DE926682C

DE926682C - Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzspinnen

Info

Publication number: DE926682C
Application number: DEK7058A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Davidshoefer; Herbert Dr Rein
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1943-05-14
Filing date: 1943-05-14
Publication date: 1955-04-21
Also published as: NL119272B; BE455778A; FR904649A

Description

Zur Herstellung von Fäden aus dem Schmelzfluß, wie es technisch bei Polyamiden üblich ist, sind bereits verschiedene Verfahren in Vorschlag gebracht worden.

Es ist bekannt, die bei der Kondensation von Diaminen mit Dicarbonsäuren oder von («-Aminocarbonsäuren oder deren Lactamen erhaltenen Schmelzen unmittelbar aus dem Kondensationskessel durch Düsen zu drücken und so zu Fäden- oder Flächengebilden zu verformen. Nach einem anderen bekannten Verfahren dagegen stellt man aus dem schmelzflüssigen Kondensat zunächst Schnitzel her, die dann in einer besonderen Schmelzspinnvorrichtung auf einem Schmelzrost wieder aufgeschmolzen und anschließend versponnen werden. Es ist schließlich auch bekannt, aus der Kondensationsschmelze zunächst einen gegebenenfalls kalibrierten Stab herzustellen und diesen in einer besonderen Vorrichtung einseitig fortlaufend abzuschmelzen, wobei durch mechanische Einrichtungen dafür Sorge getragen wird, daß der Stab ständig mit einer der Spinngeschwindigkeit entsprechenden Geschwindigkeit nachgeschoben wird.

Alle diese Verfahren zur Herstellung von Fäden, Filmen und anderen geformten Gebilden sind recht zweckentsprechend für Produkte, die in stückiger Form vorliegen, eignen sich aber weniger für die Verformung von linearen Hochpolymeren, die wie die Polyurethane oder Polyharnstoffe beispielsweise durch Polyaddition von Diisocyanaten mit Dialkoholen oder Diaminen oder durch Konden-

sation von Dichlorkohlensäureester mit Diaminen hergestellt werden, weil nämlich die fertigen Kondensate hier vielfach nicht als Schmelzen oder in stückiger Form, sondern als feine Pulver anfallen. Die obengenannte Arbeitsweise ist für derartige pulverförmige Hochpolymere nicht ohne Einschiebung eines besonderen Schmelzprozesses anwendbar, weshalb im allgemeinen der Weg beschritten wurde, derartige Pulverkondensate* in der ίο auf einem Schmelzrost versehenen "Schmelzspinnvorrichtung zu verspinnen.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Verspinnen von Pulvern in dieser Vorrichtung unvorhergesehene Schwierigkeiten bereitet, indem nämlich ungex5 schmolzene Anteile bis in den Düsenraum gelangen und so zu Verstopfungen und Spinnfehlern Anlaß geben. Der Wunsch, auch derartige pulverförmige Kondensate ohne Einschaltung eines zusätzlichen Schmelzarbeitsganges auf möglichst einfache Art zu Fäden, Drähten, Borsten, Bändern usw. zu verarbeiten, hat deshalb, zur Entwicklung des nachstehend beschriebenen Verfahrens geführt, das die Erreichung des gesteckten Zieles ohne Zwischenarbeitsgang auf möglichst einfache Weise ermöglicht.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung des durch Hitzeeinwirkung erweichten Schmelzgutes in den Schmelzraum mittels einer vor der Schmelzzone endenden Förderschnecke erfolgt, deren Länge, Steigung und Beheizung derart gewählt sind, daß ein Abdichten gegen Luftzutritt zum Schmelzraum erzielt wird, und daß das Aufschmelzen des Schmelzgutes durch in dem Schmelzraum befindliche, beliebig geformte Einbauten gefördert und vergleichmäßigt wird. Zweckmäßig wird dabei der erforderliche Spinndruck zum Verspinnen der Schmelze zugleich von der Zuführungsschnecke erzeugt. Das Verfahren bedient sich zu seiner Durchführung einer Vorrichtung, die aus einer Förderschnecke -mit in der Förderrichtung sich verengenden Gewindegängen besteht, welche das zu fördernde Gut einem Zulauf entnimmt und unter steigendem Druck einem Schmelzraum zuführt, in welchem zur Unterteilung des Massenstromes und zur Erzielung eines gleichmäßigen und vollständigen Doirchschmelzeris beliebig geformte Einbauten angeordnet sind und aus welchem das Schmelzgut unter dem Druck des durch die Schnecke nachgeförderten Materials einer Spinnpumpe bzw. unmittelbar einer Auspreßvorrichtung zugeführt wird.

Die Arbeitsweise ist im folgenden eingehend beschrieben und in der Schnittzeichnung vereinfacht dargestellt.

Einer Schneckenspindel 1 wird ,am oberen Ende der pulverförmige Rohstoff durch den Fülltrichter 2 zugeführt und dieses zugeführte Material durch die Schneckendrehung fortlaufend in den Schmelzraum 3 gefördert. Länge und Steigung der 'Schneckengänge ist dabei so berechnet, daß das zugeführte Pulver während der Förderung in der Schnecke einem ständig steigenden Druck ausgesetzt wird, wodurch die zwischen den Pulverkörnern enthaltenen Luftteile ausgetrieben werden und gleichzeitig das Material am unteren Ende der Spindel die Abdichtung des Schmelzraumes gegen den Zutritt von atmosphärischem Sauerstoff übernimmt. Durch Beheizung des Schneckengehäuses mittels der Außenheizung 4 wird die Erreichung dieser Wirkung erleichtert, weil bei höheren Temperaturen bereits eine gewisse Erweichung einsetzt, die ein Verkneten der Masse mit verhältnismäßig geringen Kräften erlaubt.

Das eigentliche Aufschmelzen des zur Verspinnung kommenden Materials erfolgt in dem Schmelzraum 3, der in bekannter Weise mittels durch in den Heizkanälen 7 strömendem überhitztem Wasserdampf oder Diphenyl oder mittels elektrischer Heizung auf die hierfür erforderlichen Temperaturen gehalten wird, wobei durch beliebig geformte Einbauten 8, die eine möglichst weitgehende Unterteilung des Massenstromes herbeiführen, das gleichmäßige und vollständige Durchschmelzen wesentlich gefördert werden kann.

Ana unteren Ende des Schmelzraumes befindet sich die Spinnpumpe S üblicher Bauart (Abb. 1), die die Schmelze gleichmäßig der Düse 6 zuführt. Die Verwendung einer besonderen Spinnpumpe ist im ,allgemeinen nur bei Herstellung feiner Fäden erforderlich; bei Drähten, Borsten, Bändern u. dgl. kann diese besondere Spinnpumpe in Fortfall kommen (vgl. Abb. 2), da der Druck, den die Zuführschnecke liefert, genügend gleichmäßig und ausreichend ist, um das Ausdrücken der Schmelze aus der Düse zu bewirken.

Das Verfahren nach der Erfindung erlaubt die direkte Verspinnung auch pulverförmiger Hochpolymerer vom Typ der Polyurethane und Polyharnstoffe ohne Einschaltung einer besonderen Zwischenverformung. Das Verfahren besitzt den Vorteil,, daß die erforderlichen Apparaturen wesentlich kleiner gehalten werden können, als wenn beispielsweise ein Aufschmelzen des Pulvers in einem Autoklav vorgenommen würde, aus dem unmittelbar gesponnen werden kann. Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß es kontinuierlich arbeitet.

Wenn im vorangegangenen mehrmals erwähnt ist, daß die Vorrichtung besonders zur Verspinnung von Pulverkondensat entwickelt ist, so soll damit nicht zum Ausdruck gebracht werden, daß die Vorrichtung ausschließlich für derartige Produkte geeignet sei; vielmehr sei ausdrücklich vermerkt, daß damit auch stückige oder gekörnte Polymerisate verarbeitet werden können.

Das Verfahren eignet sich für die Verarbeitung aller schmelzbaren organischen Hochpolymeren, vorzugsweise für lineare Hochpolymere mit periodisch wiederkehrender Amidgruppe in der Kette, wie Polyamide, Polyurethane, Polyharnstoffe und ähnliche schmelzbare Polykondensate.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzspinnen von linearen Hochpolymeren, insbe-

sondere in pulverförmiger Form, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung des durch Hitzeeinwirkung erweichten Schmelzgutes in den Schmelzraum mittels einer vor der Schmelzzone endenden Förderschnecke erfolgt, deren Länge, Steigung und Beheizung derart gewählt sind, daß ein Abdichten gegen Luftzutritt zum Schmelzraum erzielt wird, und daß das Aufschmelzen des Schmelzgutes durch in dem Schmelzraum befindliche, beliebig geformte Einbauten gefördert und vergleichmäßigt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der erforderliche Spinndruck zum Verspinnen der Schmelze zugleich von der Zuführungsschnecke erzeugt wird.
3. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erforderliche Spinndruck durch ein inertes Gas oder eine besondere Spinnpumpe bekannter Bauart erzeugt wird.
4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Förderschnecke mit in der Förderrichtung sich verengenden Gewindegängen (1), welche das zu fördernde Gut einem Zulauf (2) entnimmt und unter steigendem Druck einem Schmelzraum zuführt, in welchem zur Unterteilung des Massenstromes und zur Erzielung eines gleichmäßigen und vollständigen Durchschmelzens beliebig geformte Einbauten (8) angeordnet sind und aus welchem das Schmelzgut unter dem Druck des durch die Schnecke nachgeforderten Materials einer Spinnpumpe bzw. unmittelbar einer Auspreßvorrichtung zugeführt wird.

Angezogene Druckschriften:

Italienische Patentschrift Nr. 399210;

USA.-Patentschriften Nr. 1 156096,, 2262989,
2295942;

französische Patentschrift Nr. 880 166;

älteres Recht deutsche Patentschrift Nr. 834420;

H. Decker, »Die Spritzmaschine«, 1941, S. 15, 17, 39·

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

9617 4.55