CS260312B1 - Method of polymers' liquid alloys modification and modification equipment - Google Patents

Abstract

Pre výrobu ekonomicky výhodnějších výrotoných šarží, napr. na veíkom zariadení, v jednom farebnom odtieni slúži tento sposob, u ktorého sa tavenina základného zrebného- polyméru z reaktora alebo- taviaceho šneku dávkuje do viacerých pomocných šnekových taviaco-zmešovacích zariadení pre aditíva, v ktorých sa spolu s tavenino-u koncentrátu -aditiv ho-mogenizuje a ďalej vytláča na spracovanie do výrobkov. Príncíp-om je dávkovianie aditivovaného polyméru do taveniny koncentrátu aditiv, ktorej množstvo (koncentrácia v aditivov-anom polymere) je rozdielom medzi odoberaným množstvom aditivovaného polyméru a dávkovaného čistého- polyméru. Zariadenie pozostáva z reaktora (obvykle pri kontinuálnych procesoch) alebo zo šnekového taviaceho zariadenia polyméru s pohonom dávk-ovacieho čerpadla polyméru a šnekového taviaco- -zmešovacieho zariadenia pre aditíva. Otáčky dávkovacieho čerpadla zrebného polyméru sú regulované od odběru už aditivovanej, napr, počtu bežlacich zvlákňovaeích miest, čím sa zabezpečí konštantná koncentrácia aditíva v polymére.For the production of economically more profitable lots, e.g. on a large device in one color shade, in which the base melt polymer from the reactor or melter the auger into several auxiliary augers melting-down devices for additives in which the melt-concentrate is combined -adienated and further extruded for processing into products. Principal-om is the dosing of the additive polymer into melt of the additive concentrate, the amount of which (concentration in additive polymers) is the difference between the quantity taken additive polymer and dispensed pure-polymer. The device consists of from the reactor (usually continuous) processes) or from a worm melting process a metering device of a metering unit polymer and screw melting pumps - a mixer for additives. speed dosing pump of a solid polymer are regulated from subscription already additive e.g., the number of spinners places to ensure a constant concentration additives in the polymer.

Description

Predmetom tohto vynálezu je sposob modifikácie tavenin polymérov koncentrátmi aditiv a zariadenie pre túto modifikáciu. Tento sposob umožňuje zníženie ekonomicky výhodných šarží v jednom farebnom odtieni pri farbení v hmotě, ako aj výrobu viacerých farebných odtieňov naraz za použitia jedného polymerizačného alebo taviaceho zariadenia základného polyméru. Dávkovanie polyméru a aditiv je spáté s odberom taveniny v tvarovacej časti zariadenia tak, že poměr jednotlivých zložiek je stále konštantný.It is an object of the present invention to provide a method for modifying polymer melts with additive concentrates and an apparatus for such modification. This method makes it possible to reduce economically advantageous batches in a single color shade in the coloring of the mass, as well as to produce multiple color shades at once using a single polymerization or melter of the base polymer. The metering of the polymer and the additives is associated with the melt withdrawal in the forming part of the apparatus so that the ratio of the individual components is still constant.

Modifikácia tavenin polymérov koncentrátmi aditiv, najmá tuhými tavitelnými aditívami, ako sú napr. koncentráty pigmentov, sa prevádza různými spůsobmi. Medzi najjednoduchšie spůsoby patří spůsob, pri ktorom sa aditívum v práškovej alebo granulovanej formě zmieša za sucha s polymérom a zmes sa potom taví a tvaruje. Pri ňom dochádza často k oddelovaniu aditíva od polyméru a tým k nerovnomernej aditivácii, čo sa nepriaznivo prejaví na kvalitě výrobku.Modification of polymer melts with additive concentrates, in particular solid fusible additives, such as e.g. pigment concentrates are carried out in various ways. One of the simplest methods is the method in which the additive in powder or granular form is dry blended with the polymer and the mixture is then melted and shaped. This often results in the separation of the additive from the polymer, and thus an uneven additive, which adversely affects the quality of the product.

Technicky dokonalejší spůsob je dávkovanie aditiv ešte před tavením priamo do taviaceho zariadenia polyméru, a to buď před základný polymér, alebo priamo do základného polyméru za určitých podmienok, alebo podía CS. AO 153 788 sa aditíva najprv tavia a potom dávkujú do taveniny základného polyméru. Po homogenizácii sa tavenina tvaruje do výrobku. Pri všetkých týchto spůsoboch je aditivácia menších mtnožstiev neefektívna, pretože čistenie zariadení pri menších výrobných partiách je náročné a výroba na malých zariadeniach je nákladná.A more technically advanced method is to dispense the additives before melting directly into the polymer melter, either in front of the base polymer or directly into the base polymer under certain conditions or according to CS. AO 153 788, the additives are first melted and then metered into the melt of the base polymer. After homogenization, the melt is formed into a product. In all of these ways, the addition of smaller quantities is inefficient, since cleaning the equipment in smaller production lots is difficult and production on small equipment is expensive.

Tieto nedostatky rieši spůsob navrhnutý pre farbenie v hmotě, při ktorom sa tavenina polyméru z jedného taviaceho zariadenia rozdělí na viacej prúdov, do ktorých sa vovádza tavenina preddispergovaných pigmentov. Jednotlivé prúdy sa homogenízujú, připadne filtrujú a vedu na tvarovanie. Celý proces sa prevádza na jednom mieste v špeciálne vyvinutom zariadení, ako to uvádza patent.These drawbacks are solved by the method proposed for dyeing in the mass, in which the polymer melt from one melter is divided into a plurality of streams into which the melt of the pre-dispersed pigments is introduced. The individual streams are homogenized, optionally filtered and molded. The whole process is carried out in one place in a specially developed device, as stated in the patent.

Pri velkých výrobách, ako sú napr· výroby vlákien, je rozvod taveniny z jedného zdroja na jednotlivé tvarovacie miesta už dávno používaný. Zavedenie aditíva do každého prúdu umožní získat výrobok rozdielnych vlastností. Pre přípravu náročných výrobkov je však potřebný vysoký stupeň dispergácie a homogenizácie aditíva, ktorý sa nedá zabezpečit statickými zmešovačmi, ako sa uvádza v spomínanom patente. Statické zmešovače majú mimo iných nedostatkov aj vysokú stratu tlaku a tým kladů zvýšené nároky na zariadenie uložené pře týmto zmešovačom. Aditivácia v jednom uzle nie je vždy výhodná, najmá ak sú aditíva rnenej termostabilné. Potom pri dlhšom rozvode aditivovanej taveniny dochádza k otíbúravamiu aditíva a k dehomogenizácii taveniny.In large productions, such as fiber production, the distribution of the melt from one source to the individual molding sites has long been used. The introduction of an additive in each stream will allow the product to have different properties. However, a high degree of dispersion and homogenization of the additive is required for the preparation of demanding products, which cannot be provided by static mixers, as disclosed in said patent. Among other disadvantages, the static mixers also have a high pressure loss and thus the increased demands placed on the device placed over the mixer. Additivation in one node is not always advantageous, especially if the additives are thermostable. Thereafter, the long-term distribution of the additive melt causes the additive to be deblocked and dehomogenized to the melt.

Podlá tohto vynálezu sa tavenina polyméru dávkuje do šnekového taviaco-zmešovaiciebo člena pre aditíva, v ktorom sa zabezpečuje dávkovanie, tavenie a dispergácia aditíva s taveninou polyméru dynamickým spůsobom, pri ktorom je možné vhodnou skladbou zmešovača dosiahnuť žiadaný stupeň dispergácie, a to pri nižšej strate tlaku. Strata tlaku oproti statickým zmešovačom může byt až o polovicu i viac menšia. Taviaco-zmešovacie zariadenie je možné umiestniť v blízkosti tvarovacieho· miesta. Výhodou tohto spůsobu Je i to, že sa dá po malej úpravě aplikovat i na existujúce výrobně zariadenia.According to the present invention, the polymer melt is metered into the screw-melter or additive member, which provides the metering, melting and dispersion of the additive with the polymer melt in a dynamic manner whereby the desired degree of dispersion can be achieved with a suitable mixer at lower pressure loss. . The pressure loss over static mixers can be up to half or more. The melting-mixing device can be placed near the forming point. The advantage of this method is that it can also be applied to existing production facilities after a small modification.

Zariadenie na modifikáciu tavenin polymérov podlá tohto vynálezu pozostáva z reaktora alebo zo šnekového taviacebo zariadenia 10 polyméru s pohonom 11 regulovaným v závislosti na tlaku taveniny na jeho výstupe 12. Toto taviace zariadenie 10 alebo reaktor je spojený aspoň s jedným pomocným šnekovým taviaco-zmešovacím členom 20 pre aditíva, cez dávkovač 30, s pohonom na vývode 22 zmesi polyméru s aditívami, pričom jeho vývod 22 je napojený na dávkovacie čerpadlá 40 spracovania. Pohon dávkovača 31 je regulovaný od otáčok 41 čerpadiel na spracovaní zmesi.The polymer melt modification apparatus of the present invention comprises a reactor or a screw melter apparatus 10 of a polymer with a drive 11 controlled as a function of the melt pressure at its outlet 12. The melter 10 or reactor is connected to at least one auxiliary screw-melter member 20 for additives, via a dispenser 30, driven at the outlet 22 of the polymer blend with additives, the outlet 22 of which is connected to the metering pumps 40 of the treatment. The drive of the dispenser 31 is controlled from the speed 41 of the mixture processing pumps.

Na pripojenom obrázku je schematicky znázorněné zariadenie na modifikáciu tavenín polymérov podlá tohto vynálezu, ktoré pozostáva zo· šnekového taviaceho zariadenia 10 polyméru, opatřeného prívodom 13 granulátu, pričom pohon 11 je regulovaný v závislosti od tlaku taveniny na výstupe 12, ktorý je spojený s dvoma pomocnými šnekovými taviaico-zmešovacími členmi 20a, 20b pre aditíva, cez dávkovače 30a, 30b s ich pohonami 31a, 31b, ktoré sú regulované od otáčok dávkovačích čerpadiel 40a, 40b spravocania zmesi polyméru a aditíva. Pomocné taviaco-zmešovacie členy 20a, 20b sú opatřené prívodom 23a, 23b granulátu aditíva, ako aj regulovanými pohonami 21a, 21b, ktoré sú regulované od tlaku zmesi taveniny na jej výstupe 22a, 22b.The attached figure shows a schematic of a polymer melt modification apparatus according to the present invention consisting of a polymer worm melter 10 provided with a granulate inlet 13, wherein the drive 11 is regulated as a function of the melt pressure at the outlet 12 which is connected to two auxiliary by the additive worm melting members 20a, 20b, via the dispensers 30a, 30b with their actuators 31a, 31b, which are controlled from the rotational speed of the metering pumps 40a, 40b of the polymer / additive blend. The auxiliary melt-mixing members 20a, 20b are provided with an additive granulate feed 23a, 23b as well as controlled actuators 21a, 21b that are controlled from the melt mixture pressure at its outlet 22a, 22b.

Tento spůsob a zariadenie je možné používat najmá na farbenie v hmotě, a to i v súčasných výrobách na viac farebných odtieňov naraz, čo umožňuje zníženie ekonomicky výhodných výrobných šarží v jednom farebnom odtienu. V případe kontinuálnej výroby vlákien je možné rozvod vyfarbovaného materiálu viesť tak, aby sa mohli vyrábať melanžované kábliky pozostávajúce z 2 alebo i 3 farebných oditeňov.This method and apparatus can be used, in particular, for coloring in the mass, even in simultaneous multi-color shades, which makes it possible to reduce economically advantageous production batches in a single color shade. In the case of continuous production of fibers, the distribution of the dyed material can be conducted so as to produce melanted cables consisting of 2 or even 3 color shades.

PříkladExample

Granulovaný polypropylén sa taví na šnekOvom taviacom zariadení a dvomi zubovými čerpadlami sa dávkuje medzi zmešovaciu a dopravnú zónu jednotlivých šneko260312The granulated polypropylene is melted to the screw. It is dosed between the mixing and conveying zone of the individual screws by two melter pumps and two gear pumps260312

S vých taviaco-zmešovacích zariadení, v ktorých sa tavia koncentráty pigmentov různých farebných odtieňov (žitý, červený). Tavenina každého koncentrátu sa dopravuje a tlačí do zmešovacej zóny, kde sa homogeinizuje s taveninou polyméru. Zhomogenizovainé vyíarbené taveniny polyméru sa transportujú ku jednotlivým zvlákňovacím miestam v počte po 6 pre každú vetvu, kde sa zubovými čerpadlamí pretláčajú cez filtračně sústavy a zvlákňovacie hubice na vlákna. Zubové čerpadlá pre dávkovanie vyfarbenej taveniny sú nastavené na dávkovanie množstiev potřebných na dosiahnutie požadovanej dížkovej hmotnosti vlákien. Dáv6 kovacie čerpadlá zrebného polyméru sú nastavené na dávkovanie takého množstva polyméru, aby rozdiel v množstve vyfarbeného polyméru odoberaného zvlákňovacími čerpadlami a zrebného polyméru zodpovedal potřebnému objemu koncentrátu aditíva. Vlákna z jednotlivých miest boli vyfarbené rovnoměrně, a to z jednej vetvy na žito, z druhej na červeno.S melting-mixing devices in which the pigment concentrates of different shades of color (lived, red) are melted. The melt of each concentrate is conveyed and pressed into a mixing zone where it is homogenized with the polymer melt. The homogenized dyed polymer melts are transported to the individual spinning sites in number of 6 for each branch, where they are pushed through the filter systems and the fiber spinnerets by gear pumps. Gear pumps for dispensing colored melt are set to dispense amounts required to achieve the desired fiber weight. The metering pumps of the necessary polymer are set to dispense an amount of polymer such that the difference in the amount of dyed polymer taken by the spinning pumps and the polymer required corresponds to the required volume of additive concentrate. The fibers from each spot were colored uniformly, from one branch to rye, from the other to red.

U žltej farby došlo ku výpadku jedného zvlákňovacieho miesta. Otáčky čerpadla, dávkujúceho polymer, sa cez regulačnú sústavu znížilo o jednu šestinu. Pri hodnotení vyfarbenia vlákien sa nezistila farebná odchýlka před a počas poruchy.In the yellow color, one spinning point failed. The polymer dosing pump speed was reduced by one sixth through the control system. When evaluating the color of the fibers, no color deviation was found before and during the failure.

Claims (2)

PREDMETSUBJECT 1. Spůsob niodifikácie tavenín polymérov koncentrátmi aditiv, vyznačený tým, že tavenina polyméru sa pomocou čerpadla dávkuje do taveniny koncentrátu aditíva, pričom regulácia objemového poměru zrebného polyméru a aditíva sa prevádza regulá cíou objemu zrebného polyméru a taveninou koncentrátu aditíva sa tento objem doplňuje na vopred nastavený konštantný objem aditivovaného polyméru.1. Method of niodification of polymer melts with additive concentrates, characterized in that the polymer melt is metered into the additive concentrate melt by means of a pump, wherein the volume ratio of the necessary polymer and the additive is controlled by controlling the volume of the necessary polymer. constant volume of additive polymer. 2. Zariadenie na modifikáciu tavenín polymérov pódia bodu 1, vyznačené tým, že2. Apparatus for modifying the melts of the polymers of step 1, characterized in that: VYNALEZU pozostáva z reaktora alebo zo šnekového taviaceho zariadenia (10) s pohonom regulovaným v závislosti na tlaku taveniny na jeho výstupe (12), ktoré je spojené s aspoň jedným pomocným šnekovým taviaco-zmešovacím členom (20) pre aditíva, cez dávkovač (30), s pohonom regulovaným v závislosti na tlaku taveniny na vývode (22) zmesi polyméru s aditívami, pričom jeho vývod je napojený na dávkovacie čerpadlá (40) spracovania, od ktorých otáčok je regulovaný pohon (31) dávkovače (30).BACKGROUND OF THE INVENTION consists of a reactor or a screw melter (10) with a melt-pressure-controlled drive at its outlet (12), which is connected to at least one auxiliary screw-melter (20) for additives via a metering device (30) , with a melt-pressure-controlled drive at the outlet (22) of the polymer-additive mixture, the outlet of which is connected to the processing metering pumps (40) from which the drive (31) of the metering unit (30) is regulated.