DE7035262U - Vorrichtung zum verspinnen von hochpolymeren. - Google Patents

Description

FARBWERKE HOECHST AG. vormals Meister Lucius & Brüning Aktenzeichen: - HOE 7o/F 184 u. H

Datura: 22. September 197o - Dr„ME/Ga

"Verfahren und Vorrichtung zum Verspinnen von Schmelzen ode Lösungen aus synthetischen Hochpolymeren"

Beim Schmelz- und Lösungsspinnen von Fäden aus synthetischen Hochpolymeren kommt einer sehr guten Filtration und Durchläsehung der Schmelze oder Lösung eine große Bedeutung zu, Inhomogenitäten infolge mangelnder Durchmischung können erhebliche Titerschwankungen zur Folge haben. Vor allem beim Anspinnen von feinen multifilen Fäden treten sehr oft einzelne oder mehrere Sinze!kapillaren auf,

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die bedeutend dünner sind, als die übrigen a'js dc-r gleichen Spinn düse gesponnenen. Die Fehler können bei der weiteren Verarbeitung der Fäden nicht mehr behoben werden. Die betreffende Spinnanlage nuß in derartigen Fällen jedesmal vorübergehend stillgelegt und das nichtfunktionierende Filter ausgewechselt werden. Dünnbleibende Einzelkapillarenireten vorwiegend beim Anspinnen erfahrungsgemäß bei Filterpacks aller Arten und Abmessungen auf. Dieser Fehler kommt zudem bei allen Polymertypen vor. Rohstoffe vei chiedener Mattierung zeigen ihn ebenso wie nichtsattierte bzw. spinngefärbte Rohstoffe. Auch das Fadenprofil beeinflußt das Auftreten dieser unerwünschten Erscheinung nicht. Sie zeigt sich sowohl bei Rundais auch bei Jeder Art von Profilfäden.

Der vorliegenden Erfindung lag nun das Bedürfnis zugrunde, die erwähnten Schwierigkeiten zu beheben.

Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren zum Verspinnen von Schmelzen oder Lösungen aus synthetischen Hochpolymeren, insbeaiondere von Schmelzen aus linearen Polyestern, durch Drücken dieser Schmelzen oder Lösungen durch eine an sich bekannte Spinnanordnung, bestehend aus Filterpauk, Verteilerplatte und Spinnplatte mit Busenlöchern; dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze oder Lösung zwischen Verteiler- und Spinnplatte noch durch ein inertes, feinporiges zusammenhängendes, bei der Spinntempe-

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ratur nicht-schmelzendes oder sich zersetzendes M',diiira geleitet wird.

Das erfindunfjsgemäße Verfahren iat anwendbar auf alle aus der Schmelze oder aus Lösungen verspinnbaren Hochpolymeren, wie z.B. auf Polyamide (z.B. Nylon 6, Nylon 66, Nylon 3), Copolyamide, Polyesteramide, Polyolefine, Polyvinylchlorid, Polyacrylnitril j Polyvinylalkohol etc., insbesondere jedoch auf Schmelzen von line_T aren Polyestern - vor allem Polyäthylenterephthalat - und natürlich auch von Copolyestern. Zur Filtration vor dem Verspinnen werden die Schmelzen bzw. Lösungen dieser Hochpolyraeren im allgemeinen zur Entfernung von Verunreinigungen und zur Bildung einer Spiunmasse mit möglichst guter Homogenität im geschmolzenen bzw. im gelösten Zustand durch ein Filterpack gedrückt■, das aus einer Schicht aus feinkörnigem, inertem Material, wie z.B. Quarzsand. Korund. Siliciumcarbid oder gesinterten Metallen oder einem Metallvlies bzw. einer Reihe von Metallsieben besteht. Die derart filtrierte Spinnmasse passiert dann noch eine Verteilerplatte und wird gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verbesserung ihres StromungsVerhaltens, insbesondere beim Anspinnen, durch ein inertes, feinporiges Medium homogenisiert, bevor es zur Spinnplatte gelangt. Dieses feinporige Medium besteht vorzugsweise aus einer Anordnung aus einem oder mehreren Metall-Maschensieben mit Maschenzahlen von etwa 5o bis

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4o ooo pro cm , davon mindestens eines bevorzugt mit mehr als

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Io ooo (bis ä2o ooo) Maschen pro cm . Natürlich muß die Dicke der

2 diese Siebe bildenden Metalldrähte auf die Maschenzahlen pro cm zumindest ungefähr abgestimmt sein, damit eine entsprechende Durch= lässigkeit der Siebe gewährleistet bleibt. Als feinporiges Medium können außerdem auch poröse gesinterte Massen, Gebilde aus hochschmelzend era Fasermaterial und dergleichen, insbesondere jedoch zusammengesinterte poröse Metalle oder Metallvliese (Chrom, Magan, Eisen, Edelstahl etc.) verwendet werden. Das feinporige Medium darf aber keinesfalls aus unzusammenhängenden Materialien, wie z.B. Sand, der mit in Düsenlöcher gelangen könnte, bestehen. Selbstverständlich darf es auch bei der jeweiligen Spinntemperatur nicht schmelzen oder sich zersetzen.

Die Wirkung des porösen Mediums zwischen Verteiler- und Spinnplatte

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war völlig unerwartet und überraschend. Die feinmaschigen Metallsiebe oder gesinterten, feinporigen Materialien zeigen nur zwischen Verteilerplatte und Spinn ilatte einen ungewöhnlich guten, homogenisierenden Effekt, durch den die Spinnsicherkuit, insbesondere die Sicherheit, fehlerlos anzuspinnen, beträchtlich erhöht wird. Diese Wirkung war deshalb besonders unerwartet und überraschend, weil beim Einbau des gleichen Filtrationsmedlums an jeder anderen Stelle der Spinnanordnung kein entsprechender Homogenisierungeeffekt eintritt. Wenn man das poröse lledium z.B. rusätzlich bei den bereits, vorhandenen Filtrationssieben_: vor dem Filterpack, einbaut oder wenn man es nicht nach, sondern vor der Verteilerplatte einsetzt, zeigt sich keine Verbesserung der (An-)Spinnbarkeit. Awchlleßlich an der Stelle, zwischen der Verteilerplatte und der Spinnplatte kommt die Wirkung der Siebe oder anderer feinporiger Medien voll zur Entfaltung. Nur trenn sie^ hier eingefügt werden", bewirken sie, daß insbesondere beim Anspinnen alle Düsenlöcher gleichzeitig und gleichmäßig mit einer homogenen Lpinnaasse versorgt werden. Das hat zur Folge, daß alle Einzelkapillaren in gleichmäßiger Stärke und zur gleichen Zeit aus allen Düsenöffnungen austreten und damit ein fehlerloses An- und natürlich auch Weiterspinnen gewährleistet wird und daß der Spinnprozeß zudem, falls nur der Schmelzopinnprozeß betrachtet wird, bei einer um 3 - 8°C niedrigeren Temperatur als ohne die erfindungsgemäße Homogenisierung durchgeführt werden kann.

Bei der beschriebenen Verbesserung handelt es sich mit Sicherheit nicht um einen zusätzlichen Filtrationseffekt, wie bei oberflächlicher Betrachtung angenommen werden könnte, sondern um eine bessere Verteilung der Spinnmasse und Vergleichmäßigung ihres Zuflusses zu den Öffnungen der Spinnplatte. Dabei spielt offensichtlich sowohl das Verkleinern und Ausfüllen des leeren Raumes zwischen Verteilerplatte und Spinnplatte und ein günstigerer Temperaturausgleich eine Rolle, als auch die Porosität des dafür eingesetzten Materials.

Erfindungsgegenstand ist schließlich auch eine Spinnvorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, bes tehend aus einem an sich bekannten Filterpack, einer darunter

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angeordneten Verteilerplatte und einer daran anschließenden Spinnplatte mit DUsenlöchern; diese Spinnvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Verteilerplatte up·.? Spinnplatte sin ί?!»ί?ΑίϊίίΗβΐ· ί!β!" Hn< «««nana 1 rr.^tns fci^nT-ifin-a.^ liisr.wsnBSi.'In-.-.n^Bn

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bei der jeweiligen Spinntemperatur nicht-schEelzendes oder sich zersetzendes Medium angeordnet ist. Hinsichtlich der Natur dieses Mediuas gilt das bei der Beschreibung dt3 erfindungsgemäßen Verfahrens bereite Ausgeführte.

In der beigefügten Figur ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in beispielhafter und schematisier^?r Form dargestellt. Unter einem üblichen Filterpack (1) und in eine Dichtung eingefassten zu dem Filterpack gehörigen Metallsieben (2) befindet sich sie Verteilerplatte (3). Zwischen dieser und der Spinnplatte (5) ist das inerte, feinporige Medium (4) angeordnet,-welches zur Homogenisierung der ■wP*i£mm5Sm3$-1>2S VBWi — XwSUUb IU SG SuVoCuCiUcSuSÜ Biä Ό Ι/βΛΙ>Γα5Ι>( luÜS Verbesserung der erwähnten Homogenisierung würdj auch erreicht, wenn das feinporige Medium den Raun zwischen Verteiler- und Spinnplatt« nicht vollständig,, sondern nur weitgehend ausfüllt.

Di· «rfindungsgeaäße Verbesserung ist sowohl beim {tost- als auch bein Sxtruderspinnen vorteilhaft und verhindert auch beim Naßcpinnsn die Bildung von Fäden mit «u kleinen Durchmesser.

dessen Di· Vorteile des beanspruchten Verfahrens und der zu/ Durchführung erforderlichen Vorrichtung sind offensichtlich und sollen nochmals kurs zusammengefaßt werden;

Durch die gleichmäßige und gleichzeitig erfolgende Anlieferung der Spinnnasse zu allen öffnungen der Spinnplatte werden Schwierigkeiten bein Anspinnen vermieden:

Der Wechsel der Spinnpacks in den ersten 2o Stunden nach den Anlaufen geht un den Faktor Io oder mehr zurück. Außerdem erhält man um das Zwei- bis Dreifache längere Düsenlaufzeiten.

Die Titer der Einzelkapillartn schwanken weit weniger als ohne Anwendung des beanspruchten Verfahrens, was sich in allen, dem Spinnen ssehfoigeEden Yerarbeitungsverfahren der Fäden und Fasern besonders

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positiv bemerkbar macht.

Bein Schmelz' rinnen ermöglicht die vorliegende Erfindung dio Herabsetzung der Schmelztemperatur um etwa 3 bsi 8⁰C und trägt damit zur Senkung des Viskos!t.ttsabbaues der synthetischen hochpolvieren Schmelzen bei.

Beispiel Ir

Eine Polyäthylenterephthalat-Schmelze der relativen Viskosität o,78 bis 0,80, gemessen in Phenol/Tetrachloräthan - 3/2 bei 25°C,wird In einem Extruder aufgeschmolzen. Die Schmelze gelangt zu einer Dosier- und Druckpumpe und wird durch ein feinkörniges Schmelzefilter gedrückt, welches aus Siliciumcarbid und Stahldrahtsieben besteht, wobei zuerst Siebe mit 9oo und dann mit 9 000, 1 600,

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25o und 64 Haschen pro cm verwendet werden. Im Anschluß an dieses

Schmelzefilter folgen eine ebene durchbohrte Verteilerplatte und die Spinnplatte. Erfindungsgemäß sind zwischen dieser Vurtcilerplatte Spiasplatte sohrere Stetallsiebs aus Stähldraht eingesetzt

und dzT Spia

ia der Reihenfolge von oben nach unten 9oo, 9 ooo, 1 7ooound 1 6oo

ο Haschen pro cm .

Der Fortschritt der erfindungsgemäßen Veränderung besteht darin, daft die Temperatur der Schmelze durch den Einbau der Siebe von ; 294°C auf 289°C gesenkt und ihr thermischer Abbau verringert wer-

] den kann. Außerdem müssen in den ersten 2o Stunden nach dem Ein-

.' setzen von loo Spinnpacks nur 3 Düsen wegen ungleicher Querschnitts-

^;. flächen wieder ausgebaut werden. Die Schärfehler sinken gegenüber : den nachstehenden Vergleich auf die Hälfte ab.

Vergleich:

Das Beispiel wird wie vorstehend beschrieben wiederholt, jedoch fehlt zi ischen Verteilerplatte und Spinnplatte das poröse Homogenisierungs-Medium.

Die Spinntemperatur liegt um 5°C höher als bei Beispiel 1; sie beträgt 294°C. In den ersten 2o Stunden müssen von loo eingesetzten Packs etwa 3o wegen ungleicher Querschnitte der gesponnenen Fäden wieder entfernt werden. Die Spinn- und Streckfadenbrüche sind bei der vergleichenden Fahrweise um ca. 2o % höher als bei der erfindv.ngs-

gemäßen Arbeitsweise gemäß vorst t'iendom Beispiel.

7035 2S2 22.5.

Claims (3)

SCHUTZANS.V I£:

1. Vorrichtung zum Verspinnen von Schmelzen oder Lösungen aus synthetischen Hochpolymeren, bestehend aus Filterpack, Verteilerplatte und Spinnplatte mit Düsenlöchern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Verteiler- und Spinnplatte ein inertes, feinporiges, zusammenhängendes, bei der Spinntemperatur nicht schmelzendes oder sich zersetzendes Medium angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gegenüber der Spinnmasse inerte, feinporige, zusammenhängende, bei der Spinntemperatur nicht schmelzende oder sich zersetzende Medium eine Anordnung aus einem oder mehreren Metall-Maschen-

2 sieben mit 50 - 40 000 Maschen pro cm , davon mindestens eines

bevorzugt mit mehr als 10 000 Maschen pro cm", ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gegenüber der Spinnmasse inerte, feinporige, zusammenhängende, bei der Spinntemperatur nicht schmelzende oder sieb zersetzende Medium ein zusanunengesintertes, poröses Metall oder ein Metallvlies ist.

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