DE1109988B - Vorrichtung zum fortlaufenden Dispergieren von Pigmenten in filmbildenden Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum fortlaufenden Dispergieren von Pigmenten in filmbildenden Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum fortlaufenden Dispergieren von Pigmenten in filmbildenden Flüssigkeiten, bei der das aus diesen Stoffen bestehende Gut einem eine Füllung aus Sand, Glas-, Kunststoff- oder ähnliche Teilchen eines Durchmessers zwischen etwa 0,4 und 0,8 mm sowie eine zentral in ihm senkrecht angeordnete, mit mehreren waagerechten Laufscheiben versehene Welle aufweisenden Behälter an einem Ende zugeführt und am anderen Ende durch ein Sieb abgeführt wird.
• Mit Hilfe einer solchen bekannten Vorrichtung wird zwar eine guteZerreibung auftretender Pigmentagglomerationen erreicht und eine innige Benetzung der Einzelteilchen mit dem Bindemittel sichergestellt.
• Es zeigte sich jedoch, daß eine für technische Zwecke befriedigende Durchsatzgeschwindigkeit bei fortlaufender Arbeitsweise auf Grund der beschriebenen Maßnahmen und Vorrichtungsmerkmale nicht erreichbar war. Versuche, durch Vergrößerung der Apparatur, Verlängerung der Rührwelle, Häufung der Laufscheiben, Anbringung des Trennungssiebes am Kopfteil der Säule usw. die Durchsatzgeschwindigkeit zu erhöhen, schlugen fehl. Mit größerer Höhe der Säule und bei Einbau vieler an der Rührwelle angebrachter Laufscheiben ergab sich die große Schwierigkeit, daß sich bei gegebener Umlaufgeschwindigkeit der unmittelbar auf der Welle sitzenden Laufscheiben innerhalb der Säule ein Sandblock ausbildete, insbesondere im Bereich des Trennungssiebes, so daß ein weiterer Betrieb unmöglich wurde.
• Auch die auftretende starke Vibration der Rührwelle erlaubte kein Weiterarbeiten.
• Im Rahmen eines umfangreichen Versuchsprogramms wurde versucht, die bei der Übertragung des kontinuierlichen Sandzerkleinerungsverfahrens auftretenden Schwierigkeiten zu überwinden und gute Durchsätze zu erreichen Weder durch Abänderung der Siebform noch durch Aufschlämmung des Sandes im Kopfteil der Säule noch durch änderung der Laufscheibenform oder durch viele andere Maßnahmen ließ sich das vorliegende technische Problem lösen.
• Dieses bestand eben darin, einerseits eine einheitliche Verteilung des mit dem Schlamm bewegten Sandes im gesamten System sicherzustellen und andererseits diese einheitliche Verteilung beimDurchfluß der aus Pigment und Filmbildnern bestehenden Suspension aufrechtzuerhalten, ohne daß eine Verlegung des Trennungssiebes durch hier angereicherten Sand erfolgt.
• Für die Herstellung von Dispersionen kolloidaler oder nahezu kolloidaler Feinheit durch Vermahlen ist bereits ein Verfahren und eine Dispersionsmühle bekannt, bei welchen man den zu vermahlenden Stoff in Form einer Aufschlämmung mit abgerundeten Mahlkörpern mittels rotierender Rührarme durch führt. Bei dieser Arbeitsweise werden in einem mit zweckmäßig aus Flußkieselsteinen oder Flintsteinen einer beliebigen Größe von 2 bis 6 mm als Mahlkörper gefüllten Behälter die Steine durch Rührarme mit der von unten zugeführten Feststoffaufschlämmung durchgeführt, wobei infolge der zerschlagenden und zerreibenden Wirkung der Steine eine Zerkleinerung erfolgt.
• Nach einer Ausführungsform wird dabei das zu vermahlende Gut in der Nähe des Behälterbodens zugeführt und beispielsweise durch am Oberteil des Mühlengehäuses angebrachte Öffnungen entnommen.
• Infolge ihres Eigengewichtes suspendieren die Mahlkörper bei diesem Verfahren nicht in der Feststoffaufschlämmung, ihre Bewegung wird als völlig unabhängig von der Flüssigkeitsbewegung praktisch ausschließlich durch die Rührarme bewirkt.
• Durch die Erfindung werden nun die gestellte Aufgabe gelöst und die bestehenden Nachteile beseitigt.
• Die Lösung besteht darin, daß der Zulauf des Gutes am unteren Ende und der Ablauf durch das Sieb am oberen Ende des Behälters sich beilnden, wie es bei Dispersionsmühlen bekannt ist, und daß die Lauf scheiben ringförmig ausgebildet und derart dimensioniert sind, daß sie je einen freien Raum zwischen sich und der Behälterwand einerseits und der Welle andererseits belassen, und daß die Ringe durch nach unten gerichtete Speichen mit der Welle verbunden sind.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Speichen der Laufscheiben im spitzen Winkel zur Welle mit auf dieser befestigten Muffen oder Buchsen verbunden. Ferner beträgt die Füllung in bekannter Weise 30 bis 65 Volumprozent, vorzugsweise 40 bis 60 Volumprozent, bezogen auf das Gesamtvolumen der Mischung von Sand, Pigment und filmbildender Flüssigkeit.
• Durch die Erfindung wird gegenüber den bekannten Vorrichtungen der Vorteil erzielt, daß keine den Abfluß des Gutes aus dem Behälter behindernde Anhäufung von Sand am Sieb mehr erfolgt. Es zeigt sich, daß die Sandfüllung nicht mehr bis zum oberen Siebrand hochgetragen wird. Daher wird eine größere Durchsatzgeschwindigkeit des Gutes durch den Behälter ermöglicht und die Leistung vermehrfacht.
• Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung wieder. In Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt für eine fortlaufend arbeitende Vorrichtung wiedergegeben; Fig. 2 und 3 zeigen Einzelheiten der speichenartig angeordneten Laufräder in der Vorrichtung nach Fig. 1, wobei Fig. 3 einen Längsschnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2 wiedergibt.
• In der Vorrichtung nach Fig. 1 wird ein Schlamm aus Pigment und Flüssigkeit unterhalb der Laufräder durch das Zuführungsrohrl6, das hier durch den Boden geführt wird, aus einem nicht gezeigten Vorratsbehälter zugeführt. Der Schlamm wird durch eine Pumpe 17 bewegt, wobei ein ausreichender Druck erforderlich ist, um den Flüssigkeitsspiegel in der Vorrichtung auf einen Punkt in der Nähe des Kopfteiles des Siebes 5 zu halten. Durch den Auslaß 8 wird die fertige Dispersion abgeführt, nachdem sie durch die Mahlzone und das Sieb gelaufen ist. Der Auslaß 8 ist hier als abwärts geneigte Rinne gezeichnet. Man sichert den Unterteil der mit 600 bis 2350 Umdr./Min. umlaufenden Welle gegen Vibration oder Biegung durch Anbringen einer Masse in Form einer Riemenscheibe 18, wenn die Welle wegen der großen Zahl von Laufrädern sehr lang ausgebildet ist. Es ist auch möglich, das untere Teil der Welle durch einen nicht gezeichneten, am Behälterboden oder in dessen Nähe befestigten Lagerblock zu sichern. Bei dieser Konstruktion muß man das Zuführungsrohr 16 an einer anderen Stelle des Behälters anbringen.
• Die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung hergestellten Dispersionen sind völlig einheitlich. Sie liefern Filme mit feinsten Teilchen von guter Farbe, hohem Glanz und hoher Glätte, ohne daß irgendeine Grießbildung auftritt.
• Das nachstehende Beispiel veranschaulicht die Erfindung.
• In Fig. 3 sitzen auf der Welle 2 die Buchsen 20, während von den Laufscheiben 3 im spitzen Winkel zu den Buchsen die Speichen 21 führen.
• Beispiel Alkydharz-Emaffle-Grundlage 5Z,1°/o Ic mit Leinöl modifiziertes Phthalsäureglycerinesterharz . . 15,1 g Sojalecithin (500/oige Lösung) .... 1,5 g Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel-Mischung ...... . 17,5 g Phenolischer Inhibitor (loioige Lösung) .. . . . 2,8 g Titandioxydpigment .. .. 63,1 g 100,0 g Diese Mischung wurde als Schlamm in einem Mischer hergestellt, der sich neben der in Fig. 1 dargestellten fortlaufend arbeitenden Vorrichtung befand. Die Laufräder waten, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, ausgebildet. Die Mischvorrichtung war mit trockenen Ottawa-Sand einer Teilchengröße zwischen 0,59 und 0,84 mm bis zu einem Punkt gerade unterhalb der Verbindung zwischen Sieb und Behälterkopfteil angefüllt. Uber den Sand wurde Schlamm in den Behälter gegossen und abwärts durch den Sand rieseln gelassen, bis die Zwischenräume ausgefüllt und der Schlamm sich mit dem Sand auf gleicher Höhe befand Volumenverhältnis Sand zu Gesamtmischung (Sand und Schlamm) = 50:50.
• Nunmehr wurde mit dem Einpumpen von Schlamm aus dem Nebenbehälter in den Boden der Säule begonnen und gleichzeitig die Rührwelle in Bewegung gesetzt. Hierbei bildete sich ein bis in die Nähe des Siebkopfes reichendes Bett der Gesamtmischung aus, und der zermahlene Schlamm begann durch das Sieb abwärts in ein Vorratsgefäß zu laufen.
• Kurz nachdem in der Dispersion eine Teilchenfeinheit von 51 Mikron erreicht worden war, wurde die Vorlage gewechselt. Die kleine Menge an nur teilweise durchgearbeitetem Material wurde dem Nebenbehälter wieder zugeführt Von diesem Zeitpunkt an verlief das Verfahren fortlaufend. War der Anteil an Schlamm in der Mahlvorrichtung ziemlich erschöpft, so wurde zusätzlich Schlamm ohne Unterbrechung des Mahlvorganges zugeführt. Die beschriebene Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung erlaubte ein viermal so schnelles Arbeiten im Vergleich mit jener kontinuierlich nach dem bekannten Sandzerkleinerungsverfahren arbeitenden Vorrichtung, bei welcher die Laufscheiben ohne Speichen und ohne Zwischenräume unmittelbar auf der Rührwelle saßen.
• Die hergestellten Lackgrundlagen wurden zur Gewinnung von hochglänzender Emaille benutzt, nachdem metallische Trockenstoffe sowie Harze und Lösungsmittel zugesetzt waren.
• Die Vorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet mit besten Erfolgen bei der Herstellung von hochwertigen Überzugsmischungen, wie sie beispielsweise für überzogene Gewebe, Kühimaschinen, Autokarosserien, Möbel und ähnliche Gegenstände von Bedeutung sind. Es sind also immer Sand-, Glas- oder Kunststoffmassen anzuwenden, deren Teilchengröße durch zwei Siebe mit Maschenweiten von (1,42 und (J,84 mm bestimmt ist. Die Teilchen müssen das Sieb mit größerer Maschenweite passieren können, sollen jedoch durch die engeren Maschen des zweiten Sieb es zurückgehalten werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum fortlaufenden Dispergieren von Pigmenten in filmbildenden Flüssigkeiten, bei der das aus diesen Stoffen bestehende Gut einem eine Füllung aus Sand-, Glas-, Kunststoff-oder ähnliche Teilchen eines Durchmessers zwischen etwa 0,4 und 0,8 mm sowie eine zentral in ihm senkrecht angeordnete, mit mehreren waagerechten Laufscheiben versehene Welle aufweisenden Behälter an einem Ende zugeführt und am anderen Ende durch ein Sieb abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf (16) des Gutes am unteren Ende und der Ablauf (8) durch das Sieb (5) am oberen Ende des Behälters (1) sich befinden, wie es bei Dispersionsmühlen bekannt ist, daß die Laufscheiben (3) ringförmig ausgebildet und derart dimensioniert sind, daß sie je einen freien Raum zwischen sich und der Behälterwand einerseits und der Welle (2) andererseits belassen, und daß die Ringe durch nach unten gerichtete Speichen mit der Welle verbunden sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen der Laufscheiben (3) im spitzen Winkel zur Welle (2) mit auf dieser befestigten Muffen oder Buchsen verbunden sind.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise die Füllung 30 bis 65 Volumprozent, vorzugsweise 40 bis 60 Volumprozent, bezogen auf das Gesamtvolumen der Mischung von Sand, Pigment und filmbildender Flüssigkeit, beträgt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr.589796, 915408; schweizerische Patentschrift Nr. 132 086; USA.-Patentschrift Nr. 2581 414; Kraus, »Handbuch der Nitrocelluloselacke«, Teil 2, 1952, 5 425.