DE2318832A1

DE2318832A1 - Verfahren zur herstellung von faserfoermigen thermoplastischen harzen zu deren depolymerisation

Info

Publication number: DE2318832A1
Application number: DE19732318832
Authority: DE
Inventors: Tadahiro Fujii; Hiroshi Henmi; Hiromi Nagashima; Masafumi Nakamura
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1972-04-13
Filing date: 1973-04-13
Publication date: 1973-10-18
Also published as: NL7305140A; FR2180797B1; GB1420408A; NL156086B; DE2318832B2; IT987077B; DE2318832C3; FR2180797A1

Description

Verfahren zur Herstellung von faserförmigen thermoplastischen Harzen zu deren Depolymerisation

Die Erfindung betrifft die Depolymerisation von faserförmigen thermoplastischen Harzen.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von faserförmigen thermoplastischen Harzen zu deren Depolymerisation, bei welchem die faserförmigen thermoplastischen Harze in einer sehr stark verbesserten Form als Ausgangsmaterial für die Depolymerisation erhalten werden können.

In der Synthesefaserindustrie ist es von großer wirtschaftlicher Bedeutung, Rohmaterialien durch Depolymerisation von faserförmigen thermoplastischen Harzen wiederzugewinnen. Beim Verspinnen, Verstrecken und Zwirnen fallen nämlich bei der Herstellung von synthetischen Fasern Garnabfälle oder faserförmige Abfälle in Mengen an, welche etwa 10 % des Garnausstoßes entsprechen. Das bloße Verwerfen von solchen Garnabfällen bringt nicht nur ökonomische Machteile mit sich,

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sondern führt auch zu Problemen hinsichtlich der Umweltverschmutzung. Es sind daher schon viele Verfahren vorgeschlagen und durchgeführt worden, um solche Garnabfälle bzw. Garnreste wiederzugewinnen. Jedoch ist bislang noch keine Technik zur wirtschaftlichen Durchführung der Depolymerisationsreaktion entwickelt worden. Bei den herkömmlichen Techniken ist der Gesamtwirkungsgrad der Regenerieruhgsund Wiedergewinnungsprozesse sowie der wirtschaftliche Vorteil extrem niedrig.

Schwierigkeiten bringen auch die niedrige Schüttdichte und die Formunordnung der zu behandelnden Garnabfälle mit sich. Insbesondere ist bei der Verwendung von Garnabfällen mit niedriger Schüttdichte und mit ungeordneter Form direkt als Äusgangsmaterial zur Depolymerisationsreaktion bei der Lagerung eines solchen Ausgangsmaterials ein großer Raum erforderlich. Auch der Transport und die Einbringung des Materials in das Reaktionsgefäß bringen verschiedene Schwierigkeiten mit sich.

Weitere Nachteile bestehen darin, daß das Herumstreuen der Garnabfälle die Gesundheit der Arbeiter beeinträchtigen kann. Die Größe der Abwiegevorrichtung, die bei der Zuführung von solchen Faserabfällen verwendet wird, sollte größer gemacht werden, wodurch der kontinuierliche Betrieb erschwert wird. Weiterhin sollte im Falle, daß in dem Reaktionsgefäß ein explosives Gas vorhanden ist, die die Faserabfälle begleitende Luft durch ein inertes Gas ersetzt werden, um das Auftreten von elektrostatischen Explosionen zu vermeiden, was unvermeidbar dazu führt, daß die Größe der Einrichtungen erhöht wird und daß die Leistung der Einrichtungen erniedrigt wird. Da weiterhin die Menge des in das Reaktionsgefäß eingeführten Ausgangsmaterials gering ist, wird die Leistung des Reaktionsgefäßes vermindert. Die beschriebenen Nachteile und Schwierigkeiten sowicv die Konstruktionskosten und die Betriebskosten

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der Wiedergewinnungsprozesse nach dem Stand der Technik sind daher ziemlich hoch, wozu noch kommt, daß in der Arbeitsumgebung keine guten Bedingungen erzielt werden können.

Ein Verfahren, bei welchem man Schnitzel bildet, indem man die Garnabfälle wieder aufschmilzt, kann als dazu geeignet erachtet werden/ um diese Nachteile zu überwinden. Bei diesem Wiederaufschmelzverfahren ist jedoch die Oberfläche der resultierenden Schnitzel nur gering, so daß zur Vervollständigung der Depolymerisationsreaktion ein extrem langer Zeitraum erforderlich ist. Da weiterhin die Harze häufig Temperaturen oberhalb ihres Schmelzpunkts ausgesetzt sind, können dabei Zersetzungsreaktionen auftreten, welche einen weiteren Grund für die Verminderung der Wiedergewinnung des Ausgangsmaterials darstellen. Schließlich sind hierbei die Wärmeverluste beim Wiederaufschmelzen so groß, daß sie nicht vernachlässigt werden können. Aus diesem Grunde kann dieses Verfahren nicht als günstig bezeichnet werden.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Depolymerisation von Garnabfällen zu schaffen, bei welchem die vorstehend beschriebenen Nachteile der herkömmlichen Techniken vollständig beseitigt sind und bei dem aus den Garnabfällen die Rollmaterialien mit hoher Leistung und hoher Wirtschaftlichkeit wiedergewonnen werden können.

Gegenstand der vorliegenden.Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von faserförmigen thermoplastischen Harzen zu deren Depolymerisation, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das faserförmige thermoplastische Harz zu einem Formkörper verformt, welcher ein spezifisches Gewicht von mindestens 1/2 des wahren spezifischen Gewichts des Harzes aufweist, wobei der Formkörper aus einer faserförmigen thermoplastischen Harzmasse besteht, welche auf ihrer Oberfläche eine krustige dünne Harzschicht aufweist, die an die Masse gebunden ist.

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Durch das erfindungsgemäße Verfahren können faserförmige thermoplastische Harze zu ihrer Depolymerisation erhalten werden, wobei das faserförmige thermoplastische Harz in verbesserter Form als Ausgangsmaterial für die Depolymerisation vorliegt.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen diagrarnmartigen Querschnitt eines zylindrisch geformten Gegenstands, welcher gemäß der Erfindung erhalten worden ist, »

Figur 2 einen diagrammartigen Längsschnitt des in Figur 1 gezeigten Formkörpers, ' .

Figur 3 einen diagrammartigen Querschnitt eines eiförmig geformten Gegenstands, welcher gemäß der Erfindung hergestellt worden ist/

Figur 4 einen diagrammartigen Abschnitt eines charakteristischen Teils einer Waschvorrichtung, welche mit Vorteil dazu verwendet werden kann, um Faserabfälle zu waschen, welche mit öl verunreinigt sind und

Figur 5 einen diagrammartigen Querschnitt einer Verformungsvorrichtung, welche mit Vorteil dazu.verwendet werden kann, um die in Figuren 1 und 2 gezeigten Formkörper herzustellen.

Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß ein faserförmiges thermoplastisches Harz zu einem spezifischen Formkörper verformt wird und daß dieser Formkörper der Depolymerisationsreaktion unterworfen wird, wodurch die Nachteile und Schwierigkeiten der herkömmlichen Arbeitsweisen überwunden werden können. Dieser Formkörper soll nachstehend genauer beschrieben werden.

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Das den Formkörper bildende Material ist ein faserförmiges thermoplastisches Harz. Unter der Bezeichnung "faserförmiges thermoplastisches Harz" sollen Fäden bzw. Endlosfäden und Stapelfasern verstanden werden, welche gewöhnlich als Synthesefasern bezeichnet werden. Solche Synthesefasern sind zum Beispiel aus Polyestern, Polyamiden, Polyesteramiden, Polypropylen, Polyäthylen, Polyurethanen oder Copolymerisaten oder Gemischen daraus hergestellt. Naturgemäß können bei dem Verfahren der Erfindung auch Fäden verwendet werden, welche in stapelfaserartige Form geschnitten sind.

Der Formkörper kann jede beliebige zylindrische, kugelförmige, eiförmige,kubische, rechteckig parallelflache, scheibenartige und.münzenartige Form sowie verschiedene andere Formen aufweisen. Solange der Formkörper die hierin angegebenen physikalischen Eigenschaften und die hierin angegebene Struktur hat, ist seine Form nicht kritisch. Somit kann der erfindungsgemäß verwendete Formkörper eine willkürlich gewählte Querschnittsform besitzen. Im Hinblick auf die Leichtigkeit der Handhabung, die leichte Lagerfähigkeit»das leichte Abwiegen und das leichte Einbringen in das Reaktionsgefäß,, sowie auch die leichte Durchführbarkeit der Reaktionsvorgänge, z.B. des Rührens, wird es jedoch bevorzugt, daß die Größe des Formkörpers auf etwa 2OO mm oder weniger, ausgedrückt als maximale Länge, eingestellt wird.

Als wichtige physikalische Faktoren der erfindungsgemäß verwendeten Formkörper können das spezifische Gewicht, die Oberflächenhärte und die Festigkeit genannt werden.

Für das Verfahren der Erfindung ist es wesentlich, daß das spezifische Gewicht des Formkörpers mindestens die Hälfte des wahren spezifischen Gewichts des Harzes beträgt. Wenn das spezifische Gewicht zu gering ist, dann nimmt die Harzmasse

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eine baumwollartige Form ein und besitzt eine große Voluminosität, so daß ein großer Lagerraum erforderlich ist. Wenn weiterhin ein Formkörper aus einem solchen Harz mit einer zu geringen Dichte hergestellt wird, dann kann dieser krümeln, und die Lagerung, das Abwiegen und die Einbringung sowie andere Vorgänge gestalten sich schwierig. Das faserförmige thermoplastische Harz wird daher vorteilhafterweise zu einem Formkörper verformt, indem es durch eine Kompressionszone geleitet wird. Im Inneren des erfindungsgemäß erhaltenen Formkörpers sind die Fäden oder Fasern in ihrer usprünglichen Form vorhanden, wobei gleichfalls auch Luft und andere Gase im Inneren enthalten sind. Daher ist das spezifische Gewicht des erfindungsgemäß erhaltenen Formkörpers naturgemäß niedriger als das wahre spezifische Gewicht-des Harzes.

Es wird bevorzugt, daß der erfindungsgemäß erhaltene Formkörper eine Oberflächenhärte von 15 bis 60, ausgedrückt als Shore-Härte, besitzt. Wenn die Oberflächenhärte niedriger als eine Shore-Härte von 15 ist, dann kann der Formkörper leicht zu Stücken zerkrümeln. Wenn andererseits die Oberflächenhärte über eine Shore-Härte von 60 hinausgeht, dann ist die Stärke der krustigen Oberflächenharzschicht zu groß, so daß zur Vervollständigung der Depolymerisationsreaktion ein zu langer Zeitraum erforderlich ist.

Um zu verhindern, daß der Formkörper während des Betriebs zu Stücken zerkrümelt, wird es angestrebt, daß der Form-

2 körper eine Festigkeit von mindestens 10 g/mm , ausgedrückt als Bruchfestigkeit,besitzt. Die Festigkeit variiert je nach der Konfiguration des Formkörpers, den physikalischen Eigenschaften des Substratgarns, der Orientierung zwischen

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den einzelnen Garnen, der Stärke der krustigen dünnen Oberflächenschicht und dergleichen. Selbst wenn die Festigkeit des Formkörpers teilweise oder stellenweise unterhalb des obigen Wertes liegt, entstehen noch keine besonderen Nachteile, sofern der Formkörper als ganzer eine Festigkeit besitzt, die eine Krümelbildung verhindert.

Die Struktur des erfindungsgemäß erhaltenen Formkörpers ist ein sehr wichtiger Faktor, um die Wirkungen dieser Erfindung zu erzielen.

Nachfolgend soll die Innenstruktur des Formkörpers, welcher gemäß der Erfindung, erhalten wird, näher erläutert werden.

Im Inneren des Formkörpers behält das faserförmige thermoplastische Harz seine ursprüngliche Form bei. Genauer ausgedrückt, das innere faserförmige thermoplastische Harz liegt vorteilhafterweise in der Form einer komprimierten bzw. verdichteten Fasermasse vor. Demgemäß ist die Anordnung bzw. Verteilung des faserförmigen thermoplastischen Harzes nicht obligatorisch. Es kann regulär angeordnet bzw. verteilt oder willkürlich angeordnet bzw. verteilt sein. Im allgemeinen ist das -faserförmige thermoplastische Harz im Inneren des Formkörpers in einem solchen Zustand enthalten, daß die einzelnen Fäden oder Fasern ineinander verschlungen sind. Da ferner das faserförmige thermoplastische Harz in seiner ursprünglichen Form in dem Inneren des Formkörpers enthalten ist, sind darin auch Luft und andere Gase enthalten. Da der erfindungsgemäß erhaltene Formkörper eine solche Innenstruktur besitzt, kann die zur Depolymerisation erforderliche Zeitspanne erheblich verkürzt werden. Dieser Umstand stellt einen der Vorteile der vorliegenden Erfindung dar. Wenn nämlich ein faserförmiges thermoplastisches Harz wieder aufgeschmolzen, pelletisiert und hierauf der Depolymerisationsreaktion unterworfen wird, dann kann die Reaktion nur

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allmählich von der Oberfläche zu dem Inneren fortschreiten, so daß zur Beendigung der Reaktion unvermeidlich eine lange Zeitspanne erforderlich ist. Im Gegensatz dazu schreitet bei dem.erfindungsgemäß erhaltenen Formkörper, nachdem die Reaktion in der.krustigen dünnen Oberflächenschicht vervollständigt ist und die Oberflächenharzschicht aufgebrochen worden ist, diese rasch in den Innenteil voran, weil das Innere eine große Reaktionsfläche besitzt und eine faserförmige Form einnimmt, in welcher die Reaktion sehr leicht vonstatten geht. Demgemäß wird die Depolymerisation in einer kurzen Zeitspanne glatt vervollständigt.

Nachfolgend soll die Oberflächenstruktur des erfindungsgemäß erhaltenen Formkörpers näher erläutert werden.

Wie bereits ausgeführt wurde, war der technische Wert der Verfahren zur Regenerierung und Wiedergewinnung von faserförmigen thermoplastischen Harzen nach dem Stand der Technik nur sehr niedrig, da hinsichtlich der Form oder der Struktur der faserförmigen thermoplastischen Harze, welche der Depolymerisation unterworfen werden, noch keine Verbesserungen" erzielt wurden. Die geringen Fortschritte der entsprechenden Untersuchungen sind, wie bereits ausgeführt, hauptsächlich auf die hohe Voluminösitat, die Formunordnung und die leichte Krümelbildung der faserförmigen thermoplastischen Harze zurückzuführen. Zur_Beseitigung dieser Nachteile der faserförmigen thermoplastischen Harze wird gemäß der Erfindung der Oberfläehenteil des Formkörpers, welcher der Depolymerisation unterworfen wird, zu einer dünnen Schicht verformt, welche aus dem gleichen Harz wie das faserförmige thermoplastische Harz oder einem anderen Harz, welches gegenüber dem faserförmigen thermoplastischen Harz eine Affinität besitzt, zusammengesetzt ist.

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Die Stärke dieser krustigen Harzschicht sollte so bemessen werden, daß den folgenden zwei Erfordernissen Genüge getan wird. Der Formkörper soll nämlich eine so hohe Festigkeit haben, daß keine Krümelbildung des Formkörpers eintritt, und die Dicke bzw." Stärke der krustigen Schicht soll nicht so groß sein, daß die Zeitspanne verlängert wird, welche zur Vervollständigung der Depolymerisationsreaktion erforderlich ist. Im Hinblick auf das erste Erfordernis wird es angestrebt, daß die dünne krustige Oberflächenschicht eine Stärke von mehr als 0,05 mm, vorzugsweise mehr als 0,1 mm, aufweist. Im Hinblick auf das zweite Erfordernis wird es angestrebt, daß die krustige dünne Oberflächenschicht eine Stärke von weniger als 3 mm, vorzugsweise weniger als 2 mm besitzt.

Eine solche Gleichförmigkeit, wie sie für gewöhnliche Filme erforderlich ist, wird für die dünne krustige oberflächenharzschicht des erfindungsgemäß erhaltenen Formkörpers nicht gefordert. Es erwachsen keine Nachteile, wenn die Stärke der krustigen Harzschicht teilweise oder lokal differiert. Solange wie der Formkörper eine bestimmte Festigkeit besitzt, kann sogar das Vorhandensein von Rissen in der dünnen krustigen Oberflächenharzschicht vernachlässigt werden. Dies bedeutet, daß im Falle, daß der Formkörper die Form eines Zylinders oder dergleichen aufweist, der ganze obere oder Bodenteil des Formkörpers oder ein Teil davon keine dünne krustige Oberflächenharzschicht aufzuweisen braucht. .

Die vorstehend beschriebene Struktur des erfindungsgemäß erhaltenen Formkörpers wird in den Figuren 1 bis 3 gezeigt. Darin bedeuten die Bezugszeichen 1 und 3 das faserförmige thermoplastische Harz bzw. die krustige dünne thermoplastische Harzschicht.

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Als Methoden zur Bildung des erfindungsgemäß vorgesehenen Formkörpers, nämlich einer faserförmigen thermoplastischen Harzmasse/ welche eine krustige dünne Oberflächenharzschicht aufweist, können zum Beispiel folgende Verfahren genannt werden: ein Verfahren, bei welchem man die Oberfläche einer faserförmigen thermoplastischen Harzmasse mit einer Schmelze aus dem gleichen Harz überzieht bzw. beschichtet und die aufbeschichtete Schmelze durch Abkühlen verfestigt; ein Verfahren, bei welchem man die Oberfläche einer faserförmigen thermoplastischen Harzmasse durch eine geeignete Wärmequelle erhitzt, den Oberflächenteil aufschmilzt und durch Abkühlen verfestigt? ein Verfahren, bei welchem man den Oberflächenteil einer faserförmigen thermoplastischen Harzmasse durch Reibungsx^ärme erhitzt, welche durch die Reibung zwischen dem Oberflächenteil und der anderen Substanz erzeugt wird und den geschmolzenen Teil durch Abkühlen verfestigt,· und schließlich ein Verfahren, bei welchem man die Temperatur des Oberflachentc.il? einer faserförmigen thermoplastischen Harzmasse auf einen Wert oberhalb der Glasübergangstemperatur, vorzugsweise oberhalb des Erweichungspunkts, durch die Reibungswärme erhöht, welche durch Reibung zwischen dem Oberflächenteil und der anderen Substanz erzeugt wird und gleichzeitig einen Druck auf die Harzmasse ausübt, um die Faden oder Fasern auf dem Oberflächenteil der faserförmigen Harzmasse druckzuverkleben und hierdurch auf dem Oberflächenteil der faserförmigen thermoplastischen Harzmasse eine krustige dünne Harzschicht zu bilden/ Entsprechend den anderen Bedingungen kann unter diesen Methoden die entsprechende Methode ausgewählt werden.

Bei der Durchführung des ©rfindungsgemäßen Verfahrens sind be>i Verwendung von manchen Arten von faserförmigen thermoplastischen Harzen manchmal bessere Ergebnisse erhältlich, wenn eine Vorbehandlung, wie sie untenstehend beschrieben werden wird, durchgeführt wird.. - . .';..'

3 0S842/1 Öl

So haftet zum Beispiel im Falle der Verwendung von Polyesterfäden an den Garnabfällen, die in der Verstreckungsund Verzwirnungsstufe gebildet werden/ daran ein Ölungsmittel. Weiterhin ist die Form sehr stark gestört, und die Längen der Garne sind nur schwierig zu handhaben (die Garnabfälle haben eine Form, welche einem Pferdeschwanz- ähnelt). Demgemäß werden zweckmäßigerweise vor der Depolymerisation diese Garnabfälle zu einer Länge von 0_f5 bis 150 mm, vorzugsweise 10 bis 50 mm, unter Verwendung einer Schneideinrichtung geschnitten, welche durch Modifizierung einer üblichen Schleifeinrichtung hergestellt worden ist. Die auf diese Weise geschnittenen Garnabfälle werden automatisch durch eine pneumatische Beförderung oder eine Aufschlämmungs-Beförderung in eine-Waschzone geleitet. Bekanntlich wird, wenn das aufgebrachte Ölungsmittel von den Garnabfällen nicht genügend entfernt wird, dieses in das wiedergewonnene Äthylenglycol mit eingeschleppt, woraus es sehr schwierig zu entfernen ist. Es führt dazu, daß die Wiederverwendung des auf diese Weise erhaltenen Äthylenglycols unmöglich wird. Dies bedeutet, anders ausgedrückt, daß die Verwendung eines Äthylenglycols, das mit einem Ölungsmittel verschmutzt ist, zu einer Verfärbung der resultierenden Polyäthylenterephthalatgarne führt. Aus diesem Grunde sollte die Verwendung eines mit einem Ölungsmittel verschmutzten Äthylenglycols. vermieden werden.

In der Waschstufe werden die geschnittenen Garnabfälle mit einem Detergens, beispielsweise einem oberflächenaktiven Stoff oder dergleichen, gewaschen. Hierzu wird Vorzugsweise eine spezielle Waschvorrichtung verwendet, welche einen spiralförmigen Strömungsweg besitzt (gemäß der japanischen Patentanmeldung 41 731/1972). Eine solche Waschmaschine wird in Figur 4 schematisch gezeigt. Das Bezugszeichen 5¹ bezeichnet einen Innenzylinder, der in einem Fließrohr 5 angeordnet ist. Auf der Innenwand des Fließrohrs 5 ist ein

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spiralförmiges Leitblech 4 vorgesehen. In das Fließrohr wird ein Gemisch 3 beispielsweise aus baumwollartigen Polyesterfasern und-ein Detergens eingeführt und entsprechend dem Leitblech 4 spiralförmig bewegt. Auf diese Weise kann ein wirksames Waschen der ölverschmutzten faserförmigen Materialien erzielt werden. Sodann wird das Detergens auf einem Netz-Beförderer entfernt, und die Entwässerung erfolgt mittels einer Zentri.fugal-Entwässerungseinrichtung. Sodann werden die gewaschenen Garnabfälle in einem Trockner getrocknet, bis der Wassergehalt auf unterhalb 5 % {auf Trockenbasis), vorzugsweise unterhalb 2 %, vermindert ist. Sodann werden die Garnabfälle gemäß der Erfindung verformt. Im Falle der Vornahme einer solchen Vorbehandlung kann die Depolymerisation mit großen wirtschaftlichen Vorteilen durchgeführt werden. In diesem Falle haben die Garnabfälle nach der Trocknungsstufe eine Schüttdichte von etwa 0,03. Unter den vorstehend beschriebenen Verformungsmethoden wird ein Verfahren bevorzugt, bei welchem man die Temperatur des Oberflächenteils einer zylindrischen Masse aus dem faserförmigen thermoplastischen Harz auf einen Wert oberhalb des Glasübergangspunkts von der Verwendung der Reibungswärme erhöht, welche durch Reibung der Harzmasse und der anderen Substanz erzeugt wurde, wobei man vorzugsweise so vorgeht, daß man die Harzmasse aus einer zylindrischen Düse (japanische Gebrauchsmusteranmeldung 49 104/1972, Beispiel 1) extrudiert, wodurch ein Formkörper gebildet wird, bei dem sich eine dünne krustige Oberflächenharzschicht gebildet und damit druckverklebt hat.

Die Erfindung soll anhand der Beispiele und der Vergleichsbeispiele näher erläutert werden.

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B e i s ρ ie 11

Es wird die Vorrichtung gemäß Figur 5 beschrieben. In einem Zylinder 8 mit einem Innendurchmesser von 500 mm, einem Außendurchmesser von 600 mm und einer Dicke von 100 mm sind in einem Abstand von 10 mm in Radialrichtung durchgehende öffnungen 9 mit einer Länge von 8 mm und einem Durchmesser von 6 mm vorgesehen. Der Zylinder wird mit einer Geschwindigkeit von 150 UpM gedreht. Im Inneren des Zylinders sind Walzen 7 und 8 mit einem Durchmesser von 200 mm und einer Breite von 100 mm an beiden Seiten einer fixierten Welle 6 angebracht. Die Walzen 7, 7 werden in einer solchen Weise gedreht, daß sie mit dem Zylinder in Berührung kommen und mit der Drehung des Zylinders angetrieben und gedreht werden. Da zwischen dem rotierenden Zylinder und den in dem Zylinder angeordneten Walzen ein keilförmiger Raum gebildet wird, wird kontinuierlich ein Polyäthylen-Garnabfall 11 mit einer Schüttdichte von etwa 0,03 kontinuierlich in diesen Raum eingeführt. Der Garnabfall wird zwischen dem Zylinder und der Walze gequetscht, wodurch ein zylindrischer Formkörper 12, wie er in den Figuren 1 und 2 gezeigt wird, kontinuierlich von der periphären Oberfläche des Zylinders extrudiert und durch ein Messer 10 geschnitten wird. Dieser zylindrische Formkörper 12 aus dem faserförmigen Polyäthylenterephthalat besitzt einen Durchmesser von 6 mm, eine Länge von 30 mm, ein spezifisches Gewicht von 1,1 (das wahre spezifische Gewicht des Polyesters beträgt 1,39), eine krustige dünne Oberflächenharzschicht mit einer Stärke von 0,1 mm, eine

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Bruchfestigkeit von 38 g/mm und eine Oberflächenhärte nach Shore von 46. 2000 kg des auf diese Weise erhaltenen PoIyäthylenterephthalat-Formkörpers werden in ein Reaktionsgefäß mit einer Kapazität von 8 m gebracht. Dazu werden 3000 kg Äthylenglycol und 40 kg Manganacetat als Katalysator gegeben. Sodann wird die Polymerisationsreaktion vorgenommen. Die Reaktionstemperatur wird am Siedepunkt des

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Reaktionsgemisches gehalten. Es erfordert 20 Minuten, bis der Formkörper vollständig verschwindet. Der Formkörper wird automatisch aus einem vollständig mit Stickstoff gefüllten Fülltrichter durch eine Abwiegeeinrichtung des Schlagtyps in das Reaktionsgefäß eingegeben.

Vergleichsbeispiel 1

Polyäthylenterephthalatgarnabfall wird in das gleiche Reaktionsgefäß mit einer Kapazität von 8 m des Beispiels 1 mit menschlicher Arbeitskraft ohne Verformung des Garnabfalls eingebracht. Die Einbringung stellt eine sehr schwere Arbeit dar. Da der Austausch des Stickstoffs nicht ausreichend ist, besteht die Gefahr von elektrostatischen Explosionen, und der Betrieb gestaltet sich sehr schwierig. Wenn etwa 200 kg Garnabfall in das Reaktionsgefäß eingebracht sind, dann ist das Gefäß tast mit dem Garnabfali voll. Daher ist die Leistung des Reaktionsgefäßes sehr niedrig.

Vergleichsbeispiel 2

Kleine' Stücke von Pölyäthylenterephthalat, erhalten durch vollständiges gleichmäßiges Aufschmelzen von zylindrischem Polyäthylenterephthälat mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Länge von 30 nun, werden in einer Menge von 200 kg in das gleiche Reaktionsgefäß wie in Beispiel 1 gebracht: Dazu werden weiterhin 3000 kg Äthylenglycol und 40 kg des gleichen Katalysators wie in Beispiel 1 gegeben. Die Polymerisationsreaktion wird bei den Bedingungen des Beispiels 1 durchgeführt. Es nimmt 2 Stunden und 45 Minuten in Anspruch, bis die polyäthyienterephthälatforinkörper vollständig verschwinden.

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Beispiel 2*

Ein baumwollartiger Garnabfall von Polyhexaitiethylenadipamid mit einer Schüttdichte von etwa 0,03 wird auf einen horizontal fördernden Gitterförderer mit einer Breite von 1 mm und einer Horizontallänge von 2 m gegeben. Das Material wird horizontal befördert und mittels eines Steigungs-Gitterförderers mit einem Winkel von 70° von der horizontalen Oberfläche, welche am Auslaßende des vorstehend beschriebenen transportierenden Gitterförderers angeordnet ist, auf eine Höhe von etwa 2 m angehoben. Hierauf wird der durch den Steigungsgitterförderer transportierte Garnabfall von dem Gitter weggefegt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Garnabfall in der Form von großen Schneeflocken fallengelassen. Der fallende Garnabfall wird vom Einlaßende eines Stahlgürtels mit einer Breite von 1,4 m und einer Horizontallänge von 15 m ohne Überlappung aufgenommen. Der Stahlgürtel, der den Garnabfall, welcher in seiner Form einer großen Schneeflocke ähnelt, befördert, wird in einen tunnelartigen Kasten eingeführt, der wärmeisoliert ist und eine Länge von 13 m hat. Die Laufgeschwindigkeit des Stahlgürtels wird auf 1 m pro Minute eingestellt. In dem Kasten wird Heißluft mit etwa 300 C über die unteren und oberen Oberflächen des Gürtels in Bewegungsrichtung des Gürtels strömen gelassen, wodurch der einer großen Schneeflocke ähnelnde Garnabfall erhitzt und komprimiert wird, so daß er eine vergrößerte Schüttdichte besitzt. Gleichzeitig wird der Oberflächenteil des schneeflockenartigen Garnabfalls geschmolzen, wodurch eine krustige dünne Harzschicht gebildet wird. Gerade, nachdem der erhitzte Garnabfall durch diesen Kasten gelaufen ist, wird er von dem Stahlgürtel unter Verwendung einer Kratzeinrichtung weggekratzt. Sodann wird der Garnabfall auf einen Netzbeförderer aufgeladen und mit Wasser gekühlt. Auf diese Weise wird ein Formkörper mit einer eiartigen Form, wie sie in Figur 3 gezeigt wird, in kontinuierlicher Weise erhalten. .

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Der auf diese Weise gebildete Formkörper aus Polyhexamethylenadipamid hat eine eiartige Form mit einer langen Achse von 15 nun und einer kurzen Achse von 10 mm, einem spezifischem Gewicht von 0,8, einer krustigen dünnen Oberflächenharzschlcht mit einer Stärke von Ö,3 mm, einer Bruch-

festigkeit von 25 g/mm und einer Oberflächenhärte nach Shore von 34. Der Formkörper wird in eirar Menge von 250 g in ein Reaktionsgefäß mit einer Kapazität von 4 Liter gebracht. Hierzu werden weiterhin 600 g Wasser und 100 g Natriumhydroxid gegeben. Die Hydrolysereaktion wird bei 190 C durchgeführt. Die Handhabung der Formkörper ist sehr einfach. Bei der Durchführung der Hfdrolysereaktion dauert es "nur 20 Minuten, bis der Formkörper vollständig verschwunden ist.

Vergleichsbeispiel 3

Kleine Stücke aus Polyhexamethylenadipamid mit der gleichen Konfiguration und Größe wie der Formkörper des Beispiels 2, hergestellt durch vollständiges Aufschmelzen von Polyäthylenadipamid bis zum Innerenund durch Verfestigen, werden in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 behandelt. Es dauert 3 Stunden bis die kleinen Stücke vollständig verschwinden. .

. Beispiel 3

1/5 kg von zylindrischen Formkörpern aus Poly-epsiloncaprolactam mit einem Durchmesser von 10 mm, einer Länge von '20 mm, einem spezifischem Gewicht vca 0,7, einer dünnen krustigen Harzschicht mit einer Mcke von 0,2 mm, einer Bruchfestigkeit von 20 g/mm² _un{3 ei_ner Oberflächenhärte nach Shore von 32 werden in ein Reaktionsgefäß

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mit einer Kapazität von 5 Liter gegeben. Als Katalysator wird Phosphorsäure in einer Menge von 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymere, in das· Reaktionsgefäß eingegeben. Die Depolymerisationsreaktion wird durchgeführt , indem überhitzter Wasserdampf von 370 ⁰C in das Reaktionsgefäß geblasen wird. Es dauert 15 Minuten, bis die Formkörper vollständig verschwunden sind.

Vergleichsbeispiel 4

Kleine Stücke von Poly-epsilon-caprolactam, welche bis zum Inneren vollständig aufgeschmolzen und verfestigt worden sind, werden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 depolymerisiert. Es dauert 1 Stunde bis die kleinen Stücke vollständig verschwinden.

Es wird ersichtlich, daß gemäß der Erfindung, äs, das Ausgangsmaterial für die Depolymerisation mit einer faserförmigen Form zu einer feststoffartigen Form verformt worden ist, welche leicht gehandhabt werden kann, solche Vorgänge wie die Lagerung, der Transport, das Abwiegen, der Austausch durch Inertgas und die Einbringung in ein Reaktionsgefäß im technischen Betrieb vereinfacht werden können und daß es möglich ist, die Prozesse im technischen Maßstab automatisch durchzuführen. Ferner ist das Gewicht des Formkörpers, der in das Reaktions*- gefäß eingebracht wird, ungefähr 30 mal so groß wie dasjenige des faserförmigen Harzes, so daß der zur Beendigung der Depolymerisationsreaktion erforderliche Zeitraum stark verkürzt werden kann.

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Claims

Pat e η t a η s ρ r ü ehe

1. Verfahren zur Herstellung von faserförmigen thermoplastischen Harzen zu deren Depolymerisation, dadurch gekennzeichnet, daß man das faserförmige thermoplastische Harz zu einem Formkörper verformt, v/elcher ein spezifisches Gewicht von mindestens 1/2 des wahren spezifischen Gewichts des Harzes aufweist, wobei der Formkörper aus einer faserförmigen thermoplastischen Harzmasse besteht, welche auf ihrer Oberfläche eine krustige dünne Harzschicht aufweist, die an die Masse gebunden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das faserförmige Harz im Inneren des Formkörpers seine ursprüngliche Faserform beibehält und daß. die krustige dünne Harzschicht aus dem gleichen thermoplastischen Harz besteht, wie es im. Inneren des Formkörpers vorliegt.

3. .Verfahren nach-.Anspruch. . 1, dadurch gekennzeichnet, daß die krustige dünne Schicht eine Shore-Härte von 15

bis 60 und eine Bruchfestigkeit von mindestens 10 g/mm besitzt»

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die krustige dünne Harz-'schicht bildet, indem man den Oberflächenteil des faserförmigen thermoplastischen Harzes durch Reibungswärme erhitzt, welche durch Reibung zwischen der Oberfläche des Harzes und der anderen Substanz erzeugt wird,."--und den geschmolzenen Teil durch Abkühlen verfestigt.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die krustige dünne Harzschicht bildet, indem man die Temperatur des Oberflächenteils des faserförmigen thermoplastischen Harzes auf
einen Wert oberhalb des Glasübergangspunkts durch Reibungswärme erhöht, welche durch Reibung zwischen dem
Oberflächenteil des Harzes und der anderen Substanz
erzeugt worden ist,und indem man gleichzeitig
auf das Harz einen Druck ausübt, um die Fasern im Oberflächenteil des Harzes hierdurch miteinander druckzuverkleben.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da~ durch gekennzeichnet, daß man die krustige dünne Harzschicht bildet, indem man den Oberflächenteil des faserförmigen thermoplastischen Harzes schmilzt und indem man den geschmolzenen Oberflächenteil durch Abkühlen verfestigt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, daduich gekennzeichnet, daß man die krustige dünne Harzschicht bildet, indem man den Oberflächenteil des faserförmigen thermoplastischen Harzes mit einer Schmelze des gleichen Harzes überzieht bzw. beschichtet·

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als faserförmiges thermoplastisches Harz Polyesterfasern verwendet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als faserförmiges thermoplastisches Harz Polyamidfasern verwendet.

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10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyesterfasern einen Polyestergarnabfall verwendet und daß man diesen vor der Verformung zu kurzen Fasern zerschneidet und so dann mit einem Detergens und mit Wasser wäscht, entwässert und trocknet.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die krustige dünne Harzschicht eine Dickte bzw. Stärke von 0,05 bis 3 mm aufweist.

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