DD277845A1 - Verfahren zur diskontinuierlichen wirbelschicht-spruehgranulierung thermolabiler hydrophober feststoffe, vorzugsweise von vulkanisationshilfsmitteln - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur diskontinuierlichen Wirbelschicht-Spruehgranulierung thermolabiler hydrophober Feststoffe, vorzugsweise von Vulkanisationshilfsmitteln. Das erfindungsgemaesse Verfahren dient zur Herstellung eines staubfreien, transportstabilen Granulats aus thermolabilen hydrophoben Feststoffen, das bei geringer Erhoehung der mechanischen Druckbelastung in seine Primaerpartikel zerfaellt. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet besteht in der Granulation von Vulkanisationshilfsmitteln. Gemaess der Erfindung wird die Ausgangsmenge des filterfeuchten Vulkanisationshilfsmittels im Verhaeltnis 99:1 bis 6:1 geteilt, der groessere Teil auf eine gleichmaessige Feuchte von 2...12% vorgetrocknet und nachfolgend in einen Wirbelschichtapparat mit der 0,3- bis 2,5fachen Masse einer Bindemittelloesung, bezogen auf die vorgetrocknete Paste, besprueht. Die Bindemittelloesung besteht aus einer waessrigen Dispersion des kleineren Teils des filterfeuchten Vulkanisationshilfsmittels, die einen Zusatz von vulkanisationsvertraeglichen Bindemitteln mit einem Massenanteil von 0,5 bis 8% enthaelt. Anschliessend wird das feuchte Granulat in der Wirbelschicht auf Endfeuchten mit einem Wasser-Massenanteil unter 1% getrocknet.

Description

Ein häufig zur Granulation angewendeter, technisch zu beherrschender Verfahrenstyp ist die Sintergranulation. Im EP 0??7345 werden Verfahren und Vorrichtung für Granulation und granulUite Produkte beschrieben, daj mit schmelzbarem, pulvrigen Material arbeitet, das über eine zentral angeordnete Dosierschnecke einer gefeuert benetzbaren Zentrifugalzerstaubungsvorrichtung, die unterschiedliche geometrische Form besitzen kann, zugeführt wird. Die Selbstverfestigung wird durch geschmolzene und wieder erstarrte Anteile erreicht. Die Vulkanisationshilfsmittel allgemein, besonders aber das unter dem Handelsnamen Wobezit DM bekannte Dibenzothiazyldisulfid, verlieren bei Sintervorgängen ihre vulkanisationsspezifischen Aktivitäten. Beim Wobezit DM 'ritt, bei zu hoher thermischen Belastung, die qualitätsschädigende Bildung von Sinteranteilen als sogenanntes Spitzkorn auf. Wegen dieser Gravierenden Qualitätsminderungen sind Vorfahren der Sintergranulation prinzipiell nicht anwendbar. In den Patentschriften DD 209612, DD 223934, DD 228458 und EP 0163836 werden kontinuierlich arbeitende Verfahren der Wirbelschicht-Sprühgranuliorung beschrieben, die sämtlich von sprühfähigen Lösungen bzw. Dispersionen ausgehen und ohne Zusätze oder Bindemittel harte, transportstabile Granulate ergeben. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß sie wegen des hohen Wasseranteils in den Lösungen bzw. Dispersionen einen hohen Energieaufwand erfordern. Sie führen zu Granulaten mit relativ großen Durchmessern. Alle Varianen dieses Verfahrenstypes führen aber zu so harten Granulaten, daß diese bei geringer Erhöhung der mechanischen Druckbelastung nicht zerfallen, so daß diese Verfahren nicht für die Granulierung von Vulkanisationshilfsmitteln geeignet sind.

Aus der Ane'yse der bekannten technischen Verfahren ergibt sich, daß keine anforderungsgerechten Verfahren existieren. Die Gründe dafür sind sehr breit gefächert. Zunächst stellen die stofflichen Eigenschaften der Vulkanisalionshilfsmittel mit ihrem im trockenen Zustand ausgesprochen hydrophoben Verhalten ein schwer zu beherrschendes Problem dar. - Ein Grundsatzproblem besonderer Art sind die direkt konträren Anforderungen an dio Partikelstabilität. Entweder sind mit den bekannten Verfahren harte, transportstabile, staubfreie Granulate herstellbar, dann sind diese jedoch so hart, daß sie sich nicht in die für den Einarboitungsvorgang in den Kautschuk vor der Vulkanisation notwendigen staubfreien Primärpartikel durch einfaches Zerdrücken zerlegen lassen. Oder es entstehen weiche, nicht transportstabile Granulate, die stark stauben. - Der dritte und genau so wesentliche Nachteil der bisherigen Verfahren besteht in den ungelösten Problemen der vulkanisationsverträglichen Bindemittel.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur diskontinuierlichen Wirbelschicht-Spruhgranulierung theimolabiler hydrophober Feststoffe, vorzugsweise von Vulkanisationsliilfsmitioln, das die Nachteile der bisherigen Verfahren meidet und die differenzierte Granulatstruktur sichert, die sowohl slaubfrt ie transportstabile Strukturon garantiert als auch gleichzeitig bei geringer Steigerung der Diuckbelastung den spontan'en Zerfall in die staubfreie Primärpartikel einschließt

Darlegung des Wesens der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, ein energiesparendes Verfahren zur diskontinuierlichen Wirbelschicht-Spruhgranuliorung

thermolabiler hydrophobor Feststoffe, vorzugsweise von Vulkanisationshilfsmitteln, zu schaffen, mit dom - unt«'i Zusatz vonausschließlich solchen Substanzen, die in Qualität und Quantität gobrauchswertgerocht, im speziellen Sinne beispielsweisevulkanisationsvertraglich sind - dio thermolabilen, im trockenen Zustand ausgesprochen hydrophobe Eigenschaftonaufweisenden Feststoffe in nichtstaubendo, trjnsports'.abilo Granulate umgewandelt werden, andererseits aber diese Cranulat»bereits bei gering über don bei TUL- und Dosierprozessen auftretenden Drücken wieder spontan in ihro Primarpartikel/erfallon.

Erfindungsgemaß wird die Aufgabo wie folgt gelöst, wobei die Erläuterung des Vorfahronsprin/ips fur thormol Jbile hydrophobo Fosts'.offo am Beispiel von Vulkanisationshilfsmitteln erfolgt Dio filtorfouchto Paste der Vulkanisaiionshilffcmittel. die in der Regel mit Wassor-Mtissonantoilon zwischon 40 und 7'i°o anfallt.

wird im Verhältnis 99:1 bis 6.00:1 goteilt und der größere Teil der filtorfeuchten Pasto auf eine gloichmäßigo Fouchte mit Wasser-

Maisenantoilon von 2 bis 12^eovorgetrocknot Dio Granulierung dos vorgetrockneton Vulkenisationshilfsmittels wird in an sich bekannten, diskontinuierlich arbeitenden Wirbelschichtgranulationsanlagon durchgeführt. Mit der Luft, die bei Anstromtemporaturen zwischen 20 und 80 C eintritt, wild

erfindungsgomäii dio vorgetrocknete Paste in den Wirbelschichtzustand gebrecht und in einem Zoitraum von 5 bis SOMin mitder 0,3- bis 2.5fachon Masse einer Bindemittellosung, bezogen auf dig vorgotrockneto Pasto, besprüht.

Anschließend wird das feuchte Granulat mit der Lufi, bei Anströmtomperaturen zwischen 20 C und 140 C, ebenfalls in don Wirbelschichtzustand gebracht und auf Endfeuchten mit einem Wassfcr-Maasenanteil unter 1 % gotrocknot. Em weiteres entscheidendes Morkmal dos erfindungsgemaßon Verfahrens ist, daß die Bindomittollösung auf dor wäßrigen Dispersion des kleineren Teils dos filterfeuchten Vulkanisationshilfsmiltols und Massonantoilon bis zu 8° ο oinos

gebrauchswertgorechion Bindcrnittols besteht.

Als vulkamsationsvortraglicho Bindemittel können Latex. Carboxymethylcellulose, n-alkanreiche Kohler.wasi erstoffo im Bereich C, bis C;;. höhere Alkohole im Boroich gribßor C,, Emulgatoren verschiedener chum.scher Konstitution und Zusammbiisotzung

sowie gurtvniveruagliche Weichmacher odpr deren Kombination vorwondot worden

Gegenüber bisherigen Verfahren sind wesentliche Vortoilo fostzustollon. Im Vorgleich zu den Sinterverfahren bleibt dio vollo Wirksan.'Koit der vulkai.isationshillsmiitel erhalten. Im Vorgloicl) zu den mit Keimruckfuhrung und den mit der insgesamt

spuhfahigon Dispersion arbeitenden Vorfahren werdon oin wichtiger energetischer Effekt sowio überhaupt erst dio orforderlichodifforonzierto Partikelstruktur mit staubfrmon Granulaton oinorseits bei den TUL- und Dosiorpro/essen sowie dom spontanen/orfall in die staubfreion Primarpartikeln andororsoits bei geringer Steigerung der Druckbeanspruchung orroicht, ohne daßvulkanisationsstorondo Zusat/stoffo zugefügt wordon

Ausfuhrungsb«4spieJ·

Οίο Erfindung soll nachstehend an 8 Au»führungsbeispiel6n niher erläutert worden.

Die erfir.dungsgemäßen Parameter der stofflichen Zusammensetzung gnd der Prozeßparameter in den Verfahrensstufen der Granulierung und Trocknung sind in den Tabellen 1 und 2 zusammengefaßt.

Die verwendeten Wirbelscnichtgranulationsapport te arbeiteten diskontinuierlich. Es wurden ein Labor-Wirbelschichtgranulationsapparat sowie techniKhe Wirbelschichtgranulationsapparato mit den Durchmessern von 400 und 1300mm verwendet. Das Verfahren wurde an den zwei charakteristischen Vulkanisationshilfsmittotn

- 2-Mercaptobenzthiazol/Wobezit M/WoM

- Dibenzothiazyldisulfid/Wobezit 0M/:WoDM mit den Bindemitteln

- Carboxymethylzellulose (DOMZ)

- Latex

und entsprechenden Bindemittel-Kombinationen erprobt.

Die Bindemittellösung wurde mit Düsen in die Wirbelschicht eingebracht. In der Wirbelschicht erfolgte Homogenisierung mit anschließender Trocknung. Die Ergebnisse stellten sich wie folgt dar: Alle erzeugten Produkte sind staubfrei; es sind transport- und dosierstabile Granulate mit kugel&hnlicher Form, sie zoigton darüber sämtliche bei geringer Erhöhung dor Druckbeanspruchung das akute Zerfallen in die staubfreien Primärpartike!. - An charakteristischen Proben konnte der Gebrauchswert der Vulkanisationshilfsmittel nachgewiesen werden.

Tabelle 1: 4 Charakteristische Beispiule des erfindur.gsgemößön Verfahrens mit

verschiedenen thermolabilen, hydrophoben Feststoffen am Beispiel dos Vulkanisationshilfsmittels Wobezit M

Stoff/Verfahrensstufo	Stoff- bzw. Verfahrens-	Beispiele	?	3	Stoff- b/w. Verfahrons-	Beispiole	6	7	4
	parambtei	1	WoM	WoM	paramettir	5	WoDM	WoDM	WoM
Filterfeuchte	Stört	WoM	3,48	2.41	Stoff	WoDM	363.5	281
Paste	Masse/kg	0,67	68	62	Masso/kg	497.5	61	58	68
	Wasser/Ma.S	50	15,13	15,13	Wassor/Ma."»	7?	14,7	3C.2	12.51
	Teilunps-	4,15	1	1	Toilungs-	13.5	1	1	1
	verhältnis	1	2,63	0.86	vofhaltnis	1	14C	120	1,68
Vorgotrocknote	Masse/kg	0,?7	26	3	Masso/kg	135	5,2	4.8	4
PaMo	Wassor/Ma.%	3	Latox	Latox	Wassor/Mfa °»	4			COMZ
Bindemiltollosung	Bindemittel	Latox		COM2
			1.44	0.57		1.86
	Gosarntmasse/kg	0.63	0,548	1.5	1.11
	Losung	1,96	1	1	1
	Pa?tt	1	0.40	0.15	0.40
	MnsiioPasto/kg	0.13	1.40	C.35	1.40
	W«sser;usatz/k'j	0,36	0.(K	0.04	0.06
	Bindemittol/kg	0,040	1.9	9.5	3,2
	Bindomittel/Ma.°o	10.7	18	25	28
Graniiliorung	Sprühzoit/Min.	30	70	66	75
	Lufltemp./ C	70	85	80	75
Trocknung	Liifttomp./ C	86	0.78	1DI	0.68
	Endfeuchto/Mo.·0«	0.76		Tabelle 2: 4 Ctiaroktoristische Roispiole dos urfindunysgomäßen Vorfahreiis mit
	vo- schiodoncn thermolabilon. hydiophoben Fo-ttsloffon am Boisp.oi dos
VUkamsationshilfsmittols Wobozit DM
Stoff/Verfah-ensstufo
	8
*ilterteucht«	WoDM
"aste	278.4
	r>5
	27.«
	1
Vorgetrocknole	130
Paste	7

Fortsetzung Tab 2, S 4

-4- 277 848

FortMUung Tab. 2

Stoff/Verfahrenutufe	Stoff· txw. VerUhren»-	Beispiele	β	7	8
	parametef	5	Latex	Latex	Latex
Bindemittel-	Bindemittel	Latex	116.2	90	88,4
lötung	Getamtmaue/kg	138	0.13	0.7»	o.es
	Lotung	1.02	1	1	1
	Patto	1	23.3	8.9	9.6
	Matt« Patte/kg	34.2	90	77.5	75
	Wa»s«r/uiat//kg	101	2.90	3.60	3,80
	Bindemittel/kg	2.76	2.5	4.0	4.3
	Blndemitiel/Ma.%	2.0	20	18	25
Granulierung	Spruhteit/Min.	20	75	70	30
	LuftlempTC	60	60.. 80	95	40
Trocknung	Lufitemp.rC	BQ	0.82	0.79	0.83
	Endfeuchte/M» %	0.80

Verfahren zur diskontinuierlischen Wirbelschicht-Sprüh-Granulierung thermolabiler hydrophober Feststoffe, vorzugsweise von Vulkanisationshilfsmitteln, die im trockenen Zustand zum Stauben neigen, deren Granalien einerseits staubfrei und transpcrtstabil sind, andererseits aber unter Einwirkung einer vorherbestimmten, relativ niedrigen mechanischen Druckbelastung in ihre Primärpartikel zerfallen, gekennzeichnet dadurch, daß die filterfeuchten thermolabilen hydrophoben Feststoffe im Verhältnis 99:1 bis 6,00:1 geteilt werden, wovon der größere Teil auf eine gleichmäßige Feuchte mit Wasser-Massenanteilen von 2 bis 12% vorgetrocknet wird und dann im Wirbelschichtgranulator mit Luft, bei Anströmtemperaturen zwischen 20 und 8OX, in den Wirbelschichtzustand gebracht wird und dabei in einem Zeitraum zwischen 5 und 60 Minuten mit dem 0,3- bis 2,5-fachen Massenverhältnis einer Bindemittellösung, bezogen auf die vorgetrocknete Paste, besprüht wird, die aus der wäßrigen Dispersion des kleineren Teils des filterfeuchten thermolabilen hydrophoben Feststoffs und Massenanteilen von 0,5 bis 8% eines gobrauchswertgerechten Bindemitteis besteht, wobei bei hydrophoben Vulkanisationshilfsmitteln als vulkanisationsverträgliche Bindemittel Latex, Carboxymethvlzellulose n-alkanreiche Kohlenwasserstoffe im Bereich größer C₈ bis Cj₂, Emulgatoren verschiedener chemischer Konstitution und Zusammensetzung sowie gummiverträgliche Weichmacher, oder deren Kombination eingesetzt werden, und anschließend, ebenfalls in der Wirbelschicht, bei Luftanströmtemperaturen zwischen 20 und 140 C auf Endfeuchte-Massenanteile Wasser unter 1 % getrocknet wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Dio Erfindung betrifft ein Verfahren zur diskontinuierlichen Wirbelschicht-Sprühgranuliorung thermolabiler hydrophober Feststoffe, vorzugsweise von Vulkanisationshilfsrnittoln, als staubfreies, transportstabiles Granulat, das bei geringer Erhöhung der mechanischen Druckbelaslung in seine staubfreien Primarpartikel zerfall«

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Dor Stand der Produktion ist überwiegend dadurch gekenn/oiehnot, d .Ii das als Paste im Filter anfallende Vulkcnisationshilfsmiltel eine Feuchte mit Wasser-Massonanteilon /wischen etwa 50 und 80°o aufweist und anschließend auf oino Endfeuchte mit Wasser Massonanteilon unter 1 °_o getrocknet wird. Dazu werden vorzugswweiso Kammer- oder Pastenwirbolschichttrockner verwendet. Dabei fällt einstauhformiges Endprodukt an. dessen Primarkorn-Partikelvertoilung durch einen Ruckstand auf einem 63 um Prüf siebgewebe von einem Massonanteil von höchstens 1 Ό charakterisiert wird. Diese fur don mechanischen Einarbeitungsprozeß der Vulkanisationshilfsmiltel in den Kautschuk notwendige Partikolgroßenvertoilung stott aber bei den vorhergehenden TUL- und Dosierprozesson wegen der Staubbelasügung. Fur dio Granulierung feinkörniger, stark staubender Stoffe mit einem hohen Feinkornanteil mit einem Partikcldurchmesser · 100(im gibt es scheinbar eine breite Palotto von Vorfahren Die nachstliogondo und ökonomisch einfachste Verfahrensvariante ist das Zufügen u'id Mischen mi! g2oignoten Stoffen als Staubbindemittel. In dor DD PS 118G69 wird die Bindung des Staubanteils durch Benutzung mit natürlichen Fetten, insbesondere solcher mit einem hohen Gehalt an Ölsäure (WaIoI, Gänse- oder Schweineschmalz) vorgeschlagen. Nach der DDPS 233531 wird als staubverhinderndes Mittel fur Schüttgüter in wäßrigem Ethanol gelöster Destillationsruckstand aus der sauren Hydrierung von Acetaldol vorgeschlagen. Nach der DE OS 3010029 wird mit einem Aerosol eine staubarmo Präparation hergestellt. Dio DEOS 2250-102 schlagt den Zusatz von fibrilliortem PTFE Massenanteilen bis zu 20°o vor. In dor DD PS 110/70 worden allgemein, nicht naher definierte Zusätze in Form von Binde-, Netz- und Solubilisicrungsmitteln, Sauren, Bason oder Dispergiermitteln vorgeschlagen. Alle in diesen Patenten vorgeschlagenen Staubbindemittel s...td fur Vulkanisationshilfsmittel aus Qualitatsgrundon nicht anwendbar.

In d<:r DE-OS 2 1 412365 wird ein Verfahren beschrieben, das zur He.'stoMung von nichtstau bonden, leicht benetzbaren und rasch loslichen Granulaten fuhrt Ein weitoros Verführen zur Herstellung von nichtstaubenden, leicht bonolzbaren und rasch löslichen Granulaten wird in der DD PS 110770 angegeben In dor DD PS 115047 wird ein Verfahren fur dio Bildung agglomerierter Körnchen aus hyo/oskopisch foinem Pulver dargestellt, wobei eine bestimmte Menge von nosson Teilchen aus einem vorgesehenen beliebigen unlöslichen Material, zu dem feines Pulver zugegeben wird und das entstandene Gemisch grundlich geschüttelt wird, damit sich dicsus gleichmaßig vermischt, wodurch agglomerierte Kornchen gebildet werden. Im EP 0 191 396 Wird ein Vorfahren zur Herstellung eines rieselfahigen Granulats, bestehend aus einer pulvcrformigen bzw. feinkörnigen Komponente mit einem Gehalt des Granulats an ocr flüssigen Komponente, mit bis zu 7 Verfahrensschritten beschrieben, daß im M;schgranulator allein oder in der Kombination von Mischgranulator und Wirbelbett durchgeführt wird. Alle vier genannten Verfahren eignen sich fur leicht berietzoare, rasch lösliche Stoff«;, nicht aber fur dio in Frage stehenden, im trockenen Zustand ausgesprochen hydrophoben Vulkanisationshilfsmittel. Beim vorlotztgenannten Verfahren tritt außerdem noch die Un/ulassig'no't der Zumischung beliebigen unlöslichen Materials zu den genannten Ablehnungsgrundon hinzu.

Ein häufig zur Granulution angewendeter, technisch zu beherrschender Verfahrenstyp ist die Sintergronulation. Im EP 0237345 werden Verfehlen und Vorrichtung für Granulation und granulierte Produkte beschrieben, das mit schmelzbarem, pulvrigen Material arbeitet, das über eine zentral angeordnete Dosierschnecke einer gesteuert beheizbaren Zentrifugalzerstaubungsvorrichtung, die unterschiedliche geometrische Form besitzen kann, zugeführt wird. Oie Selbstverfestigung wird durch geschmolzene und wieder erstatrte Anteile erreicht. Die Vulkanisationshilfsmittel allgemein, besonders aber das unter dem Handolsnamon Wobozit DM bekannte Dibenzothiazyldisi. fid, verlieren bei Sintervorgangen ihre vulkanisationsspezifischon Aktivitäten. Beim Wobezit DM tritt, bei zu hoher thermischen Belastung, die qualitatsschädigende Bildung von Sinteranteilon als sogenanntes Spitzkorn auf. Wegen dieser gravierenden Qualitätsminderungen sind Verfahren der Sintergranulation prinzipioll nicht anwendbar. In den Patentschriften DD 209612, DD 223934, DD 228458 und EP 0163836 werden kontinuierlich arbeitende Verfahren der WirbelschichtSprühgranulierung beschrieben, die sämtlich von sprühfähigen Lösungen bzw. Dispersionen ausgehen und ohne Zusätze oder Bindemittel harte, transportstabile Granulate ergeben. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß sie wegen des hohen Wasseranteil in den Losungen bzw Dispersionen einen hohen Energieaufwand erfordern. Sie fuhron zu Granulaten mit relativ großen Durchmessern. Alle Varianen dieses Verfahrenstypes fuhren aber zu so harten Granulaten, daß diese bei geringer Erhöhung der mechanischen Duickbolastung nicht zurfallen, so daß diese Verfahren nicht fur die Granulierung von Vulkanisationshilfsmilteln geeignet sind.

Aus de.' Analyse der bekannten technischen Verfahren ergibt sich, daß keine anforderungsgerechten Verfahren existieren. Die Grunde dafür sind sehr breit gof Jchort. Zunächct stellen die stofflichen Eigenschaften der Vulkanisationshilfsmittel mit ihrem im trockenen Zustand ausgesprochen hydrophoben Verhalten ein schwer zu beherrschendes Problem dar. - Ein Grundsatzproblem besonderer Art sind die direkt konträren Anforderungen an die Partikelstabilität. Entweder sind mit den bekannten Verfahren harte, transpurtstabilo, staubfreie Granulate herstellbar, dann sind diese jedoch so hart, daß sie sich nicht in die fur den FinarbeHungsvorgang in den Kautschuk vor der Vulkanisation notwendigen staubfreien Primarpartikel durch einfaches Zerdrücken zerlegen lassen. Oder es entstehen weiche, nicht transportstabilo Granulate, die stark stauben. - Der dritte und genau εο wesentliche Nachteil der bisherigen Vorfahren besteht in den ungelösten Problemen dor vulkanisationsvertraglichen Bindemittel.

Ziel der Erfindung

ZmI der Erfindung ist ein Verfahren zur diskontinuierlichen Wirbelschicht-Spruhgranulierung thermolabiler hydrophober Feststoffe, vorzugsweise von Vulkanisationshilfsmitteln, das dio Nachteile der bisherigen Verfahren meidet und die differenzierte Granulatstniktut sichert, die sowohl staubfreie transportstabile Strukturen garantiert als auch gleichzeitig bei geringer Steigerung der Oruckhelastung den spontanton Zerfall in dio staubfreie Piimarpartikel einschließt

Datlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein onergiosparendes Verfahren zur diskontinuierlichen WirbelschichtSpruhuranulierung thermolabiler hydrophober Feststoffe, vorzugsweise von Vulkanisationshilfsmittoln, iu schaffen, mit dem - unter Zusatz von ausschließlich solchen Substanzen, dio in Qualität und Quantität gebrauchswortgercc'rit, im speziellen Sinno boispielswm' · vulkanisationsvortraglich sind - die thermolabilen, im trockenen Zustand ausgesprochen hydrophobe Eigenschaften aufweisenden Feststoffe in nichtstauberdc, trjnsportstabile Granulate umgewandelt werden, andererseits aber diese Granulate bereits bei gering übet den hei TUL und Dosiorprozesson auftretenden Drucken wieder spontan in ihre Primarpartikel zerfalle,ι

E rfindungsgomaß wird dio Aufgabe wie folgt gelost, wobei die Er laute rung (!es Verfahrensprinzips fur Iherniolabilo hydrophobe Feststuffe am Beispiel von Vulkanisationshilfsmitteln erfolgt

Die filterfouchto Paste der Vulkanisationshilfsmittel, die in der Regel mit Wassor-Massenanteilen zwischen 40 und 75°o anfallt, WH(J im Verhältnis 99:1 bis 6,00:1 geteilt und dor größere Teil der filterfeuchten Paste auf eine gleichmäßige Feuchte mit Wasser Massenanteilen von 2 bis 12"ο vorgetrocknet.

Die Granulio'ung des vorgetrockneten Vulkanisationshilfsmittols wird in an sin bekannten, diskontinuierlich arbeitenden Wirbelschichtgranulationsanlagen durchgeführt Mit der Luft, die bei Anstromtemporaturen zwischen 20 und 80 C eintritt, wird eifindungsgemaß die vorgetrocknete Paste in den Wirbolschichtzustand gebracht und in einem Zeitraum von 5 bis 50Min mit der 0,3 bis 2,5fachen Masre einer Bindemil'.ellosung, bezogen auf dio vorgetrocknete Paste, besprüht Anschließend wird das feuchte Granulat mit der Luft, bei Anstrbmtemperaturen zwischen 20 C und 140 C, ebenfalls in den Wirbelschichlzustand gebracht und auf Endfouchten mit einem WasserMossenantoil unter 1 °o getrocknet.

Ein weiteres entscheidendes Merkmal des erfirxlungsgemaiJen Verfahrens ist, dali die Bindomittollosung auf der wäßrigen Dispersion des kleineren Teils dos filterfeuchien Vulkanis^tionshilfsmittels und Massonantoilon bis zu 8°o eines gebraut iswertgcrcchten Bindemittels besteht.

Als vulkamsationsvcrtrngliche Bindemittel können Latex, Ciirboxymothylzellulose, nalkanreiche Kohlenwasserstoffe im Bereich C„ bis C;,, hohem Alkohol'.· im Boreich großer C„, Emulgatoren verschiedener chemischer Konstitution und Zusammensetzung sowie (jummivijrtraglicrw.' Weichmachet oiler dorcn Kombmaiio'i verwundet werden.

Gegenüber bisherigen Vorfahren sind woson'.iichc Vorteil« lesteusiellun. Ιοί Vergleich zu den Sinterverfahren bleibt die volle Wirksamkeit der Viii^amsationshilfsmittel erhalten. Irr. Vergleich zu den mit Koimruckfuhrung und den mit der insgesamt spul'.fahiyen Dispersion arbeitenden Verfahren we-'den ein wichtiger onor£ctischnr Effekt sowie überhaupt erst die erforderlicho (!.ifi.rtjnzierto Fartikdr.Uuktur mit staubfreien Granulaten einerseits bei J<jn TUL- und Dosierprozessen sowie dem spontanen Zerf.iU in die staubm;,*.·!! Primarpartikeln /indererseits bei geringer Steigerung dor Driickbeanspruchung erreicht, ohne daß vtilkanisationsstü.'i'iHlo Zusatzstoffe zugefügt worden

Autführungtbeltpiele

Die Erfindung soll nachstehend an 8 Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert weiden.

Die grfindungsgemäßon Parameter der stofflichen Zusammensetzung und der Prozeßparameter in den Verfahrensstufen der Granulierung und Trocknung sind in den Tabellen 1 und 2 zusammengefaßt.

Die verwendeten Wiröclschichtgranulationsapparate arbeiteten diskontinuierlich. Es wurden ein Labor-Wirbclschichtgranulationsapparat sowie technische Wirbolschichtgranulationsapparato mit den Durchmessern von 400 und 1 300mm verwendet. Das Vorfahren wurde an den zwei charakteristischen Vulkanisationshilfsmitteln

- 2Mercaptober./thiazol/Wobezit M/WoM

- Diben/othia/yldisulfid/Wobezit DM/:WoDM mit den Bindemitteln

- CarboxymethylzeHulose (DOMZI

- Latox

und entsprechenden Bindemittel-Kombinationen erprobt.

Die Bindemütellosung wurde mit Düsen in die Wirbelschicht eingebracht. In der Wiibolschicht erfolgte Homogenisierung mit anschließender Trocknung. Die Ergebnisse stellten steh wio folgt dar: Alle erzeugten Produkto sind staubfrei; es sind transport- und dosierstabile Granulato mit kugelahnlicher Form, sio zeigten darüber samtliche bei geringer Erhöhung der Druckboanspruchuno, das akute Zerfallen in die staubfreien Primarpartikel. - An charakteristischen Proben konnte der Gebrauchswert der Vulkanisationshilfsmittel nachgewiesen werdo.i.

Tabelle 1: 4 Charakteristische Beispiele des eifindungsgemaßen Verfahrens mit verschiedenen thermolabilen, hydrophoben Feststoffen am Beispiel des Vulkanisationshilfsmittels Wobozit M

Stoff/Verfahrcnsstufo	Stoff- bzw. Verfahrens	ßoispiclo	2	3	4
	parameter	1	WoM	WoM	WoM
Filtorfcuchto	Stoff	WoM	6,48	?,41
Pasto	Massc/kg	0,67	68	b2	68
	Wasser/'Ma .·"»	50	15,13	15,13	12,51
	Toilungs-	4,15	1	1	1
	verhaltnis	1	2.63	0,86	1,68
Vorgetrocknete	Masse/Kg	0,27	26	3	4
Paste	Wassor/Ma-0O	3	Latex	Latex	COMZ
Birulemittellosung	Bindemittel	Latex		COMZ
			1,44	0,57	1.86
	Gesamt masse/kg	0,53	0.548	1,5	1.11
	Lösung	1,96	1	1	1
	Pictc	1	0,40	0,15	0.40
	Masse Paste/kg	0,13	1,40	0,35	1,40
	Wasseizusatz/kg	0,36	0,04	0.04	0,06
	Bindemittel/kg	0,040	1,9	9,5	3,2
	Bindemittul/Ma.-°o	10,7	18	25	28
Granulierung	Spruhzeit/Min	30	70	65	75
	Lufttemp./ C	70	85	80	75
Trocknung	Lufttemp / C	85	0,78	0,81	0,68
	Endfeuchte/Ma.-°o	0,76

Tabelle 2: 4 Charakteristische Beispiele des crfindungsyemaßen Verfahrens mit verschiedenen thormolabilon, hydrophoben Feststoffen am Beispiel des Vulkanisaiionshilfsmittnls Wobezit DM

Stoff/Vor fahr uns stufe	Stoff- bzw. Verfa'irens-	Beispinlo	6	7	8
	parameter	5	WoDM 363,5 61 14,7 1	WoDM 281 58 30.2 1	WoDM 278,4 55 27.6 1
ilterfeuchte •\isk-	Stoff Masse/kg Wasser/Ma °» Tcilungs- verhältnis	WoDM 497.5 72 13.5 1	140 5,2	120	130 7
Vonjetiocknct»! Pasto	Masse/kg Wassor/Mü %	135 4

^rortsotzungTab 2, S

FoitsotiungTab.2

	parameter	5	6	7	8
Bindemittel-	Bindemittel	Latex	Latex	Latex	Latex
lösung	Gosamimasse/kg	138	116,2	90	88,4
	Lösung	1.02	0,83	0.75	0,68
	Paste	1	1	1	1
	Masse Paste/kg	34,2	23,3	8.9	9,6
	Wassof/usat//kg	101	90	77,5	75
	BindomiCel/kg	2,70	2,90	3,60	3,80
	Bindemitiol/Ma.-°o	2,0	2,5	4,0	4,3
Granulierung	Spruh/oil/Min	20	20	18	25
	Lüfttemp / C	60	75	70	80
Trocknung	Lufttemp / C	8Q	60. .80	95	40
	EntJfeuchtc/Ma-0O	0,80	0,82	0,79	0.83

Claims (1)

1. Verfahren zur diskontinuierlischen Wirbolschicht-Sprüh-Granulierung thermolabiler hydrophober Feststoffe, vo^r igsweise von Vulkanisationshilfsmitteln, die im trockenen Zustand zum Stauben neigen, deren Cvranalien einerseits staubfrei und transportstabil sind, andererseits aber unter Einwirkung einer vorherbestimmten, relativ niedrigen mechanischen Druckbelas'ung in ihre Primärpartikel zerfallen, gekennzeichnet dadurch, daß die filterfeuchten thermolabüsn hydrophoben Feststoffe im Verhältnis 99:1 bis 6,00:1 geteilt werden, wovon der größere Teil auf eine gleichmäßige Feuchte mit Wasser-Massenanteiten von 2 bis 12% vorgetrocknet wird und dann im Wirbelschichtgranulator mit Luft, bei Anströmtemperaturen zwischen 20 und 80⁰C, in den Wirbelschichtzustand gebracht wird und dabei in einem Zeitraum zwischen 5 und 60 Minuten mit dem 0,3· bis 2,5-fachen Massenverhältnis einer Bindemitteliösung, bezogen auf die vorgetrocknete Paste, besprüht wird, die aus der wäßrigen Dispersion dos kleineren Teils des filterfeuchten thermolabilen hydrophoben Feststoffs und Massenanteilen von 0,5 bic 8% eines gebrauchswortgerechten Bindemittels besteht, wobei bei hydrophoben Vulkanisationshilfsmitteln als vulkanisationsveiträgliche Bindemittel Latex, Carboxymethylzellulose n-alkanreiche Kohlenwasserstoffe im Bereich größer C₈ bis C₂;, Emulgatoren verschiedener chemischer Konstitution und Zusammensetzung sowie gummiverträgliche Weichmacher, oder deren Kombination eingesetzt werden, und anschließend, ebenfalls in der Wirbelschicht, bei Luftanströmtemperaturen zwischen 20 und 14O⁰C auf Endfeuchte-Massenanteile Wasser unter 1 % getrocknet wird.

   Anwendungsgebiet dtr Erfindung

   Die Erfindung botrifft ein Verfahren zur diskontinuierlichen Wirbelschicht-Spruhgranulierunn, thermolabiler hydrophober Feststoffe, or/ugswuise von Vulkanisationshiifsmittoln, als staubfreies, *.ransportstabiles Granulat, des bei geringer Erhöhung der mechanischen Druckbelestung in ι eine staubfreien Primärpartikel zerfällt

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Oer Stand der Produktion ist überwiegend dadurch gekennzeichnet, daß das als Paste im Filter anfallende Vulkanisationshilfsmittpl oine Feuchte mit Wasser-Massenanteilen /wischen etwa 50 und 80% aufweist und anschließend auf eine Endfeuchte mit Wasser-Massenanteilen unter 1 % getrocknet wird. Da.'u werden vorzugswweise Kammer- oder Pastonwirbelschichttrockner vorwondot. Dabei fällt einstaubforrniges Endprodukt an, dessen Primärkorn-Partikelvertoilung durch einen Ruckstand auf einem 63 pm-Prufsiobgowebe von einem Mas&enanteil von höchstens 1Ό charakterisiert wird. Dieso fur don mechanischen Einarbeiturt>jsprozoß der Vulkanisationshilfsmittel in den Kautschuk notwendige Partikelgrößenverteilung slort aber bei den vorhergehenden TUL- und Dosiorprozessen wegen der Staubbolästigung. Fur dio Granulierung feinkorniger, stark staubender Stoffo mit einem hohen Feinkornanteil mit einem Partikoldurchmosser < ΙΟΟμπι gibt es scheinbar eino broite Paletto von Verfahron. Die nächstliogendo und ökonomisch einfachste Verfahrensvarianto ist das Zufügen und Mischon mit geeigneten Stoffen als Staubbindemittel. In der DD-PS 118669 wird die Bindung des Staubantoils durch Benetzung mit natürlichen Fetten, insbesondere solcher mit oinorr, hohen Gehalt an Ölsäure (WaIoI, Gänse- oder Schweineschmal/) vorgeschlagen. Nach der DD-PS 233531 wird als staubverhinderndos Mittel für Schuttguter in wäßrigem Ethanol gelöster Destillationsrückstand aus der sauren Hydrierung von Acotaldo! vorgeschlagen. Nach der DE-OS 3010029 wird mit oinem Aerosol oino staubiirmo Präparation hergestellt. Die DEOS 225040? schlägt den Zusatz von fibrilliertom PTFE Massenanteilen bis fu ?0°° vor. In dor DUPS 1 *077" worden allgemein, nicht ηί.!ιθ' definierte Zusätze ir, Form von Binde-, NoU- und Solubüisierungsmitteln. Säuron, Basen odor Dispergiermitteln vorgeschlagen. Alle in diosen Patonten vorgeschlagenen Staubbindemittel sind fur Vulkanisationshilfsmittel aus Qualitätsgrundon nicht anwendbar.

   In dor DE-OS 21412 365 wird ein Vorfahren boschrieben, das zur Herstellung von nichtstaubonden, leicht benetzbaren und rasch löslichen Granulaten fuhrt Ein weiteres Verfahron /ur Herstellung von nichtstäuhenden, leicht benetzbaren und rasch löslichen Granulaton wird in dor DDPS 110770 angegeben. In der DD-PS 115047 wird ein Verfahron fur die Bildung agglomerierter Kornchen aus 'iygro»kopisch foinem Pulver dargestellt, wobei oino beitimmte Menge von nassen Teilchen aus oinem vorgesehenen beliebigen unlöslichen Material, zu <iom (eines Pulver /igegoben wird und das entstandene Gemisch gründlich geschüttelt wird, damit sich dieses gleichmäßig vormischt, wodurch agglomerierte Kornchen gebildet werden. Im EP 0191396 wird ein Verfahren zur Herstellung eines rieseUahigon Granulats, bestehend aus einer pulvorförmigon bzw. feinkörnigen Komponente mit einem Gehalt dos Granulats an dor flüssigen Komponente, mit bis zu 7 Verfahrensschritten beschrieben, daß im Mischgranulator alloin oder in dor Kombination von Mischgionulator und Wirbelbett durchgeführt wird. Alle vier genannton Verfahren eignen sich fur leicht bnnetzbaro. rasch loslicho Stoffo, nicht aber fur die in Frugo stehondon, im trockenen Zustand ausgosprochon hydrophoben Vulkanisationshilfsmittel. Beim vorle'ztgenannton Verfahren tritt eußerdom noch dio Unzulassigkoit dor Zumischung boliobigon unlojlichu?' Materials zu den genannten Ablohnungsgrundon hinzu.