DE2610554A1

DE2610554A1 - Gitter zum schmelzspinnen

Info

Publication number: DE2610554A1
Application number: DE19762610554
Authority: DE
Inventors: Eric Haffenden
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1975-03-13
Filing date: 1976-03-12
Publication date: 1976-09-23
Also published as: JPS51114462A; FR2303658B3; IT1058408B; FR2303658A1; US4078550A; NL7602499A

Description

PATENTANWÄLTE

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Mappe 23 943

ICI Case Nr. F.27675

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED Imperial Chemical House, Millbank, London, SW1P 3JF/England

Gitter zum Schmelzspinnen

Die Erfindung betrifft ein Gitter zum Aufschmelzen von teilchenförmigen, festen Polymeren.

Gegenstand der Erfindung ist ein Schmelzgitter zum Aufschmelzen bzw. Schmelzen von teilchenförmigen, festen Polymeren, welches eine Aufnahmeseite,auf die das feste Polymer aufgebracht wird, und eine Ablaufseite, von der das geschmolzene Polymer abfließt, enthält, wobei das Gitter so ausgebildet ist, daß es innerhalb einer von der Ablaufseite entfernten Gegend mit Wärme beschickt werden kann, und wobei ein Hindernis für den Wärmeübergang zwischen der Gegend, der Wärme zugeführt wird, und der Ablaufseite vorliegt.

Unter "Hindernis für den Wärmeübergang" soll hierin verstanden werden, daß die Leichtigkeit des Wärmeübergangs geringer ist,als es normalerweise in Verbindung mit den normalen Bauerfordernissen für das Gitter zu erwarten wäre. So

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kann z.B. in dem Teil oder den Teilen, die das Gitter bilden, an einem Ort zwischen der Gegend, der Wärme zugeführt wird, und der Ablauf seite eine Schicht aus einem Material vorhanden sein, die eine geringere thermische Leitfähigkeit besitzt als das Material, das den Rest des Teils oder der Teile bildet. Eine solche Schicht mit einer geringeren thermischen Leitfähigkeit kann sich vollständig über einen Teil oder teilweise über diesen erstrecken. Stattdessen oder zusätzlich dazu kann in dem Teil oder den Teilen, die das Gitter bilden, an einer Stelle zwischen der Gegend, der Wärme zugeführt wird, und der Ablaufseite eine Öffnung vorgesehen sein. Die öffnung kann evakuiert werden oder sie kann ein fließfähiges Medium, z.B. ein Gas, enthalten. Das fließfähige Medium kann kontinuierlich erneuert werden.

Die Wärmezuführung zu dem Gitter kann in der Weise bewirkt werden, daß man mindestens einen Kanal durch das Material des Gitters in einer geeigneten Gegend zum Durchleiten einer Flüssigkeit oder eines Dampfes mit geeigneter Temperatur vorsieht. Die geeignete Gegend des Gitters kann mittels eines Teils, mit dem es in Kontakt steht, erhitzt werden, welchem Wärme zugeführt wird. Das Gitter kann elektrisch beispielsweise durch Durchleiten eines elektrischen Stroms durch es oder durch ein elektrisch leitfähiges Element, das durch dieses läuft, erhitzt werden.

Indem man dem Gitter Wärme innerhalb einer von der Ablaufseite entfernt angeordneten Gegend zuführt und indem man ein Hindernis für den Wärmeübergang zwischen der Gegend, der Wärme zugeführt wird, und der Ablaufseite vorsieht, ist es möglich, einen schnellen Wärmeübergang zu den Polymerteilchen zu erhalten, um ein rasches Aufschmelzen zu bewirken und dabei doch eine Überhitzung des flüssigen Polymeren zu vermeiden.

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Das Schmelzgitter sollte vorzugsweise aus einem Metall oder einer Legierung hergestellt sein, das keine nachteiligen chemischen Effekte auf das Polymer ausübt und das eine hohe thermische Leitfähigkeit, ausgenommen in der Gegend, wo ein Hindernis für den Wärmeübergang vorgesehen ist, besitzt.

Das erfindungsgemäße Schmelzgitter kann zum Aufschmelzen von allen Polymeren verwendet werden, die üblicherweise durch Schmelzextrudieren zu Formkörpern verformt werden. Beispiele für solche Polymere sind Polyester, Polyamide und Polyolefine.

Durch die Erfindung wird auch eine Vorrichtung zum Schmelzextrudieren von teilchenförmigen Polymeren zur Verfügung gestellt, die durch folgendes gekennzeichnet ist: ein Schmelzgitter, eine Einrichtung zur Schwerkraftzuführung von teilchenförmigen Polymeren zu dem Gitter, ein Schmelzbad zur Aufnahme des geschmolzenen Polymeren von dem Gitter und eine Einrichtung zur Entfernung des geschmolzenen Polymeren aus der Schmelzextrudierungseinrichtung. Das Schmelzgitter besitzt hierbei eine Aufnahmeseite für das teilchenförmige Polymer und eine Ablaufseite, von der das geschmolzene Polymer abströmt, und das Gitter ist so ausgebildet, daß es innerhalb einer von der Ablaufseite entfernt angeordneten Gegend mit Wärme beschickt werden kann, und es liegt schließlich ein Hindernis für den Wärmeübergang zwischen der Gegend, der Wärme zugeführt wird, und der Ablaufseite vor.

Mit dem Schmelzgitter kann auch eine Einrichtung zum Aufpressen des teilchenförmigen Polymeren auf die Aufnahmeseite des Gitters verbunden sein, wodurch die Aufschmelzungsgeschwindigkeit verbessert wird, vorausgesetzt, daß die Verfügbarkeit der Wärme genügend hoch ist.

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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Schmelzextrudieren von teilchenförmigen Polymeren, bei dem man die Polymerteilchen einem Schmelzgitter, das erhitzt wird, zuführt, geschmolzenes Polymer von dem Gitter in einem Schmelzbad sammelt, geschmolzenes Polymer aus dem Schmelzbad im wesentlichen mit der Geschwindigkeit, wie es gesammelt wird, entfernt und der Extrudierungseinrichtung zuführt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Schmelzgitter verwendet, das eine Aufnahmeseite für das teilchenförmige Polymer und eine Ablaufseite,von dem das geschmolzene Polymer abströmt, aufweist, wobei das Gitter so ausgebildet ist, daß es innerhalb einer von der Ablaufseite entfernt angeordneten Gegend mit Wärme beschickt wird, und wobei ein Hindernis für den Wärmeübergang zwischen der Gegend, der Wärme zugeführt wird, und der Ablaufseite vorhanden ist.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, welche eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreiben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schmelzgitter gemäß der Erfindung und Fig. 2 einen Querschnitt einer Flosse gemäß Fig.1.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schmelzgitter enthält einen Kragen 1 und acht parallele Flossen 2. Der Kragen 1 und die Flossen 2 bestehen aus Aluminium. Der Kragen 1 hat einen Außendurchmesser von 334 mm. Der minimale Abstand zwischen den Flossen beträgt 3 mm (3). Drei parallel angeordnete, längliche öffnungen 4 erstrecken sich durch die Länge Jeder Flosse,und sie haben durch die Länge jeder Flosse einen gleichförmigen Querschnitt und durch ihre Länge einen gleichförmigen Querschnitt, und sie haben schließlich jede einen Durchmesser von 6 mm. Die Öffnung 4, die am nächsten zu der Ablaufseite 5 liegt, ist davon 38 mm entfernt. Eine weitere Öffnung 6 erstreckt sich entlang der Länge jeder Flosse, und sie hat einen Durchmesser von 11 mm und liegt 14 mm von der Ablauf sei te 5 weg.

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Beim Betrieb wird ein flüssiges Heizmedium durch die öffnungen 4 gepumpt, wodurch Wärme für das Aufschmelzen der Polymerteilchen zugeführt wird, die sich in Kontakt mit den Flossen 2 befinden. Die Wärmeleitung von der Oberfläche der Öffnungen 4 zu der Ablaufseite 5 wird durch das Vorliegen der Öffnung 6 behindert, welche die Querschnittsfläche des leitenden Materials beim Niveau der Öffnung 6 einschränkt. Bei der Verwendung zur Extrudierung wurde das Gitter geeignet umschlossen und mit einer Einrichtung zum Aufpressen von Polymerteilchen auf die obere Oberfläche, d.h. einer Schneckendruckschmelzeinrichtung, einem Schmelzbad zur Aufnahme des geschmolzenen Polymeren und einer Pumpe zur Entfernung des geschmolzenen Polymeren aus dem Schmelzbad zur Extrudierung versehen.

Poly-(äthylenterephthalat) mit einer grundmolaren Viskosität (gemessen bei 25⁰C in o-Chlorphenol bei einer Konzentration von 1 g Polyester/100 ml Lösungsmittel) von 0,65 dl/g wurde mit einer Geschwindigkeit von 36 kg/h aufgeschmolzen, wobei eine Temperatur in dem Schmelzbad von 285⁰C erhalten wurde. Der Druck des Schmelzbades betrug 8,79 kg/cm ,

Unter Anwendung derselben Arbeitsweise, jedoch mit dem Unterschied, daß ein Schmelzgitter mit ähnlicher Gestalt und Größe, jedoch ohne die Öffnung 6, angewendet wurde, wurde Poly-(äthylenterephthalat) mit der gleichen grundmolaren Viskosität (0,65) aufgeschmolzen, wobei der Druck des Schmelzbades 4,22 kg/cm betrug.

Der höhere Druck des Schmelzbades in dem ersten Fall weist auf eine dickere Schicht des geschmolzenen Polyesters in Kontakt mit der heißeren Oberfläche der Aufnahmeseite des Schmelzgitters hin, die auf einen schnelleren Wärmeübergang zurückzuführen ist.

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Claims

- 6 Patentansprüche

1. Schmelzgitter zum Aufschmelzen von teilchenförmigen, festen Polymeren, gekennzeichnet durch eine Aufnahmeseite, auf die ein festes Polymer aufgebracht wird, und eine Ablauf sei te, von der das geschmolzene Polymer abströmt, wobei das Gitter so ausgebildet ist, daß es innerhalb einer von der Ablaufseite entfernt angeordneten Gegend mit Wärme beschickt werden kann, und wobei ein Hindernis für den Wärmeübergang zwischen der Gegend, der Wärme zugeführt wird, und der Ablaufseite vorhanden ist.

2. Schmelzgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Teil oder Teile enthält, in dem oder in jedem dieser Teile eine Schicht oder Schichten eines Materials mit einer geringeren thermischen Leitfähigkeit als diejenige des Materials, welches den Rest des Teils oder der Teile bildet, an einer Stelle zwischen der Gegend, der Wärme zugeführt wird, und der Ablaufs eite angeordnet ist.

3. Schmelzgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Teil oder Teile enthält, in dem oder in jedem dieser Teile eine Öffnung oder Öffnungen an einem Ort zwischen der Gegend, der Wärme zugeführt wird, und der Ablaufseite angeordnet ist.

4. Vorrichtung zum Schmelzextrudieren von teilchenförmigen Polymeren, gekennzeichnet durch ein Schmelzgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, eine Einrichtung zur Aufbringung von teilchenförmigen Polymeren auf die Aufnahmeseite, ein Schmelzbad zur Aufnahme von geschmolzenem Polymeren von der Ablaufseite und eine Einrichtung zur Entfernung von geschmolzenem Polymeren aus dem Schmelzbad und Zuführung zur Schmelzextrudierungseinrichtung.

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5· Verfahren zum Schmelzextrudieren von teilchenförmigen Polymeren, dadurch gekennzeichnet, daß man Polymer teilchen einem Schmelzgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zuführt, geschmolzenes Polymer von dem Gitter in einem Schmelzbad sammelt, geschmolzenes Polymer von dom Schmelzbad im wesentlichen mit der Geschwindigkeit, mit der es gesammelt wird, entfernt und daß man es der Extrudierungsvorrichtung.zuführt.

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