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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Herstellen kleiner Formkörper gleicher Form und gleichen Gewichtes aus fester
Kohlensäure.
Bisher konnte man kleine Trockeneiskörper nur herstellen, indem man entweder nichtfeste
Kohlensäure in entsprechenden kleinen Formen durch Kühlen in festen Aggregatzustand über- führte oder grössere Trockeneiskörper in Scheiben schnitt oder zerschlug. Das erste Verfahren ist zu kostspielig für die Erzeugung von Trockeneis- körpern, deren Gewicht in der Grössenordnung von einem Gramm oder weniger liegt ; das zweite
Verfahren ergibt keine gleichmässigen Stücke.
Es ist auch bereits ein Verfahren bekanntge- worden, Formkörper aus fester Kohlensäure so herzustellen, dass in einer Tablettenpresse Kohlen- säureschnee in die gewünschte Form gebracht wurde. Diese Kohlensäurekörper konnten nicht sehr stark verfestigt werden. Sie haben gepresste, pulverförmige Struktur und erreichen lediglich ein spezifisches Gewicht von etwa 1, 32. Sie besitzen infolge ihrer grossen unregelmässigen Oberfläche eine sehr grosse Verdampfungsgeschwindigkeit, was ihre Verwendung als Aerosol-Treibmittel sehr schwierig macht und praktisch ausschliesst. Ausdrücklich ist in der ersten Veröffentlichung, in der Tabletten aus Kohlensäureschnee erwähnt sind, wiederholte Male darauf hingewiesen, dass bei Einführung derartiger Tabletten in die mit Flüssigkeit gefüllten Behälter diese Behälter augenblicklich geschlossen werden müssen.
Das bekannte Verfahren ist also für den Gebrauch im grosstechnischen Massstab ungeeignet und die so erzielten Formlinge ergeben infolge ihrer schnellen Verdunstung auch bei schnellster Einbringung und schnellstem Verschluss der zu füllenden Behälter unregelmässige und in unerwünschter Weise schwankende Drucke.
Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, dass eine Kohlensäureeisplatte von spezifischem Gewicht von etwa 1, 5 mit solcher Kraft gegen eine mit zahlreichen gleichförmigen Vertiefungen, deren Wände in Druckrichtung konvergieren, versehene, an der Unterseite geschlossene oder offene Platte gedrückt wird, dass die Kohlensäureeisplatte in entsprechende zahlreiche zapfenförmige Stückchen oder Stränge zerlegt wird, deren spezifisches Ge- wicht durch das Hereinpressen erhöht und deren
Oberfläche weitgehend geschlossen wird.
Es wird also im Unterschied zum bekannten
Stand der Technik als Ausgangsstoff Kohlensäure- eis grob-kristalliner Struktur und mit spezifischem
Gewicht von etwa 1, 5 benutzt. Dieses Material ist seit Jahren bekannt und wird im Handel unter der Bezeichnung "Kohlensäureeis" oder "Trocken- eis" vertrieben. Bei dem erfindungsgemässen
Form-Pressvorgang wird das kristalline Kohlen- säureeis noch weiter verdichtet und eine praktisch geschlossene Oberfläche der Trockeneiskörperchen erzielt. Die Verdichtung erfolgt, bis ein spezifisches Gewicht von etwa 1, 56 erzielt wird, was durch den aufgewandten Druck und insbesondere auch die Konvergenz der Wände der Vertiefungen erreicht wird. Es sind mit der gleichen Vorrichtung auch Arbeiten vorgenommen worden, bei denen die Stahlplatte Öffnungen mit parallelen, beispielsweise zylindrischen Konturen besass.
Die erzielten Ergebnisse waren, obwohl eine gewisse Verdichtung durch die Pressenhydrale eintrat, unbefriedigend. Bei den erfindungsgemässen Formpresslingen verdampft das Trockeneis an den Flächen, an denen die Platte dem Trockeneis grossen Widerstand leistet, so dass einwandfrei geteilte Formkörper entstehen, die durch einfaches Umkippen der Platte herausfallen. Die Vertiefungen können grundsätzlich beliebige Form haben, vorzugsweise werden ihre Wände in Form von Polygonen oder Kreisen ausgebildet sein.
Im allgemeinen werden Formkörper mit einem
Gewicht von etwa 0, 4 bis 2 gr hergestellt, die bei- spielsweise als Treibmittel für die üblichen AerosolPackungen ausreichen.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erzeugten Trockeneis-Formkörper haben auf Grund ihrer geschlossenen Oberfläche und verdichteten Struktur eine wesentlich längere Haltbarkeit als etwa vergleichsweise in einer üblichen Tabletten-Presse hergestellte Formlinge aus Kohlensäureschnee. Es ist durch Versuche festgestellt worden, dass die Verdampfungszeiten der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Formkörper und der nach dem bekannten Stand der Technik hergestellten Formkörper sich verhalten wie 33 : 18, das Verhältnis also den Wert 1, 835 hat.
Die Dichten verhalten sich etwa wie 1, 56 : 1, 32, das Dichtenverhältnis hat also den
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Wert 1, 182, woraus sich erhellt, dass die längere Verdampfungszeit nur zu einem geringen Teil auf die grössere Masse zurückzuführen ist, sondern im wesentlichen auf die grössere Oberflächendichte.
Bei Verwendung als Treibgas für Aerosole wird ausser dem bekannten Vorteil, dass Kohlendioxyd ein inertes Gas ist, eine langsame Vergasung erreicht, die völlig beherrscht werden kann.
Um eine Beschleunigung der Herstellung zu erzielen, kann auch in Art des Strangpressverfahrens gearbeitet werden, wobei die Trockeneisstränge vorzugsweise unmittelbar auf der Unterseite der Platte abgeschnitten werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besitzt eine mit vielen gleichförmigen, in Druckrichtung konvergierenden Vertiefungen versehene, an der Unterseite geschlossene oder offene Platte und ein Pressorgan, beispielsweise einen Stempel, der die Trockeneisplatte mit einer Kraft von etwa 80 kg/ cm" gegen die Platte drückt. Ist die Platte unten geschlossen, entstehen einzelne Formkörper, die bei Umkippen der Platte herausfallen ; ist die Platte unten offen, entstehen Stränge, die entsprechend unterteilt werden. Die zwischen den Vertiefungen bestehenden Wände haben auf der Oberseite der Platte eine gegenüber den Vertiefungen kleine Oberfläche. Hiedurch wird sowohl der Kraftverbrauch beim Pressen als auch der Rohmaterialverlust verringert.
Bei einer besonders bewährten Ausführungsform der Platte besitzen die Vertiefungen nahezu die Form eines Kegels oder Kegelstumpfes, dessen Bodendurchmesser etwa 5-10 mm beträgt und dessen Höhe zwei- bis dreimal so gross ist.
Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe einer Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Dabei ist eine Plattenform dargestellt, die kegelstumpfförmige Einzelkörper ergibt. Würde hier der Unterteil der Platte entfernt, würden Strangkörper geformt werden.
Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine Stahlplatte 1, die auf ihrer gesamten Oberseite mit Vertiefungen 2 versehen ist. Die Vertiefungen liegen so dicht nebeneinander, dass die dazwischenliegenden Wände 3 an ihrer dünnsten Stelle nur etwa 1 mm stark sind. Auf diese Stahlplatte wird eine etwa 16 mm starke Scheibe 4 aus Trockeneis mit spezifischem Gewicht von etwa 1, 5 gelegt. Durch einen Stempel 5 einer beispielsweise hydraulischen Presse wird nun ein Anpressdruck ausgeübt, der etwa 80 kg/cm- betragen kann. Bei diesem Pressvorgang dringen die den Vertiefungen 2 gegenüberliegenden Teile der Scheibe 4 in diese Vertiefungen ein und werden entsprechend geformt und verdichtet.
Wird nach Anheben des Stempels 5 die Platte 1 umgekippt, so fallen die in die Vertiefungen 2 eingedrückten Trockeneisstücke als kleine, gleichmässig grosse, der Form der Vertiefungen entsprechende Stückchen heraus.
Zum Strangpressen wird statt der dargestellten Stahlplatte 1 eine Platte mit an der Unterseite offenen Vertiefungen benutzt werden, die dann mit Vorteil auf eine feste Stahlplatte aufgelegt wird. Wird durch eine derartige Platte ein Block Trockeneis etwa mit Hilfe eines Stempels 5 gepresst, so werden Trockeneisstränge entstehen, die laufend, vorzugsweise unmittelbar auf der Unterseite der Platte, in gleich lange Abschnitte unterteilt werden.
Um Stücke genau gleichen Volumens zu erhalten, was für die im vorstehenden erläuterte Verwendung erwünscht ist, empfiehlt es sich jedoch in der Regel, eine Stahlplatte mit an der Unterseite geschlossenen Vertiefungen zu verwenden, deren Tiefe die Länge der Presslinge bestimmt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen kleiner Formkörper aus fester Kohlensäure, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kohlensäureeisplatte von spezifischem Gewicht von etwa 1, 5 mit solcher Kraft gegen eine mit zahlreichen gleichförmigen Vertiefungen, deren Wände in Druckrichtung konvergieren, versehene, an der Unterseite geschlossene oder offene Platte gedrückt wird, dass die Kohlensäureeisplatte in entsprechend zahlreiche zapfenförmige Stückchen oder Stränge zerlegt wird, deren spezifisches Gewicht durch das Hineinpressen erhöht wird und deren Oberfläche weitgehend geschlossen ist.