DE977167C

DE977167C - Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufschmelzen von in stueckiger Form vorliegenden organischen thermoplastischen Kunststoffen

Info

Publication number: DE977167C
Application number: DEF9261A
Authority: DE
Inventors: Wolf Dr-Ing Rodenacker
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1952-06-15
Filing date: 1952-06-15
Publication date: 1965-04-22

Description

Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufschmelzen von in stückiger Form vorliegenden organischen thermoplastischen Kunststoffen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufschmelzen von in stückiger Form vorliegenden organischen thermoplastischen Kunststoffen mit einem heizbaren Gehäuse, einer Zuführungsleitung für das stückige Gut, die direkt in den Schmelzraum des Gehäuses mündet, und einer Einrichtung, die das geschmolzene Gut mit Überdruck aus dem Schmelzraum in einen Ablaufkanal befördert.
Es ist eine Vorrichtung zum blasenfreien Aufschmelzen von Polyamidschnitzeln bekannt, die aus einem heizbaren Rost besteht, der oberhalb eines Auffangbeckens für die Schmelze angeordnet ist.
Das Auffangbecken ist durch eine Leitung mit einer Zahnradpumpe zur Weiterförderung der Schmelze verbunden, deren Zahnräder zum Gehäuse exzentrisch gelagert sind und somit zwischen Gehäuse und Radumfang einen Keilspalt bilden, in dem etwaige Blasen beseitigt werden.
Bei der Aufschmelzung von Kunststoffschnitzeln auf dem Rost sind zur Erzielung einer ausreichenden Aufschmelzleistung wegen der den Kunststoffen eigenen geringen Wärmeübergangs- und Wärmeleitzahl große Rostflächen erforderlich.
Ferner tritt bei der Rostschmelzung von Kunststoffschnitzeln die Schmelze fadenförmig in den Sumpf. Da die Schmelzen aus den einzelnen Schnitzeln, z. B. infolge ungleicher Vorwärmung der Schnitzel Viskositätsunterschiede aufweisen können und sich hochviskose Stoffe in Zahnradpumpen sehr schwer homogenisieren lassen, bleiben die Stromfäden bis zur Spinnpumpe erhalten. Die Viskositätsunterschiede machen sich in Titerschwankungen bemerkbar.
Bei einer Ausführungsform der eingangs geschilderten Gattung ist es bekannt, in der Gehäusebohrung zentrisch zur Achse der Bohrung eine geheizte Zylinderfläche anzuordnen, die außen vorzugsweise als Fräse ausgebildet ist. Das Material wird durch eine Zuführungsleitung direkt in den Schmelzraum geführt. Bei dieser Ausbildung war die Mischung und der Abfluß des Werkstoffes bzw.
Schmelzgutes noch nicht zufriedenstellend. Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile behoben sind, wenn erfindungsgemäß die Einrichtung aus einer in den Schmelzraum des heizbaren Gehäuses angeordneten drehbaren Walze besteht, die derart exzentrisch zur senkrechten Mittelebene des Schmelzraumes gelagert ist, daß sie mit dem Boden des Schmelzraumes einen im senkrechten Schnitt sichelförmigen Keilspalt bildet, an dessen Schmalteil sich die Einlaßöffnung eines Ablaufkanals befindet.
Ausgehend von der bekannten Voraussetzung, daß die Schnitzel direkt in den Schmelzraum gegeben werden, führt die Verwendung einer Walze als Fördereinrichtung in Verbindung mit dem Keilspalt zu einer besseren Durchmischung und zu einem gleichmäßig aufgeschmolzenen Material mit ausreichendem Abfluß.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung eignet sich besonders zum Aufschmelzen von Schnitzeln aus synthetischen linearen Hochpolymeren, Polyamiden oder Polyurethanen zum Herstellen von geformten Gebilden, wie Fäden, Fasern, Drähten oder Flächengebilden, aus dem Schmelzfluß.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Aus einem Vorratsbehälter und einer Schleuse (nicht gezeichnet) fällt das stückige Gut durch das Zuführungsrohr I auf die sich in der Richtung des Pfeiles drehende Walze 2 und füllt den Raum 3, der in Richtung des Umfanges der Walze durch ein Gitter 4 begrenzt ist. Der Gehäuseblock 5 wird in beliebiger, an sich bekannter Weise geheizt, und das Gut beginnt zu schmelzen. Durch die Drehung der Walze 2 werden die Schnitzel im Schmelzraum bewegt und der Aufschmelzvorgang beschleunigt.
Die Schmelze wird in den Keilspalt 6 eingezogen, an dessen Schmalteil sich der Ablaufkanal 7 befindet. Durch die Drehung der Walze entsteht im Schmalteil des Keilspaltes ein Überdruck, auch dann, wenn der Schmelzraum als solcher evakuiert ist. Das aufschmelzbare Gut wird daher unter Überdruck dem Ablaufkanal 7 zugefördert, wo es durch die Zahnradpumpe 8 aufgenommen und über den Kanalg einem Verformungsaggregat I0, beispielsweise einer Spinndüse, zugeführt werden kann.
Die Aufschmelzleistung der Vorrichtung läßt sich durch Veränderung der Drehzahl der Walze regeln. Zweckmäßig ist dabei nur der untere Teil des Schmelzraumes von Schmelze erfüllt, um ein längeres Verweilen der zum Teil empfindlichen Schmelzen im Schmelzraum zu vermeiden.
Um eine blasenfreie Schmelze zu erhalten, hat man bisher die Schnitzel in einem Taumeltrockner auf Feuchtigkeiten unter 0,03 ovo getrocknet und danach die Restfeuchtigkeit mittels eines inerten Gases, besonders hochgereinigter Stickstoff, der den Schmelzraum durchströmt, entfernt. Diese Arbeitsweise verursacht erhebliche Schwierigkeiten und hohe Kosten.
Erfindungsgemäß erübrigt sich die Verwendung eines inerten Gases dadurch, daß der Schmelzraum und der unterhalb der Schleuse liegende Teil des Zuführungsrohres I evakuiert werden kann. Die in der Zeichnung beschriebene Ausführungsform hat sich als besonders geeignet erwiesen. Am Umfang des Zuführungsrohres befindet sich die Bohrung I I.
Der Raum I2 wird unter Vakuum gesetzt, welches mittels der Evakuierleitung 13, die an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist, aufrechterhalten wird.
Einer der Hauptvorteile der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, daß es gelingt, die Verweilzeit der Schmelze in der Vorrichtung ungewöhnlich kurz zu halten. Vergleichsversuche haben ergeben, daß die Verweilzeit der Schmelze nur etwa ein Zwanzigstel der Verweilzeit in der eingangs erwähnten Rostschmelzvorrichtung beträgt.
Die Beheizung der Vorrichtung kann in beliebiger Weise erfolgen, etwa durch angegossene Rohre, die von einem Heizmitteldampf durchströmt werden, oder durch aufgesetzte Heizmäntel. Die Walze selbst kann ebenfalls beheizt werden, wobei sich eine stillstehende elektrische Beheizung als besonders zweckmäßig erwiesen hat. Auch die Heizung mittels Hochfrequenzstrahlung läßt sich für die Vorrichtung leicht anwenden.
PATENTANSPRCHE: I. Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufschmelzen von-in stückiger Form vorliegenden organischen thermoplastischen Kunststoffen mit einem heizbaren Gehäuse, einer Zuführungsleitung für das stückige Gut, die direkt in den Schmelzraum des Gehäuses mündet, und einer Einrichtung, die das geschmolzene Gut mit Überdruck aus dem Schmelzraum in einen Ablaufkanal befördert, dadurch gekennzeihnet, daß die Einrichtung aus einer in den Schmelzraum (3) des heizbaren Gehäuses (5) angeordneten drehbaren Walze (2) besteht, die derart exzentrisch zur senkrechten Mittelebene des Schmelzraumes gelagert ist, daß sie mit dem Boden des Schmelzraumes einen im senkrechten Schnitt sichelförmigen Keilspalt (6) bildet, an dessen Schmalteil sich die Einlaßöffnung eines Ablaufkanals (7) befindet.

Claims

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzraum (3) gegen den Keilspalt (6) durch ein Gitter (4) abgegrenzt ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2 zur Erzielung einer blasenfreien Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzraum (3) an eine Evakuiereinrichtung angeschlossen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 834 420, 84I 484; französische Patentschrift Nr. 880 I66; USA.-Patentschrift Nr. 2 424 750.