Phrix-Weyke Aktiengesellschaft in Hamburg Vorrichtung zum kontinuierlichen
Verspinnen von organischen Hochpolymeren Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung
zum kontinuierlichen Verspinnen von organischen Hochpolymeren, insbesondere von
polymerem Caprolactam, zwecks Herstellung von endlosen Fäden, Borsten, Stapelfasern
und dergl. Diese Hochpolymeren haben die Eigenschaft, dass sie oberhalb ihres Schmelzpunktes,
der meist bei Temperaturen zwischen 180 und 2800 liegt,
depolymerisieren bzw. sich zersetzen, wobei die Rückbildung niederpolymerer Anteile
mit steigender Temperatur und mit der Dauer der Temperatureinwirkung rasch anwächst.
Als Folge davon ergibt sich eine Verschlechterung der Biegenschaften des Spinngutes
und ferner die Bildung von Gasblasen, welche eich auf die Verformung nachteilig
auswirken und im Spinnvorgang Unterbrechungen und Ungleichmässigkeiten, insbesondere
im Titer der erhaltenen Fäden, hervorrufen.Phrix-Weyke Aktiengesellschaft in Hamburg Device for the continuous spinning of organic high polymers The innovation relates to a device for the continuous spinning of organic high polymers, in particular polymeric caprolactam, for the purpose of producing endless threads, bristles, staple fibers and the like. These high polymers have the property that they above their melting point, which is usually at temperatures between 180 and 2800,
depolymerize or decompose, the regression of low-polymer fractions increasing rapidly with increasing temperature and with the duration of the exposure to temperature. As a result, there is a deterioration in the flexibility of the spun material and also the formation of gas bubbles, which have a detrimental effect on the deformation and cause interruptions and irregularities in the spinning process, especially in the denier of the threads obtained.
Wird beispielsweise beim Schmelzspinnen von polymerem Caprolactam
von einem Polymerisat mit einem Monomerengehalt von etwa 1% ausgegangen und die
Aufschemlzorrichtung bereits auf Spinntemperatur aufgeheizt, so haben die ersponne-
neu Fäden einen u. 6 übersteigenden Laotamgehalt, WM
im Hinblick auf ihre Qualität untragbar ist. Die Fäden müssen daher nachträglich
durch Auswaschen von den Monomeren befreit werden, abgesehen davon, dass, wie geschildert,
der Spinnvorgang durch Gasblasenbildung ungünstig beeinflusst
wird.
Ganz allgemein weist beim Verspinnen von Hochpolymeren aus dem Schmelzfluss, bei
dem die Polymeri-
eatschmelze aus einem der Polymerisationavorriohtung
oder der Aufohmelzvorriohtung nachesohalteten, ale Vorrate-
behälter dienenden Sumpf zu den Spinnpumpen gefördert wird, die Schmelze sehr häufig
eine sich auf die Eigenschaften
des Spinngutes nachteilig auswirkende ungenftgende Hoaogeni-
tät auf, was sich auch dadurch nicht vermeiden läge, wenn man, wie an sich bekannt,
den Rauminhalt des Sammelsumpfes möglichst klein hält. Es ist bekannt, beim kontinuierlichen
Verspinnen von organi-
scher Hochpolymeren aus dem Schmelzfluß das Sohmelzut nach
Beendigung der Polymerisation oder nach dem Wiederaufschmelzen
von festem Polymerisat in einen Sammelraum zu bringen, dort
auf eine Temperatur wenig hoher als den Sahmelzpunkt abzu-
/
kühlen und dann unmittelbar vor dem Verspinnen auf die erfor-
derliche Spinntemperatur zu erhitzen, wodurch der Depolymeri-
sation bzw. Zersetzung des Schmelzgutes entgegengewirkt werden kann. Nach einem
anderen bekannten Verfahren zur Herstellung von Fäden oder Fasern durch Verspinnen
von geschmolzenem Polymerisat aus polymerem Caprolactam wird dieses bei niedriger,
nur wenig aber seinem Schmelzpunkt liegender
Temperatur geschmolzen tlud gleichfalls trat amittelbar
vor dem Verspinnen auf die hierfür erforderliche Temperatur
gebracht.Eine zufriedenstellende Homogenisierung dea Schmelz-
gutes wird bei diesen Verfahren und den hierfür gebrauchten
Vorrichtungen nicht erreicht,
Es ist ferner eiw Vorrichtung MMa Verspinnen von crgsiaen
Roghpolymeren bekg=tp die so ausgebildet iatt daat die aus
einem unterhalb des lufsehmelarostes angeordneten Samaelraum
abt. 1 : Leaoende dadurch blaaentrei geinacht
wird, das man sie durch eine Zahnradpumpe hinduroheohickt,
welchedie blaaenfreie Schmelze in ein Zwisohenreservoir
und von diesem zur Spinnpumpe fordert, wobei ein Teil der
Schmelze im Kreislauf kontinuierlich über eine druckleitung
in den Sammelraum zurückgeführt wird. Bei dieser Vorrichtung
erfolgt daß Schmelzen dea olymerißte bei einer der Spinn-
temperatur entsprechenden Temperatur. 60 dass wohl die Gaxtt-
blawenbildung und damit Störungen dee pinnvorgangea, nicht
aber das Auftreten von Depolymerisationevorgängen bw. die
Rückbildung von onomeren vermieden werden Mnnen
ähnlich verhält t8 eich bei einer anderen bekannten. eine
Homogenisierung der Plyamidsohmelze bezweckenden Vorrichtung,
bei welcher gleichfalls das geschmolzene Polymerisat in einem
Sammelraum auf gehalten una die Gelizelze
mittels einer der bpinnpumpe vorgesohalteten Forderpumpe
anteilig umgepumpt wirdo
Die Neuerung bezieht sich nun auf eine Vorrichtung zum kon-
tinuierlichen Verspinnen von organisohen Hoohpolymereat
insbesondere von polymerem aprolaatam welche aus einer
Po11$eriaations-oder einer Sohmelzvorr1ohtung, ein.. beheizten
Vorr, tesumpt. einer oder mehreren Spinnvorriohtungen sowie
Vor : re
einer zwischen sumpf wdKewspui&pe bzw<"-pumpen vorgesehenen
Naohheizvorriobtung bett. nt und durch eine F6rderpumpe ge-
kennzeiohnet ist welche eine gröcsere Leistung als die
Mepumpe bzw. die &eotapua. pen besitzt und die Sohmelae
durch
die ine Fßrderleitung &ufweisende Naohheizvorrichtung zu
derXesepumpe bzwr den Xeuop=pen : türdert, wobei zwiechen letzte
ren und der Fijrderpumpt. eine Raokleitung vorgesehen ist,
die
zuaen mit der'rdßrl. 1tunB fine Xreialauffahrunc fär die
Sol$le b114et. Die. Jrdarle1tung kann vorzugswe1ee ale
$QIMA
Ringraum ausgebildet i welcher zwischen der Umfang. fläche
einenin de& Hohlraus eines Heizblookes eingesetzten tylindri-
sohe. Blocke und der ylindrißßhen Wandung dee genauen ahl-
rauxut vorgesehen itt, wtthrend die RHokleitung in dem ylindri-
he ock eb tt
Bei der neuen Vorrichtung wird zweckmässig eine Schmelztempe-
ratur und bzw oder Saalpttemperatur wenig höher ale der
Schmelzpunkt des Folymeriwatew angewendet und die Sch&ele
vermittels der Nachhetzvorriehtung erst vor dem Verspi=en
auf Spinntmperatur erhitzt und während dieses Aufheizen
kontinuierlich anteilig ugepumpt. Dadurch ist einereeite
gewährleistet, daas eine nachteilige Depolymerisation unter-
bleibt und beispielsweise beim Verspinnen von polymerem
r
Oaprolaotam die Erzeuptaus nicht nachträglich zur Monomeren-
entfernung noch einer Wäsche unterworfen werden müssen,
während andererseits a kontinuierliche anteilige Umpumpen
der Schmelze, bei'dem diese wiederholt durch die Nachheiz-
zonegeachickt wird, u. einer Temperaturvergleichmässigung
und damit zu einer auseaeichneten Homogenisierung der in die
Spinnpumpen und von diesen in die Spinndüsen geforderten
Schmelze fahrt, wobei die ßßhon durch die Einhaltung einer
niedrigen Schmelz-bzw Sumpttemperatur zufolge Unterbindung
der aeblasenbildung erzielte Spimixioherheit noch eine weitere
Steigerung erttihrt. Eint derartige ständige Kreialauttührunl
der Schmelze unter gleichzeitigem Hoeherhitzen auf Spinntempe-
natur beeinflußt die Qualität und Gleichmäusigkeit der er-
sponnenenErzeugnisse in besonder « gunstiger Weice
Die neue Vorrichtung i< zm Verspinnen von frisch gebilaetem
oder von festem, in stückiger oder in Pulverform vorliegendem
Polymerisate welches wied$yfge8oh&olzen ird, geeignete
Eine beispielsweise Aueführungßform der neuen Vorrichtung
wird nachstehend anhand der in der Zeichnung gezeigten schene-
Mit list etne Kammer bo,. 1chnet, iu welche eine Menge de.
testen organischen Hoohpolymeren, vorzugsweise in For. kleiner
Schnitzel, eingebraeht wiyd* Die Maeae sinkt zufolge ihrer
Schwere auf einen SohMelzrot 22 welcher auf einer Temperatur
nur wenig huber dem schmelzpunkt des zu Verarbeitenden polyine.
risats bzw, Folykondenate gehalten wird. Die abschmelzende
Mais, gelangt in einen Sumpf 3 der in einem von ein.. Heinz-
mantel 4 umgebenen lelock uagenommen tat. In dem Sumpf wird
die Masse wenig über ihrem Schmelzpunkt gehalten, so dass sie
ochmelzflusaigbleibt*
Aus die Stelle der Æufchmelzvorrichtung 1,2 kann auch eine
Vorrichtung treten, in welcher die Polymerisation bzw. die
Polykondenaation vorgenommen wird und aus der die hochpolymere
Schmelze direkt in den Sumpf 3 gelangt.
u « dew 9umpf 3 gelangt die Masse aber Leitungen 5, 6
zu einer vorzugeweine ale Zahnradpumpe auogebildeten Perder-
PMPO 7, welche die Schmelze a. b$r eine Leitung 8 durch einen
engen Ringraum 9 und von diesein Uber eine Leitung lo zu einer
Meispumpe 11 förderte durch welche die Schmelze dann in die
SpijMivorrichtung 12 gedruckt wird, deren Duee 13 aie in Forat
voa Fäden verläset*
Dep Ringsum 9 wird durch die Umfangsfläche eines im wesentli-
oh, n zylindrischen Blooks 14 und die Wandung eines in einem
He : Lmblock 15 guagenomzienen Hohlraums gebildet. In dem zylin-
drißchen Block 14 list eine eino'Rrickleitung daratellende
Längsbohrung 16 vorc". hen, welche d1. Leituns 10 m1t der
etmg 6 verbindet <
Vi. Zabnradpumpe 1 h.'eine grö8sere Leitung ale die X... pumpe
dz so das die Schmelz. in den Leitungen 8, 9 und be unter
uk gehalten und. ine gewisse Menge derselben atata aber
dz zeitungen 16 un4 6 in die Pumpe 7 zuraokgefãhr und damit
in dem aue den Teilen 6 bis lo und 16 gebildeten Kreislauf-
system kontinuierlich umgepumpt wird.
Der untere konische Teil des Ringraumes 9, die Leitung lo,
die Messpumpe 11 und die Upinavorriobtung befinden sich in
eine. Block 17 der zusammen mit dem Block 15 durch einen
gemeinsamen Heimantel 18 geheizt wird, derart, dass die
Schmelze, welche 1m Sumpf'lediglich eine zur Aufrechter-
haltung des schmelzfla, s1gen Zustandes auareiohende Tempera-
tur besitzt, aufgeheizt und mit der für den Spinnvorgang
erforderlichen Temperatur in die Spinnvorriohtung 12 gelangt.
Die Vorrichtung kann auch mit mehreren, beispielsweise zwei
Meaapumpen ausgerüstet ßein, die gemeinsam von einer Fördern
pumpe versorgt werden. deren Leistung dann grdoaer nein auen
ale die aller Messpumpen zusammen. Ebenso kennen der Neeapumpe
bzw,eder Kesspumpe zwei oder mehr pinnvorriohtungen zuge-
ordnet sein,
Dadurch, da-as das ßestchmolzene Polymerisat erst unmittelbar
vor dem Verspinnen auf die Spinntemperatur gebracht, 1. Sumpf
aber nur auf einer Temperatur etwas oberhalb. eines Sohmelz-
punktes gehalten wird auoh öaa Aufachmelzen bei tat den
Sohmelzvorang gerade ausreichender Temperatur erfolgt, werden
easblaaenbildung und Depolymeriaationwvorgänge weitgehend
vermieden. Die stetige XreielauffShrung der Schmelze in der
veretekrkt diesen Ef ; fekt und iuhrt auezsordem
zu einer völligen Homogenisierung der Spinnmasae
If, for example, when melt-spinning polymeric caprolactam, a polymer with a monomer content of about 1% is assumed and the melting device is already heated to the spinning temperature, the spon- new threads with a Laotam content exceeding 6, WM
unsustainable in terms of quality. The filaments must therefore be subsequently freed from the monomers by washing, apart from the fact that, as described, the spinning process is adversely affected by the formation of gas bubbles. In general, when high polymers are spun from the melt flow, in which the polymer Eat melt from one of the polymerization devices
or the remelting device, all of the stocks
Container serving sump is conveyed to the spinning pumps, the melt very often has an effect on the properties unfavorable Hoaogeni-
ity, which could not be avoided if, as is well known, the volume of the collection sump is kept as small as possible. It is known that in the continuous spinning of organic shear high polymers from the melt flow the Sohmelzut after
End of polymerization or after remelting
to bring solid polymer into a collecting space, there
to a temperature a little higher than the melting point of
/
cool and then immediately before spinning to the required
to heat the same spinning temperature, whereby the depolymeric
sation or decomposition of the melt material can be counteracted. According to another known process for the production of threads or fibers by spinning molten polymer from polymeric caprolactam, this is at a lower, but only slightly lower, melting point Temperature melted tlud also occurred immediately
before spinning to the temperature required for this
A satisfactory homogenization of the melting
good is used in these processes and the ones used for them
Devices not reached,
It is also a device MMa spinning crgsiaen
Roghpolymeren bekg = tp the so formed iatt daat the from
a samael room below the lufsehmel grate
dept. 1: Leaoende geinacht thereby blaaentrei
that you force them into hindu with a gear pump,
which the void-free melt in an intermediate reservoir
and calls from this to the spinning pump, with part of the
Melt continuously circulates through a pressure line
is returned to the collecting space. With this device
takes place that melting dea olympic cracked at one of the spinning
temperature corresponding temperature. 60 that the Gaxtt
blue formation and thus disturbances of the pinning processa, not
but the occurrence of depolymerization processes bw. the
The formation of monomers is avoided
t8 eich behaves similarly with another known. one
Homogenization of the plyamidsohmelze intended device,
in which also the melted polymer in one
The collecting space is kept open and the gelatinous gel
by means of a feed pump provided with the spin pump
is proportionally circulated o
The innovation now relates to a device for con-
continuous spinning of organic hollow polymer
in particular from polymeric aprolaatam which is made of a
Po11 $ eriaations or a Sohmelzvorrlohtung, a .. heated
Supply, tesumpt. one or more spinning devices as well
Before: right
one between the sump wdKewspui & pe or <"pumps provided
Pre-heating bed. nt and driven by a conveyor pump
flagged which is a greater achievement than that
Mepumpe or the & eotapua. pen and the Sohmelae through
the near-heating device with a conveyor line
derXesepumpe or the Xeuop = pen: Türdert, with the last two
ren and the conveyor pumps. a Raokleitung is provided, the
zuaen with der'rdßrl. 1tunB fine Xreialauffahrunc for the
Sol $ le b114et. The. Credit can preferably be given
$ QIMA
Annular space formed i which between the circumference. area
a cylinder inserted in the hollow of a heating element
sohe. Blocks and the cylindrical wall of the exact
rauxut provided itt, while the RHokleitung in the ylindri-
he ock eb tt
In the new device, a melting temperature is expediently
rature and / or room temperature a little higher than the
Melting point of the Folymeriwatew applied and the bowl
by means of the Nachhetzvorriehtung only before spitting
heated to spinning temperature and during this heating
continuously pumped up proportionally. This is one side
ensures that disadvantageous depolymerization
remains and, for example, when spinning polymeric
r
Oaprolaotam the Erzeuptaus not retrospectively for the monomer
removal still have to be subjected to a wash,
while on the other hand a continuous proportionate pumping over
of the melt, in which this is repeatedly
zone is checked, and a temperature equalization
and thus to an adequate homogenization of the in the
Spinning pumps and demanded by these in the spinnerets
Melt drives, with the ßßhon by complying with a
low melting or bottom temperature due to suppression
The formation of bubbles was achieved by spimix resistance yet another
Increase takes place. Such a permanent circle authority
the melt with simultaneous heating to the spinning temperature
nature influences the quality and smoothness of the
spun products in particularly cheap wheat
The new device for spinning freshly formed
or of solid, lumpy or powdered form
Polymers which are re-processed are suitable
An example embodiment of the new device
is explained below with the aid of the schematic diagram shown in the drawing.
With list etne chamber bo ,. 1 expects, iu what a lot of de.
test organic hollow polymers, preferably in For. smaller
Schnitzel, brewed wiyd * The maeae sinks according to her
Heaviness on a SohMelzrot 22 which on a temperature
only slightly above the melting point of the polyine to be processed.
risats or Folykondenate is held. The melting one
Corn, gets into a swamp 3 which is in one of a .. Heinz-
coat 4 surrounded lelock did. In the swamp will
the mass is kept a little above its melting point, so they
ochmelzflusaig remains *
From the place of the melting device 1, 2 a
Device occur in which the polymerization or the
Polykondenaation is made and from which the high polymer
Melt reaches the sump 3 directly.
However, the ground reaches lines 5, 6
a pre-trained gear pump
PMPO 7, which the melt a. b $ r a line 8 through a
narrow annular space 9 and from this via a line lo to one
Meis pump 11 conveyed through which the melt then into the
SpijMivorrichtung 12 is printed, the Duee 13 aie in Forat
voa threads left *
Dep Ringsum 9 is defined by the circumferential surface of a substantially
oh, n cylindrical blooks 14 and the wall one in one
He: Block of 15 guagenomic cavity formed. In the cylinder
The third block 14 is a single line representing a trickle
Prepare a longitudinal bore 16, which leads to 10 meters of the
etmg 6 connects <
Vi. Zabnrad pump 1 h. A bigger line than the X ... pump
dz so that the enamel. in lines 8, 9 and be under
uk held and. but a certain amount of the same atata
dz newspapers 16 un4 6 in the pump 7 zuraokgefãhr and thus
in the parts 6 to lo and 16 formed circulatory
system is continuously circulated.
The lower conical part of the annular space 9, the line lo,
the measuring pump 11 and the Upina device are in
one. Block 17 together with the block 15 by a
common Heimantel 18 is heated in such a way that the
Melt, which in 1m sump is only used to maintain
Maintaining the melting point, low temperature
ture, heated and with that for the spinning process
Required temperature reaches the spinning device 12.
The device can also have several, for example two
Meaapumps are equipped, which are jointly conveyed by one
pump supplied. whose performance then appears greater no
all of the measuring pumps together. Likewise, know the neea pump
or two or more pinning devices assigned to each boiler pump
be in order
As a result of the fact that the melted polymer is only immediately
brought to the spinning temperature before spinning, 1st swamp
but only at a temperature slightly above. of a Sohmelz-
point is held auoh öaa melting up in the act
Sohmelzvorang takes place at just sufficient temperature
easblaaenbildung and depolymeriaationwvorgänge largely
avoided. The constant running of the melt in the
markets this Ef; fekt and iuhrt auezsordem
to a complete homogenization of the Spinnmasae