsweise Halbring-, Dreieck-, Viereck- und Fünfeokbalken sind mit Vorteil anwendbar. Folgende Auslegungs- und Betriebsdaten der Extrusionsvorrichtung wurden als geeignet bzw. bevorzugt gefunden:

Tabelle 1

Bezeichnung	Paiameterbereich	bevorzugt
	geeignet |	0,5 bis 2,0
55 Dü senkapillardurchmesser	0,3 bis 3,0
(mm)		3 bis 15
Fördermenge je Kapillare (ff/min^	1 bis 30	500 bis 30(X
60 Schmelzviskosität	300 bis 6000
(Poise)		1,0 bis 3,0
Spinnweg (m)	0,5 bis 5,0	100 bis 135
Spinntiter (tex)	20 bis 4000	100 bis 35
65 Faserendurchmesser	45 bis 600
(ΙΟ-3 mm)		15 bis 50
Mech. Abzugs-	10 bis 100
geschwindigkeit (m/min)

ίο

möglich, unter Verwendung des Ventils 40 einen Inertgaskreislauf, beispielsweise von Stickstoff, durch den Reaktor 35 aufrechtzuerhalten. Gleiches gilt in analoger Weise naturgemäß für den linken Reaktor 34. Das Austragen der fertig kondensierten Strangabschnitte erfolgt beispielsweise über Zellenradschleusen 41. Die Stickstoffbeschleierung des Zwischensilos 32 erfolgt über die beiden Zuf ührungsleitungen 42. Der Austritt des Beschleierungsgases erfolgt zusammen mit dem Austritt der Heizluft über die Heizluftaustrittsleitung31.

Beispiel 1

Im Pilotmaßstab wurde das teilweise kondensierte Umesterungsprodukt eines diskontinuierlichen DMT-Prozesses über eine Zahnradpumpe in der Menge von 54 kg pro Stunde ausgetragen und unter einer Haube über einen Spinnkopf mit 235 Kapillaren ausgesponnen. Die Kapillaren waren auf einer Runddüse mit Bohrungsdurchmessern von 1 Millimeter und 10 Millimeter Abstand in Dreiecksteilung angeordnet. Entsprechend einer Intrinsic-Viskosität von 0,58 und einer Düsentemperatur von 290° C betrug die Schmelz-Viskosität etwa 1500 Poise.

Die entstehenden Borsten mit etwa 0,2 Millimeter Endstärke wurden in 1,6 Meter Abstand zur Düse kontinuierlich über eine als Walzenkalander ausgeführte Verdichtungsvorrichtung 12 bei Trommeldurchmessern von 500 Millimeter und einer Drehzahl von 15 Upm zu einem Strang von 3 Millimeter Dicke und 12 Millimeter Breite gepreßt und gesintert. Zur Zusammenführung der Einzelfäden am Walzenspalt dienten zwei sich auf die Strangbreite bis in Abzugshöhe verjüngende Bleche. Aus dem Strangmaterial wurden kubische und quaderförmige Strangabschnitte mit Abmessungen zwischen 3-3-3 Millimeter und 6-6-3 Millimeter durch Zerkleinern hergestellt.

Die Strangabschnitte wurden im Vakuumtrockenschrank unter Stickstoff 1 Stunde lang bei einer Temperatur von 175^GC getrocknet. Nach allmählicher Temperatursteigerung innerhalb von 30 Minuten auf Polykondensaiionstemperaturen von 220 bzw. 240" C wurde die Polykondensation bei einem Vakuum von 0,1 Torr durchgeführt.

ίο Zur Analyse der für die Qualität des Endproduktes maßgeblichen Intrinsic-Viskositäten und der Carboxylgruppengehalte wurden die Strangabschnitte gemahlen. Die Bestimmung der Intrinsic-Viskosität erfolgte mittels einer 0,5%igen Lösung bei 25⁰C in Phenol-Tetrachloräthan mit einem Mischungsverhältnis von 3:2. Die Analysenergebnisse sind zu Vergleichszwecken in der Tabelle 2, Spalten 3 und 4, wiedergegeben, und zwar getrennt für die beiden oben angegebenen Polykondensationstemperaturen von 220 bzw. 24O⁰C. Die Versuche wurden auch getrennt für unterschiedliche Größen der Bandabschnitte durchgeführt, und zwar für Bandabschnitte von 3-3-3 Millimeter und 6-6-3 Millimeter. Die Polykondensationsergebnisse erwiesen sich dabei von der Größe der Strangabschnitte als unabhängig.

Beispiel 2

Als Modellversuch wurde unverstrecktes Fadengewölle mit etwa 0,15 Millimeter Fadenstärke 5 Minuten lang bei 9O⁰C vorgewärmt und anschließend zwischen zwei auf 200°C erwärmte Profilplatten zu Preßkörpern der Größe 8-8-3,2 Millimeter verdichtet und gesintert. Diese Preßkörper wurden analog Beispiel 1 weiterbehandelt und polykondensiert. Das Ergebnis ist in den Spalten 5 und 6 der Tabelle 2 wiedergegeben.

Tabelle

Polykondensationsbedingung

Vakuum 1 Produkttemperatur

Reaktionszeit

(h)

Strangabschnitte gemäß Beispiel (1)

Intrinsic-Viskosität

(dl/g)

Carboxylgruppcn-

gehalt Äq/10^r'g Polykondensationsergebnissc
gemäß Beispiel (2)

Intrinsic-Viskosität

(dl/g)

Carboxylgruppen-

gchalt
Äq/10^r'g

Kompaktes Bandgranulat

gemäß Vergleichsbcispiel

(3-3-3 mm)

Intrinsic-Viskosität

(dl/g)

Carboxylgruppcn-

gchalt Äq/10⁰ g

Präpolykondensat
0,1 Torr/220⁰ C

Präpolykondensat
0,1 Torr/240°C

PET hergestellt aus

4
6

4
6

Konzentration des PoIykondensationskatalysators
(Gewichtsprozent)

22

0,58

1,13
1,27

0,54

1,66
1,80

DMT und Äthylenglykol

14,5 13

23

10 11

0,019% Sb 0,61

1,52
1,77

0,61

?3
2,58

17
12

ii,5

4
4,5

PTA und Äthylenglykol

0,02% Sb

0,61

0,69 0,74

17

16 15,5

17

0,61

1,0

1,15 PTA und Äthylenglykol

10,5 9

0,02% Sb

Vergleichsbeispiel

Als Vergleichsversuch wurden kubische Normalschnitzel aus Polyäthylenterephthalat mit einer Kantenlänge von 3 Millimetern analog Beispiel 1 getrocknet, polykondensiert und analysiert. Die Trockenzei betrug jedoch gegenüber Beispiel 1 2 Stunden. Di Ergebnisse sind in den Spalten 7 und 8 der Tabelle: zu entnehmen. Es ist deutlich zu sehen, daß trot gleicher Polykondensationsbedingungen die Zunahm

der Intrinsic-Viskosität wesentlich hinter derjenigen zurückgeblieben ist, die bei der erfindungsgemäßen Polykondensation von gesintertem Fadenmaterial erhalten werden konnte. Umgekehrt ist trotz der niedrigen Intrinsic-Viskosität ein hoher Carboxylgruppengehalt festzustellen.

Beispiel 3

Um die Eindeutigkeit des Diffusionseinflusses sichtbar zu machen, wurde ein zu den Beispielen 2 und Vergleichsbeispiel identisches Polykondensat-Ausgangsmaterial in eine Gießform extrudiert und zu

Scheiben mit einem Durchmesser von 45 Millimetern und einer Dicke von 10 Millimetern abgedreht. Die Scheiben wurden unter Stickstoff auf eine Polykondensationstemperatur von 240°C in 2,5 Stunden aufgeheizt. Anschließend erfolgte bei dieser Temperatur eine sechsstündige Temperung bei einem Vakuum von 0,1 Torr. Nach Abkühlung in Stickstoff wurden von den Scheiben radial und axial Schichten in Schritten von 0,2 Millimetern abgetragen und die ίο Intrinsic-Viskositäten der Drehspäne in bestimmten Schichttiefen bestimmt. Es wurde folgendes Ergebnis erzielt:

Schichttiefe (mm) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 Intrinsic-Viskosität 1,46 1,23 1,05 0,92 0,85 0,79 0,73 0,68

Die Zahlenwerte sprechen für sich selbst.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Polykondensaten in fester Phase durch Polykondensieren von Präkondensaten mit einem niedrigeren Molekulargewicht als das des Endproduktes, wobei diese in endloser Form als Fäden oder Borsten extrudiert und nach dem Abkühlen unter den Schmelzpunkt zerkleinert und nachfolgend polykondensiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Extrusionsvorganges eine Vielzahl paralleler Fäden erzeugt wird, die in plastischem bzw. sinterfähigem Zustand unter der Einwirkung mechanischer Kräfte in der Weise zu einem einheitliehen Strang verdichtet werden, daß die Fäden unter Freilassung von kapillaren Zwischenräumen zusammensintern, worauf der Strang zerkleinert und die Strangabschnitte einer an sich bekannten Feststoffkondensation unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Präkondensate ein teilweise kondensiertes Umesterungsprodukt aus einem niederen Dialkylester einer Dicarbonsäure und einem Diol, ein teilweise kondensiertes Umesterungsprodukt aus Dimethylterephthalat und Äthylenglykol, ein teilweise kondensiertes Veresterungsprodukt aus einer Dicarbonsäure und einem Diol oder ein teilweise kondensiertes Veresterungsprodukt aus Terephthalsäure und Äthylenglyko! verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammensintern von Einzelfäden aus Präkondensaten bei Temperaturen zwischen 100 und 200⁰C, vorzugsweise zwischen 130 und 16O⁰C, durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Enddurchmesser der Fäden zwischen 0,045 und 0,6 Millimeter, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,35 Millimeter, gewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Präkondensate mit einer Intrinsic-Viskosität zwischen 0,37 und 0,75, vorzugsweise zwischen 0,45 und 0,65, verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Präkondensate mit einem Molekulargewicht zwischen 9000 und 24000, vorzugsweise zwischen 13 000 und 19 000, verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Vorgängen des Zusammensinterns der Einzelfäden und des Zerkleinerns des Stranges eine Nachsinterung in Raumluft von Normaltemperatur durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zerkleinerten Strangabschnitte vor dem Polykondensationsvorgang einer Nachkristallisation bei Temperaturen zwischen 100 und 200°C, vorzugsweise zwischen 120 und 18O⁰C, und Vmveilzeiten zwischen 1 und 30, vorzugsweise zwischen 2 und 10 Minuten, unterworfen werden.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Extrusionsvorrichtung für eine Vielzahl von endlosen Fäden oder Borsten, einer Kühlstrecke für die Erstarrung der Fäden, einer Zerkleinerungsvorrichtung und einem Feststoffkondensationsrcaktor, dadurch gekennzeichnet, daß der Extrusionsvorrichtung (43) eine erste Kühlstrecke (15) für die Abkühlung der Einzelfäden (5) auf Siniertemperatur und anschließend daran eine Verdichtungsvorrichtung (!2) für das Zusammenpressen der Einzelfäden zu einem einheitlichen Strang (14) nachgeschaitet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungsvorrichtung (12) nach Art eines Kalanders oder nach Art einer Doppelbandpresse ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zerkldnerungseinrichtung (19) und dem Feststoffkondensationsreaktor (34, 35) ein Kristallisator (27) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11. dadurch gekennzeichnet, daß der Kristallisator (27) mit einer Transporteinrichtung (29) für die zerkleinerten Sirangabschnitte (21) ausgerüstet ist.