CH691580A5

CH691580A5 - Extrusion von pulverförmigen Stoffen.

Info

Publication number: CH691580A5
Application number: CH02427/96A
Authority: CH
Inventors: Roland Tschudy; Bernhard Stalder; Franz Dr Giger
Original assignee: Buehler Ag Patentabteilung
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 2001-08-31
Also published as: DE19641768A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Mischen, Homogenisieren, Dispergieren und Benetzen von pastösen Stoffen, insbesondere aus granulierten und/oder pulverisierten Farbpigmenten, Bindemitteln und/oder Zusatzstoffen mittels eines Extruders.

Derartige Vorrichtungen sind schon verschiedentlich vorgeschlagen worden (DE-PS 1 227 767, DE-OS 2 340 726 und DE-OS 2 432 860), wobei als Feinmahlvorrichtung stets eine Rührwerksmühle in Betracht gezogen wurde. Nach der Literatur handelt es sich dabei stets um eine einzige Rührwerksmühle, der eine (oder zwei) Förderschnecke(n) zur Zuführung des gesamten Mahlgutes oder eines Teiles davon vorgeschaltet war. Dieser Förderschnecke konnte im Bereich des Einlasstrichters eine kurze Schnecke zum Vormischen beigegeben sein.

In der DE-OS 3 543 190 ist eine weitere Vorrichtung zum kontinuierlichen Dispergieren und Feinmahlen von Feststoffen beschrieben. Einer Feinmahlvorrichtung, insbesonderer einer Rührwerksmühle, wird das zu vermahlende Mahlgut über einen Schneckenapparat zugeführt, der vorzugsweise als ein druckaufbauender Extruder ausgebildet ist. Dieser Schneckenapparat besitzt an seiner Schnecke mindestens eine Dispergierzone mit Dispergierwerkzeugen, sodass vom Schneckenapparat nicht nur die Zulieferung und allenfalls Durchmischung der Bestandteile des Mahlgutes, sondern auch bereits eine Vordispergierung vorgenommen wird.

Ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Pulverlacken ist in der DE 4 101 048 A1 beschrieben. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Pulverlacken, bei denen die einzelnen Komponenten mittels eines Extruders homogenisiert und dispergiert werden, die Schmelze direkt nach dem Verlassen des Extruders abgekühlt und das erhaltene Produkt zerkleinert wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Bindemittel- und die Härterkomponente mittels eines kontinuierlich arbeitenden Mischers entsprechend ihres Mi schungsverhältnis in dem Pulverlack vorgemischt werden, diese Vormischung dem Extruder kontinuierlich zugeführt und in dem Extruder aufgeschmolzen wird.

Die Pigmente, Füllstoffe und gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe werden entsprechend zu ihrem Mischungsverhältnis in dem Pulverlack separat vorgemischt, und die so erhaltene Vormischung dem Extruder kontinuierlich am Ende der Schmelzzone oder in der anschliessenden Homogenisier- bzw. Dispergierzone zudosiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Dispergieren von pulverförmigen Stoffen vorzuschlagen, bei dem lediglich ein Extruder erforderlich ist, d.h. auf einen Mischer, einer Rührwerkskugelmühle bzw. ein Walzwerk verzichtet werden kann.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die pulverförmigen Stoffe, die Bindemittel und/oder die Zusatzstoffe ungemischt in den Extruder eindosiert werden, dass die Stoffkomponenten im Extruder gemischt, homogenisiert, dispergiert und benetzt werden und das fertige Endprodukt, insbesondere die verarbeitungsfertige Farbe, den Extruder verlässt.

Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von beispielsweise Offsetdruckfarben stehen aus verschiedenen Maschinenkomponenten, wie z.B. Mischer, Rührwerkskugelmühlen oder Walzwerke.

Die vorliegende Erfindung schlägt nunmehr ein Verfahren zur Herstellung von beispielsweise Farben vor, bei dem man zur Dispersion der Pigmente auf alle o.g. Maschinenkomponenten verzichten kann. Es ist möglich, mithilfe eines an sich bekannten Extruders die Farbe mittels einer geeigneten Eindosierung von Pigment-, Bindemittel und/oder den Zusatzstoffen in den Extruder und der sich darin anschliessenden Mischung, Homogenisierung, Dispersion und Benetzung, fertige Farbe herzustellen. Für den Erfolg des Verfahrens kommt es insbesondere auf die spezielle Eindosierung, das Mengenverhältnis der einzelnen Stoffkomponenten und eine spezielle Schneckenkonfiguration an. Die verschiedenen, besonders vorteilhaften ausgestalteten Verfahrensschritte ergeben sich aus den Ansprüchen und Beispielen.

Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Prozentangaben beziehen sich auf das innere, mit Stoffen füllbare Extrudervolumen.

Durch Nachschalten einer weiteren Dosierung für die Dosierung von Sonderkomponenten innerhalb des Extruders und/oder ausserhalb mittels eines statischen Mischers kann ein verpackungsfähiges Endprodukt gefertigt werden.

Beispiel 1

60% Farbpigment, 20% zähes Bindemittel, 10% benetzendes Bindemittel, 5% öliges Bindemittel und 5% Zusatzstoffe.

Die Stoffe werden ohne Vormischung in den Extruder mit dem entsprechenden Mischungsverhältnis in eine \ffnung zu Beginn eindosiert. Das fertige Produkt verlässt den Extruder.

Beispiel 2

Dieselbe Zusammensetzung wie in Beispiel 1.

Die Stoffe werden in beliebiger Reihenfolge an verschiedenen Stellen des Extruders eindosiert, wobei die Dosierung der einzelnen Komponenten aufgeteilt sein kann, d.h. beispielsweise 10% des Farbpigmentes wird im ersten Drittel eindosiert und 30% in der Mitte und der Rest im letzten Drittel des Extruders. Diese Aufteilung der Dosierung gilt selbstverständlich auch für die anderen Stoffe, wie Bindemittel oder Zusatzstoffe. Ebenso kann die Reihenfolge der verschiedenen Stoffe und Mengenzugaben in allen denkbar geeigneten Möglichkeiten erfolgen.

Beispiel 3

40% Farbpigment, 30% zähes Bindemittel, 15% benetzendes Bindemittel, 15% öliges Bindemittel.

In einer ersten Dosierung im ersten Drittel des Extruders wird das benetzende Bindemittel eingegeben. Es schliesst sich die Dosierung des Farbpigmentes mit den zähen Bindemittel an. Im letzten Drittel des Extruders erfolgt die Eindosierung des öligen Bindemittels und der Zusatzstoffe.

Beispiel 4

70% Farbpigment, 25% zähes und benetzendes, vorgemischtes Bindemittel, 5% öliges Bindemittel.

Zunächst wird 15% zähes Bindemittel mit 10% benetzendem Bindemittel vorgemischt. Das vorgemischte Bindemittel und das Pigment wird in den Extruder eingegeben - gemeinsam oder örtlich hintereinander. Im letzten Drittel wird das ölige Bindemittel zugegeben,

Beispiel 5

Zusammensetzung wie in Beispiel 4.

Vor der Eingabe des vorgemischten Bindemittels aus zäher und benetzender Komponente wird das Bindemittel zur kurzzeitigen Erniedrigung der Zähigkeit vorgewärmt.

Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen Mischen, Homogenisieren, Dispergieren und Benetzen von granulierten und/oder pulverförmigen Stoffen, insbesondere von Farbpigmenten, in Verbindung mit Bindemitteln und/oder Zusatzstoffen mittels eines Extruders, dadurch gekennzeichnet, dass die pulverförmigen Stoffe, die Bindemittel und/oder die Zusatzstoffe ungemischt in den Extruder eindosiert werden, dass diese Stoffkomponenten im Extruder gemischt, homogenisiert, dispergiert und benetzt werden und das fertige Endprodukt, insbesondere die verarbeitungsfertige Farbe, den Extruder verlässt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel mindestens eine hochviskose und/oder eine benetzende Komponente aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Bindemittel mit einer öligen Komponente zugefügt wird.

4.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffkonzentration der pulverförmigen Stoffe 10% bis 90%, vorzugsweise 40%-60%, bezogen auf die gesamte Stoffkonzentration im Innern der Dispergierzone des Extruders beträgt und der Rest des verbleibenden Volumens die verschiedenen Komponenten der Bindemittel und/oder Zusatzstoffe umfasst.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindosierung der pulverförmigen Stoffe, Bindemittel und/oder Zusatzstoffe ohne Vormischung gemeinsam in eine einzige Dosieröffnung des Extruders erfolgt.

6.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindosierung der pulverförmigen Stoffe, Bindemittel und/oder Zusatzstoffe jeweils für sich alleine und/oder kombiniert, an verschiedenen \ffnungen des Extru ders erfolgt, wobei die Menge der einzelnen Stoffkomponente auf einmal oder aufgeteilt in den Extruder eindosiert wird.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgemischtes Bindemittel, bestehend aus einer zähen, benetzenden und/oder öligen Komponente in den Extruder eindosiert wird.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel vor dem Eindosieren zur Erniedrigung der Zähigkeit vorgewärmt wird.

9.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder mindestens eine Schnecke, vorzugsweise zwei Schnecken aufweist, und die Schnecken aus Knetelementen als Dispergierwerkzeuge, aufgebaut sind.