DE2734946A1 - Verfahren und vorrichtung zum entfernen von fluechtigen anteilen, die bei der extrusion von kunststoffschmelzen aus diesen entweichen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum entfernen von fluechtigen anteilen, die bei der extrusion von kunststoffschmelzen aus diesen entweichenInfo
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Description
O.Z. 32 724
Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von flüchtigen Anteilen, die bei der Extrusion von Kunststoffschmelzen aus diesen entweichen
Bei der Extrusion von Kunststoffschmelzen bei der Herstellung
oder Verarbeitung entweichen aus diesen nach Austritt aus der Formgebungsöffnung flüchtige Anteile, die entfernt werden müssen.
Solche flüchtigen Anteile sind zum Teil übelriechend und reizen die Atemwege oder sind auf die Dauer schädlich. Beispielsweise
treten bei der Extrusion von Polycaprolactam Caprolactamdämpfe auf, die entfernt werden müssen, da Caprolactam einen
MAX-Wert von 25 mg/m (maximale Arbeitsplatzkonzentration) hat.
Solche flüchtigen Anteile, die aus Monomeren und Oligomeren oder Abbauprodukten von Polymeren bestehen und bei Raumtemperatur
fest oder flüssig sind, scheiden sich beim Absaugen häufig in den dafür vorgesehenen Leitungen und Vorrichtungen ab.
Hierdurch treten Störungen auf, deren Beseitigung erhebliche Arbeitszeit und Aufwand in Anspruch nimmt.
Es war deshalb die technische Aufgabe gestellt, die Entfernung von flüchtigen Anteilen, die bei der Extrusion von Kunststoffschmelzen
aus diesen entweichen, so zu gestalten, daß solche Ablagerungen vermieden werden.
Diese Aufgabe wird gelöst in einem Verfahren zum Entfernen von flüchtigen Anteilen, die bei der Extrusion von Kunststoffschmelzen
aus diesen entweichen, wobei die flüchtigen Anteile mit der umgebenden Luft abgesaugt werden, indem man die flüchtigen
Anteile beim Austritt aus der Kunststoffschmelze sofort absaugt und die solche flüchtigen Anteile enthaltende Luft unmittelbar
nach Eintritt in die Absaugöffnung erhitzt.
Ferner ist ein Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zum Absaugen von flüchtigen Anteilen, die bei der Extrusion von
Kunststoffschmelzen aus diesen entweichen, gekennzeichnet durch einen konischen Zulauf (1) für die Kunststoffschmelze mit einem
Heizmantel (2) einer an der Spitze des Konus angeordneten Düsenplatte
(3) mit mindestens einer Düsenöffnung (4) für den Austritt der Kunststoff schmelze und mindestens einer Absaug —
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Öffnung (5), wobei die Ummantelung (6) zusammen mit dem Heizmantel
(2) und der Düsenplatte (3) einen beheizten Hohlraum (7) bildet, der einen Auslaß (8) aufweist.,
Das neue Verfahren und die neue Vorrichtung haben den Vorteil, daß keine Verstopfungen in den Absaugleitungen eintreten und
die schädlichen Dämpfe wirksam aus dem Arbeitsraum entfernt werden. Ferner haben das neue Verfahren und die neue Vorrichtung
den Vorteil, daß die abgesaugte Luft durch die Heizmedien für Düsenplatte und Kunststoffschmelze unmittelbar nach dem Ansaugen
ohne weitere Hilfsmittel auf die erforderliche Temperatur erhitzt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet zum Entfernen von flüchtigen Anteilen, die bei der Extrusion aus Kunststoffschmelzen
entweichen. In der Regel handelt es sich hierbei um thermoplastische, organische Polymere, beispielsweise Polystyrol,
dessen Copolymerisate, z.B. mit Acrylnitril oder kautschukmodifizierte Polystyrole, ferner Polyvinylchlorid, kautschukmodifiziertes
Polyvinylchlorid, Polyolefine wie Polyäthylen oder Polypropylen, Polyoxymethylen sowie Polyamide wie Polyamid-66 oder
Polyamid-6.
Solche Polymere werden aus der Schmelze, z.B. bei Temperaturen
von l80 bis 3000C, geformt. Die hierbei aus der Schmelze austretenden flüchtigen Anteile sind ihrer Art und Zusammensetzung
nach nur zum Teil bekannt. Solche flüchtigen Anteile enthalten Monomere, ferner Oligomere, die von der Polymerisation herrühren
oder Oligomere, die durch Abbau durch die thermische Behandlung entstehen, ferner Zersetzungsprodukte. Besonders vorteilhaft
wendet man das Verfahren dann an, wenn die flüchtigen Anteile bei Raumtemperatur flüssig oder fest sind. Besondere technische
Bedeutung hat das Verfahren nach der Erfindung erlangt bei der Extrusion von Polycaprolaotam. Hierbei werden die bei der Extrusion entstehenden Caprolactamdämpfe entfernt.
Unter Extrusion ist das Austragen einer Kunststoffschmelze bei deren Herstellung zu verstehen, aber auch die Formgebung einer
Kunststoffschmelze bei deren Weiterverarbeitung, z.B. zu Endlosprofilen wie Rohren. _c
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Die flüchtigen Anteile werden mit der umgebenden Luft abgesaugt,
und zwar so, daß die flüchtigen Anteile unmittelbar beim Austritt aus der Kunststoffschmelze abgesaugt werden. Ein wesentliches
Merkmal ist es, daß die solche flüchtigen Anteile enthaltene Luft unmittelbar nach dem Eintritt in die Absaugöffnung
erhitzt wird. Die Temperaturen richten sich nach der Art der flüchtigen Anteile. In der Regel ist davon auszugehen, daß man
die abgesaugte Luft auf eine Temperatur erhitzt, die mindestens 20°C, vorteilhaft 300C, über dem Schmelzpunkt der abgesaugten
flüchtigen Anteile liegt. Beim Absaugen von Caprolactamdämpfen
erhitzt man die abgesaugte Luft z.B. auf mindestens 900C, um
ein Abscheiden von festem Caprolactam zu vermeiden. Für andere flüchtige Anteile lassen sich die günstigsten Temperaturen
durch einfache Versuche unschwer ermitteln. Die obere Temperaturgrenze
wird durch wirtschaftliche Erwägungen bestimmt, da ein überflüssiges Erhitzen unnötige Energie verbraucht. Als obere
Temperaturgrenze ist in der Regel eine Temperatur von 2000C
anzusehen. Dieser Wert stellt jedoch im Hinblick auf die Vielfalt von möglichen flüchtigen Anteilen keine Begrenzung dar.
Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn man die flüchtigen Anteile enthaltende abgesaugte Luft mit dem Heizmedium
für die Kunststoffschmelze, z.B. der elektrischen Heizung
oder Flüssigkeitsheizung, die für Temperierung der Kunststoff schmelze verwendet wird, erhitzt.
Beim Absaugen von wasserlöslichen Dämpfen, wie Caprolactamdämpfen,
hat es sich als vorteilhaft erwiesen den Unterdruck zum Ansaugen mittels WasserInjektoren zu erzeugen. Hierbei
werden aus der abgesaugten Luft die flüchtigen Anteile wie Caprolactam ausgewaschen und im Wasser, das im Kreis geführt
wird, angereichert. Auf diese Weise wird das abgesaugte Caprolactam als z.B. 20-gewichtsprozentige wäßrige Lösung erhalten,
aus der Caprolactam wieder gewonnen wird.
Die Absaugöffnung befindet sich zweckmäßig in unmittelbarer Nähe, z.B. im Abstand von ~Z>
bis 10 cm, von der Düsenöffnung, aus der die Kunststoffschmelze austritt, um zu gewährleisten,
daß die flüchtigen Anteile unmittelbar beim Austritt aus der
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/is . f>, -r-t-
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Kunststoffschmelze entfernt werden. Hierbei hat es sich bewährt, wenn die Richtung der Absaugung nicht parallel zu der
austretenden Kunststoffschmelze verläuft, sondern zu der Achse der austretenden Kunststoffschmelze eine Neigung, z.B. in einem
Winkel von 25 bis 60°, aufweist, so daß die flüchtigen Anteile
von der Kunststoffschmelze weggesaugt werden.
In der Figur 1 wird der Querschnitt einer für die Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung gezeigt. Die Figur zeigt
den Austragsteil einer beliebigen nicht weiter ausgeführten Vorrichtung, die Kunststoffschmelze enthält. Der Austragsteil
besteht aus einem konischen Zulauf 1 für die Kunststoffschmelze. Der Konus muß nicht spitz zulaufen, sondern kann auch beliebige
andere Ausgangsformen haben, wie ovale oder rechteckige Formen. Der konische Zulauf 1 ist mit einem Heizmantel 2 umgeben. Es
handelt sich hierbei um elektrische Induktionsheizungen oder Dampf- oder Flüssigkeitsheizungen. Am unteren Ende des konischen
Zulaufs ist eine Düsenplatte 3 angebracht. Diese Düsenplatte weist mindestens eine Austrittsöffnung für die Kunststoffschmelze
4 auf. Die Form und die Zahl der Austrittsöffnungen richten sich nach der Aufgabenstellung bei der Extrusion von
Kunststoffschmelzen. Wenn es sich darum handelt. Kunststoffe zu granulieren, wird man zweckmäßig eine Reihe von Lochdüsenöffnungen
vorsehen, um granulierbare Stränge zu erhalten. Falls beabsichtigt ist, Endlosprofile herzustellen, sind diese Offnungen
nach den aus dem Stand der Technik bekannten Düsen ausgestaltet. Die Düsenplatte J5 weist zusätzlich mindestens eine
Absaugöffnung 5 auf. Durch diese Absaugöffnung werden die flüchtigen
Anteile, die beim Austritt der Kunststoffschmelze aus der Düsenöffnung 4 entweichen, sofort abgesaugt. Vorteilhaft hat
es sich erwiesen, wenn die Absaugöffnung 5 möglichst nahe an der Düsenöffnung 4 angeordnet ist. Ferner hat es sich als
zweckmäßig erwiesen, wenn die Düsenöffnung 5 in Richtung des Kunststoffaustrags zu der Düsenöffnung 4 hingeneigt ist.
Die Ummantelung 6, die einen Auslaß 8 aufweist, bildet zusammen
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rait dem Heizmantel 2 und der Düsenplatte 3 einen beheizten
Hohlraum 1J. Beim Eintritt der abgesaugten Luft durch die Düsenöffnung
5 in den Hohlraum 7 wird die angesaugte Luft durch
den Heizmantel 2 aufgeheizt und verläßt den Hohlraum über den Auslaß 8 zu einer Absaugvorrichtung, die nicht gezeigt ist.
Es ist auch möglich, daß Absaugöffnungen 5 an beiden Seiten der Düsenöffnung 4 angebracht sind. Die Absaugöffnung 5 kann
in Form von mehreren Düsenöffnungen oder Schlitzen oder ringförmigen Schlitzen, die der Düsenöffnung 4 angepaßt sind,
angeordnet sein.
BASF Aktiengesellschaft
Zeichn.
909807/0276
L e e r s e i t e
Claims (8)
1. Verfahren zum Entfernen von flüchtigen Anteilen, die bei der
Extrusion von Kunststoffschmelzen aus diesen entweichen, wobei die flüchtigen Anteile mit der umgebenden Luft abgesaugt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die flüchtigen Anteile sofort beim Austritt aus der Kunststoffschmelze absaugt
und die solche flüchtigen Anteile enthaltende Luft unmittelbar nach Eintritt in die Absaugöffnung erhitzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
die abgesaugte Luft auf eine Temperatur erhitzt, die mindestens 200C über dem Schmelzpunkt der flüchtigen Anteile liegt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man die abgesaugte Luft mit dem Heizmedium für die Kunststoff schmelze erhitzt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,
daß die Absaugrichtung eine Neigung zu der aus dieser Düsenöffnung austretenden Kunststoffschmelze aufweist.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß man Caprolactamdämpfe, die bei der Extrusion von PoIycaprolactam
entstehen, entfernt.
6. Vorrichtung zum Absaugen von flüchtigen Anteilen bei der Extrusion
von Kunststoffschmelzen, gekennzeichnet durch einen konischen Zulauf 1 für die Kunststoffschmelze mit einem Heizmantel
2 eine an der Spitze des Konus angebrachten Düsenplatte 3 mit mindestens einer Düsenöffnung 4 für den Austritt
der Kunststoffschmelze und mindestens einer Absaugöffnung 5» wobei die Ummantelung 6 zusammen mit der Düsenplatte
3 und dem Heizmantel 2 einen beheizten Hohlraum 7 bilden, der einen Auslaß 8 aufweist.
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909807/0276 ORIGINAL INSPBCTgP
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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Absaugöffnung 5 in unmittelbarer Nähe der Düsenöffnung 4 angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7» dadurch gekennzeichnet,
daß die Absaugöffnung in Richtung des Austrags der Kunststoffschmelze zu der Düsenöffnung 4 hin geneigt ist.
909807/0276
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OD | Request for examination | ||
8263 | Opposition against grant of a patent | ||
8230 | Patent withdrawn |