CH348772A - Verfahren und Apparatur zum Schmelzspinnen von organischen synthetischen linearen Kunststoffen - Google Patents

Description

  Verfahren und Apparatur zum     Schmelzspinnen    von organischen  synthetischen linearen Kunststoffen    Es ist bekannt, aus der Schmelze     verformbare,     organische synthetische lineare Kunststoffe wie Poly  amide, Polyester,     Polyolefine    usw., die zu Fäden,  Borsten, Bändern und dergleichen     verformt    werden  sollen, zunächst in Form eines Stabes zu bringen,  der einer Vorrichtung zugeführt wird, die den Stab  an der Spitze     abschmilzt.    Die entstehende Schmelze  wird durch eine Lochplatte zu Fäden usw.

       ausge-          presst.    Es ist weiter bekannt, die Kunststoffe in ge  körnter Form auf einem aus elektrisch     heizbaren     Stäben gebildeten Schmelzrot zunächst zu schmelzen,  die abtropfende Schmelze in einem sogenannten Spinn  sumpf zu sammeln und von hier aus mittels Spinn  pumpe den Spinndüsen zuzuführen.  



  Um die regelmässige Förderung durch die Spinn  pumpe zu sichern, ist es üblich, der eigentlich     titer-          bestimmenden    Pumpe eine zweite Pumpe mit grösse  rem     Pumpvolumen    vorzuschalten, zwischen den bei  den Pumpen wird über einen sogenannten      by    pass ,  in welchem üblicherweise ein Druckventil angebracht  ist, die von der vorgeschalteten Pumpe zuviel gelie  ferte Schmelze wieder in den Spinnsumpf zurückge  führt.  



  Bei Anwendung solcher Vorrichtungen ist es  praktisch unmöglich, die     Verweilzeit    der Schmelze  kurz und einigermassen konstant zu halten, so dass  durch unerwünschte Nachreaktionen der Schmelze       Viskositätsschwankungen    auftreten, was zu     Titer-          schwankungen    und     Unegalitä.ten    in der     Anfärbbarkeit     des gesponnenen Materials führt.

   Ein weiterer Nach  teil der beschriebenen Einrichtung besteht darin, dass  in der Schmelzapparatur eine Atmosphäre von     iner-          tem    Schutzgas aufrechterhalten werden muss, da die  meisten aus der Schmelze verformbaren Kunststoffe  in geschmolzenem Zustand     sauerstoffempfindlich     sind.    Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum  Schmelzspinnen von organischen, synthetischen linea  ren Kunststoffen in einer geheizten Schneckenpresse,  die mit einer     Titerpumpe,    die ein kleineres Pump  volumen als die Schneckenpresse aufweist, in Ver  bindung steht.

   Dieses Verfahren zeichnet sich da  durch aus, dass     der    Druck der     Schmelze    zwischen  Schneckenpresse und     Titerpumpe    durch direkte  Kupplung von Schneckenpresse und     Titerpumpe    kon  stant gehalten wird. Das Aufschmelzen und     Zuführen     der Schmelze zu der     titerbestimmenden        Spinnpumpe     kann beispielsweise in je einer jeder Spinndüse zu  geordneten und mit der Spinnpumpe direkt     gekuppel-          ten    Schneckenpresse erfolgen.  



  Die Schneckenpresse dient bei diesem Ausfüh  rungsbeispiel des Verfahrens nicht nur als Auf  schmelzvorrichtung, sondern gleichzeitig als     Homo-          genisiereinrichtung    für die     Schmelze    und normaler  weise als zweite der     Titerpumpe    vorgeschaltete  Pumpe mit höherem     Pumpvolumen,    wodurch die       Pumpkonstanz    und damit die Egalität des gespon  nenen Gutes     gesichert    wird.

   Selbstverständlich wird  bei diesem Beispiel das     Pumpverhältnis    oder das  Verhältnis des     Pumpvolumens    zwischen Schnecken  presse und     Titerpumpe    so gewählt, dass bei der durch  die direkte Kupplung notwendigerweise gleichen  Drehzahl die konstante Belieferung der     Titerpumpe     garantiert und das Schlüpfen der Schnecke in der an  und für sich wegen des im Vergleich zur Spinnpumpe  zu hohen     Pumpvolumens    zu viel gepumpten Schmelze  gewährleistet wird. Das     Pumpvolumen    der Schnecke  pro Umdrehung kann z.

   B. bei Verwendung einer       Titerpumpe,    welche etwa 1     cm3    pro Umdrehung  fördert, etwa 1,2     cm3    betragen.  



  Es ist zwar schon verschiedentlich vorgeschlagen  worden, für das Verspinnen von synthetischen      linearen polymeren Kunststoffen Schneckenpressen  zusammen mit     Titerpumpen    zu verwenden. Aus den  bekannten Vorschlägen lässt sich aber entnehmen,  dass     Förder-    und Masspumpe entweder unabhängig  voneinander oder über ein Getriebe durch denselben  Motor angetrieben werden. Für die Herstellung von  besonders gleichmässigen feinen Garnen ist es über  raschenderweise notwendig, dass der durch das un  terschiedliche Förderverhältnis von Schnecke und       Messpumpe    auf letztere     erzeugte    Druck     innerhalb     engster Grenzen konstant bleibt.  



  Die Erfindung betrifft auch eine Apparatur zur  Durchführung des Verfahrens, die sich auszeichnet       durch    eine Schneckenpresse mit     Heizeinrichtung    und  durch eine mit dieser direkt gekoppelten     Titerpumpe,     die über ein Filter mit einer als Spinndüse dienenden,  geheizten Lochplatte in Verbindung steht.  



  Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen an  Hand einer Zeichnung erläutert werden. Die verschie  denen Heizungen sowie der     Zuführtrichter    für das  zu verspinnende Polymere, welches in Form von  Granulat verarbeitet     wild,    sind nicht dargestellt.

   Die  an der Welle la angetriebene Schnecke 1 der ge  heizten Schneckenpresse ist in einer Stopfbüchse 2  so     gelagert,    dass ihre Längsachse     mit    der Längsachse  des Rohres 3     zusammenfällt.    Das Rohr 3 ist ander  seits direkt an die als     Titerpumpe    dienende     Zahnrad-          messpumpe    angebaut, die ein kleineres     Pumpvolumen     als die Schneckenpresse aufweist, und zwar so,

   dass  die verlängerte Längsachse der Schnecke mit der  Achse des angetriebenen     Zahnrades    der     Messpumpe          zusammenfällt.    Auf diese Weise ist die Zahnrad  pumpe direkt mit der Schnecke durch eine Greif  kupplung verbunden. Infolge dieser     direkten    Kupp  lung von Schneckenpresse und     Titerpumpe    wird der  Druck     zwischen    den beiden Förderorganen konstant  gehalten. An die Zahnradpumpe ist das Düsenaggre  gat mit     Sandfilter    7, Drahtnetz 8 und     einer    als Spinn  düse dienenden, geheizten Lochplatte 9 angebaut.  



  Für jede     Spinndüse    wird ein separater Apparat,  bestehend aus     Extruder    und     Messpumpe,    verwendet,  so dass Störungen an einer einzelnen Düse keine  grösseren Unterbrüche bewirken. Das Volumen in  der Schneckenpresse ist möglichst klein gehalten, so  dass die absolute     Verweilzeit    des     geschmolzenen    Ma  terials ebenfalls kurz gehalten werden     kann,    was sich  beim Verspinnen von     oligomerenfreiem        Polycapro-          lactam    in bezug auf die Rückbildung von     oligomeren     Anteilen günstig auswirkt.

   Ein weiterer     Vorteil    des  erläuterten Verfahrens und der Apparatur besteht  darin, dass sich in den kleinen Spinnapparaturen sehr  leicht düsengefärbte Produkte     herstellen    lassen, da  der Übergang von einer Farbe auf     eine    andere ohne  Unterbruch und ohne allzu grosse Abfälle bewerk  stelligt werden kann.  



  <I>Beispiel 1</I>  In einer     Schmelzspinneinrichtung,    bestehend aus  Schneckenpresse, direkt an die Schnecke angebauter       Spinnpumpe    und Düsenaggregat,     wird    von     oligomeren       Anteilen befreites     Polycaprolactamgranulat    zu end  losem Garn versponnen.  



  Die Spinneinrichtung weist folgende Masse auf:  Schneckenlänge 20 cm,  Schneckendurchmesser 22 cm,  Schneckendurchmesser bei der Kupplung mit der  Spinnpumpe 19 mm,  die Schneckensteigung beträgt 22     mmJUmgang.     Als     Spinnpumpe    wird eine     Zahnradspinnpumpe     bekannter Bauart verwendet. Die Fördermengen be  tragen für die Schnecke 1,244     g/Umdrehung,    für die  Spinnpumpe 1,05 g. Das von     oligomeren    Anteilen  weitgehend befreite     Polycaprolactamgranulat    weist  noch     0,251/a    wasserlösliche     Anteile    auf. Versponnen  wird     durch    eine Düsenplatte mit 7 Löchern von  0,25 cm 0.

   Die Umdrehungsgeschwindigkeit der  Zahnradpumpe     beträgt    8     U./min.    Die Schneckentem  peratur beträgt 250  C, die Düsentemperatur 255  C.  



  Man erhält bei dieser Arbeitsweise ein Endlos  garn, welches sich im Verhältnis 1 : 4,5     verstrecken     lässt, eine Festigkeit von 5     gjden    und eine Dehnung       von        25        %        aufweist.        Die        Verweilzeit        des        Materials     in der ganzen Spinnapparatur beträgt 12 Minuten.

         Der        Anteil        an        Oligomere        steigt        hierbei        auf        2,75        %,          was        eine        Zunahme        von        2,5        %        bedeutet.     



  <I>Beispiel 2</I>  Es wird     Polyglykolterephthalat-Granulat    in der  gleichen Apparatur zu     monofilen    Fäden, welche nach  dem     Verstrecken    einen     Titer    von 15 den aufweisen,  versponnen. Die     Düsenkopftemperatur    beträgt 295  C,  die Schneckentemperatur 290  C.

   Der Abzug beträgt  900     m;min.    Schnecke und Zahnradpumpe laufen mit  6     U.jmin.    Das     verstreckte        Garn    weist eine Festigkeit       von        4,5        giden        und        eine        Dehnung        von        20%        auf.     



  <I>Beispiel 3</I>  In einer wie in Beispiel 1 beschriebenen Appa  ratur wird     Polyhexamethylenadipamid    zu einem     zwölf-          fibrilligen    Garn mit     einem        Gesamttiter    von 60 den  versponnen. Die Düsentemperatur     beträgt    283  C, die  Schneckentemperatur 280  C.

   Der Abzug beträgt  400     mlmin.        Schnecke    und Zahnradpumpe laufen mit  10     U./min.    Das     verstreckte    Garn     zeigt    eine Festigkeit       von    5     -,den        und        eine        Dehnung        von        25%.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Schmelzspinnen von organi schen, linearen, synthetischen Kunststoffen in einer geheizten Schneckenpresse, die mit einer Titerpumpe, die ein kleineres Pumpvolumen als die Schnecken presse aufweist, in Verbindung steht, dadurch ge kennzeichnet, dass der Druck der Schmelze zwischen Schneckenpresse und Titerpumpe durch direkte Kuppelung von Schneckenpresse und Titerpumpe konstant gehalten wird. Il.

   Apparatur zur Durchführung des Verfahrens gemäss Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine Schneckenpresse mit Heizeinrichtung und durch eine mit dieser direkt gekuppelten Titerpumpe, die über ein Filter mit einer als Spinndüse dienenden, geheiz ten Lochplatte in Verbindung steht. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass durch Verspinnen gefärbter Kunst stoffe düsengefärbte Kunststoffäden hergestellt wer den. 2.

   Apparatur nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke der Schnecken- presse bei gleicher Drehzahl ein mindestens 10% höheres Pumpvolumen besitzt als die Titerpumpe. 3. Apparatur nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke der Schnecken presse senkrecht angeordnet ist. 4.

   Apparatur nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die direkte Kuppelung der Schnecke mit der Titerpumpe über einen zweiseitigen flachen Dorn der Schnecke erfolgt, welcher in eine Nut einer Welle der Titerzahnradpumpe eingreift.