DE1168076B - Vorrichtung zum Entgasen von zum Schaeumen neigenden Kunststoffschmelzen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 08 g

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 39 c -10

F 35631 IVd/39 c
22. Dezember 1961
16. April 1964

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgasen von zum Schäumen neigenden Kunststoff-Schmelzen mit einer in Abschnitte unterteilten, vertikal angeordneten Schnecke, deren Mittelabschnitt in einem evakuierbaren Gehäuse umläuft, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Mittelabschnitt mit einem gegenüber den anderen Schneckenabschnitten größeren Schnecken- und Gehäusedurchmesser ausgestattet und das Gehäuse mit einem ringsum laufenden Querschlitz versehen ist, der mit einem Evakuierraum in Verbindung steht.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist der Mittelabschnitt als zylindrische Walze ausgebildet, die mit axial verlaufenden, Längskanäle bildenden Trennwänden Keilspalte bildet. Das Material wird in dünner Schicht durch die Keilspalte auf der Walze ausgebreitet und über die Keilspalte wieder in die Längskanäle gedrückt, in denen es unter Druck des ersten Schneckenabschnittes dem zweiten Schnekkenabschnitt zugeführt wird. Zwischen demVakuum- und dem Flüssigkeitsraum ist stets eine Phasengrenze flüssig—fest vorhanden, an. der sich Material der bei Vakuum stark schäumenden Schmelze absetzt.

Dieses Material wird mit der Zeit infolge durch Undichtigkeiten hervorgerufenen Sauerstoffeinbruchs im Evakuierraum zu einer schwarzen Masse verbrannt, die allmählich in den Schmelzstrom gelangt und das Produkt verfärbt.

Dieser Übelstand wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung behoben und eine möglichst enge Phasengrenze erhalten sowie ein Zurücktreten etwa verbrannten Materials in die durchlaufende Masse verhindert. Die gegenüber den anderen Schneckenabschnitten größeren Gänge des mittleren Schneckenabschnittes werden nur teilweise mit der Schmelze gefüllt, die schon in den ersten Gängen der Schnecke im Mittelabschnitt ausschäumen kann und dann nach unten über den Gehäusequerschlitz geführt wird, dessen untere Begrenzung trichterförmig erweitert ist. Um am Querschlitz einen sicheren Schmelzetransport zu gewährleisten, ist ein Schneckenrad angeordnet, das in den Querschlitz hineinreicht und mit dem mittleren Schneckenabschnitt im Eingriff steht.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die oben in den Evakuierbehälter eingespeiste Schmelze, die unter dem Einfluß des Vakuums stark schäumt, mittels der rotierenden Schnecke von der Behälterwand dauernd abgestreift, so daß kein Ansetzen und Verbrennen des Materials an der Wand stattfinden kann.

Die Schmelze wird von den Schneckengängen nach unten gefördert, wobei die Schaumbildung stetig abVorrichtung zum Entgasen von zum Schäumen
neigenden Kunststoffschmelzen

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

Leverkusen

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Dr. Wolf Rodenacker, Dormagen

nimmt. Auf ihrem Weg zum Boden des Behälters passiert die Schmelze den im unteren Teil des Behälters angeordneten Evakuierschlitz, durch den die flüchtigen Bestandteile ohne Gefahr einer Ansatzbildung der Schmelze abgezogen werden, da an dieser Stelle die Schaumbildung praktisch beendet ist.

Es kann an dem Schlitz unschwer dafür gesorgt werden, daß die gefährliche Ansatzbildung und das Hineinfallen etwaigen Ansatzes in die saubere Schmelze sicher vermieden werden. Die Schmelze wird unterhalb des Evakuierschlitzes am Fuß des Behälters aufgefangen und anschließend mittels einer Förderschnecke, deren Gangvolumen kleiner ist als das der Abstreifschnecke, verdichtet, so daß ein Vakuumabschluß gebildet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die gesamte Vorrichtung;

A b b. 2 veranschaulicht eine besondere Ausgestaltung der Passierzone für die Schmelze am Evakuierschlitz.
Aus einer Zuleitung 1 (Abb. 1) tritt die Schmelze in eine Zahnradpumpe 2 ein, die mit einem regelbaren Antrieb 3 versehen ist. Über die Leitung 4 tritt die Schmelze in eine kleine Schnecke 5 ein, die über ein Kuppelglied 6, das gleichzeitig als Stopfbüchse dient, über die Welle 7 von einem (nicht gezeichneten) Antrieb angetrieben wird. Die Schnecke 5 erzeugt den Gegendruck für die Zahnradpumpe 2 und eine Abdichtung des Evakuiergehäuses. Von der Gegendruckschnecke 5 tritt die Schmelze in den Evakuierraum 8 ein, in dem die Schmelze stark aufschäumt. In dem Evakuierraum 8 befindet sich zentrisch eine Schnecke 9, die mit verhältnismäßig steilen Gängen versehen ist und ein Ablaufen der

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Schmelze unter ihrem eigenen Gewicht gestattet. Der oberste Gang der Schnecke 9 dient zur Verteilung des schaumigen Materials in den Evakuierraum 8. Das Material wird nach unten bewegt und enthält schließlich keine Blasen mehr, so daß die Flüssigkeit an der Wand entlang gestreift wird oder über die Schneckengänge abläuft. Das Schneckengehäuse 10 ist mit einer ringförmigen öffnung 11 versehen, die so groß gewählt wird, daß die Gasgeschwindigkeit so klein ist, daß sie keine flüssige Schmelze mitreißen kann. Der Evakuierraum 8 ist an der Stelle 12 um einen geringen Betrag konisch erweitert, um die von oben kommende Schmelze aufzufangen. Die Ränder der Öffnung 11 sind mit scharfen Kanten versehen, damit sich überhaupt kein Material absetzen bzw. das Material nicht wieder in den Evakuierraum gelangen kann. Die Evakuieröffnung 11 ist mit einem ringförmigen evakuierbaren Raum 13 umgeben, der über die Leitung 14 an die Vakuumpumpe angeschlossen ist. Durch den Anschluß 15 kann verfärbte schwarze Schmelze oder übergetretenes Material abgeführt werden. Von der trichterförmigen öffnung 12 tritt die Schmelze in das untere Ende des Evakuierraumes ein, wo sie durch starke Änderung des Gangvolumens einer Schnecke 16 eine Druckerhöhung erfährt und den Evakuierraum 8 nach der unteren Seite hin abdichtet. Der Druck an der Austrittsöffnung 17 der Schnecke ist abhängig von der von der Flüssigkeit benetzten Schneckenlänge der Schnecke 16. Eine Druckmessung erfolgt über den Anschluß 18 und einen Druckfühler 19. Die Schmelze tritt über die Kapillare 20 in die Schnecke 16 zurück. Diese Anordnung ist gleichzeitig dafür geeignet, den Mittelwert der Viskosität der Schmelze zu bestimmen. Der Druckfühler 19 wirkt auf das Druckmeßgerät 26, das durch eine einfache Ein-Aus-Regelung über die Leitung 21 die Verstellung des Antriebes der Zahnradpumpe 2 bewirkt. Aus dem Sumpf 17 tritt die Schmelze in eine Zahnradpumpe 22, die mittels des Antriebs 23 angetrieben wird. Aus der Zahnradpumpe 22 tritt ein für die Weiterverarbeitung notwendiger konstanter Schmelzstrom aus. Während der zylindrische Teil der Schnecke mit einem Heizmantel 24 versehen ist, ist zur Beheizung des Evakuierraumes 13 eine Strahlungsheizung 25 vorgesehen, die für die nötige Erwärmung mindestens eines Teils der Behälterwand und für das Freihalten der Austrittsöffnung aus diesem Evakuierraum sorgt.

Um am Evakuierschlitz 11 den Eintritt etwaigen Ansatzes in die Schmelze sicher zu verhindern, ist gemäß A b b. 2 am Evakuierschlitz 31 des Gehäuses 30 ein Globoid-Schneckenteil 32 vorgesehen, in das ein Schneckenrad 33 eingreift, welches von dem Schneckenteil 32 angetrieben wird. Mit Hilfe des Schneckenrades 33 wird ein sauberes Abschaben der Schmelze von dem Schneckenteil 32 erreicht, so daß sich kein Ansatz bilden kann.

Beispiel

Schmelzen aus Polycaprolactam werden zur Verringerung des Gehaltes an monomerem Caprolactam evakuiert. Die Güte des Evakuierprozesses ist gekennzeichnet durch den Restgehalt an Monomerem in der Schmelze. Mit den bekannten Apparaturen, in denen die Schmelze an der Behälterwand herunterfließt, lassen sich bei einem Eingangslactamgehalt von 10 bis 12°/o Endlactamgehalte von 3,5 bis 4,5% erreichen.

Bei dem Durchrühren und Bewegen der Schmelze lassen sich bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung Endlactamgehalte von 1,5 bis 2,5% bei einem Eingangslactamgehalt von 10 bis 12% erreichen.

Diese Verringerung des Lactamgehaltes ist nur scheinbar eine kleine Verbesserung. Sie bedeutet aber die Ersparnis eines weiteren Fabrikationsganges bei der Faserherstellung, da bei einem Lactamgehalt unter 3% eine Naßaufarbeitung der Faser sich erübrigt und somit Wäsche und Trocknung gespart werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entgasen von zum Schäumen neigenden Kunststoffschmelzen mit einer in Abschnitte unterteilten, vertikal angeordneten Schnecke, deren Mittelabschnitt in einem evakuierbaren Gehäuse umläuft,dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt mit einem gegenüber den anderen Schneckenabschnitten größeren Schnecken- und Gehäusedurchmesser ausgestattet und das Gehäuse mit einem ringsum laufenden Querschlitz versehen ist, der mit einem Evakuierraum in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Begrenzung des Gehäusequerschlitzes trichterförmig erweitert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Schlitznähe ein Schneckenrad angeordnet ist, das durch den Schlitz reicht und mit dem Mittelteil der Schnecke im Eingriff steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschlitz von einem evakuierbaren Mantelraum umgeben ist, in dem Heizkörper angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 067 002; britische Patentschrift Nr. 836 133; USA.-Patentschrift Nr. 1 283 947.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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