DE1446788C - Verfahren zum überziehen von Gegenständen - Google Patents

Description

Thermoplastische Polymerisate, wie Polyäthylen, können als glatter, gleichförmiger Überzug auf verschiedene Gegenstände aufgebracht werden, indem der erhitzte Gegenstand in ein Fließbett von feinverteiltem Polymerisat getaucht wird. Zur Färbung wurde bisher Pigment zu dem in Tablettenform vorliegenden thermoplastischen Polymerisat gegeben, und die Substanzen wurden in einem Banbury-Mischer oder einem Walzenstuhl vermischt, oder die Mischung wurde durch eine geeignete Düse ausgepreßt, um eine gute Dispersion des Pigments in dem Polymerisat zu erhalten. Das pigmentierte Polymerisat wird dann zu einem als Fließbett geeigneten Pulver gemahlen.

Es wurde nun gefunden, daß überraschend gute Pigmentdispersionen in dem fertigen Polymerisatüberzug erzielt werden können, wenn das pulverisierte Pigment direkt in einem Polymerfließbett dispergiert und der erhitzte Gegenstand anschließend unter Aufrechterhaltung der Bedingungen für ein dichtes Fließbett in das Bett getaucht wird. Obwohl Dichte und/oder Teilchengröße des Zusatzes nicht die gleichen wie beim Fließbettpolymerisat sein brauchen, erhält man eine gleichförmige Verteilung des Zusatzes in dem ganzen Fließbett. Es ist vorzuziehen, zuerst ein dichtes Polymerisatfließbett zu bilden, dann das pulverisierte Pigment zuzugeben und schließlich die Bedingungen eines dichten Fließbetts aufrechtzuerhalten, bis die Gesamtfarbe der Schicht gleichförmig wird. Vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft bei der Pigmentierung, kann aber auch zum Einbau ähnlicher fester Zusätze, wie Antioxydationsmittel, in den Polymerisatüberzug verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überziehen von Gegenständen mit einem Gemisch aus pulverförmigen Polymerisaten und pulverförmigen Zusätzen durch Eintauchen der erhitzten Gegenstände in ein durch einen Gasstrom erzeugtes Fließbett des Gemisches besteht darin, daß zuerst das Polymerisat zum Fließen gebracht, dann der Zusatz, insbesondere ein Pigment, zu dem Fließbett hinzugegeben und nach dessen gleichmäßiger Verteilung der Gegenstand in das Gemisch eingetaucht wird. Es war bereits bekannt, feinkörniges Material verschiedener Art in einem Fließ- oder Wirbelbett, das insbesondere durch Einpressen von Luft erzeugt wird, miteinander zu mischen (vgl. die deutsche Patentschrift 669206, die schweizerische. Patentschrift 115 696 und die Zeitschrift »Kunststoffe«, 1957, S. 64 bis 68). Bei allen diesen Verfahren werden mehrere Hilfsmittel zur Bewegung verwendet, um eine genügende Durchmischung der festen Materialien zu bewirken. Die Anführung der Mittel zeigt das Nichtnaheliegen der vorliegenden Erfindung, worin einfach die Mischung des Pigments und des Polymerisats allein durch die Fluidisierungswirkung des Gases und Polymerisats bewirkt wird. Die Verwendung von Hilfsmitteln oder Zyklisierungsmitteln ist in einem Fluidisierungsbett unerwünscht, das in Überzugsprozessen verwendet werden soll.

Außerdem liegt die vorliegende Erfindung besonders darin, daß ein gepulvertes Pigment kräftig mit dem feinverteilten Polyäthylen durch die zuerst erfolgende Fluidisierung des Polymerisats und dann durch die Zugabe des Pigments zu dem Fluidisierungsbett vermischt werden kann. Nach dem Stand der Technik ist diese Möglichkeit nicht nahegelegt, sondern in jedem Fall werden das Pigment und das Polymerisat vorgemischt, bevor die Mischung fluidisiert wird. Es ist ein wesentlicher Vorteil für den Hersteller, diese Vormischungsstufe auszuschließen und nur das Polymerisat zu färben, das gerade bei einem gegebenen Überzugsverfahren verwendet wird.

Sehr viele Gegenstände können erfolgreich mit thermoplastischem Polymerisat, überzogen werden, wobei der erhitzte Gegenstand in ein Fließbett von ίο feinverteiltem Polymerisat getaucht wird. Holz, Metall, Glas und sogar Papiergegenstände, wie Papierbecher, können über den Erweichungspunkt des Polymerisats erhitzt und sofort in das Fließbett getaucht werden. Polymerisatteilchen schmelzen und haften als Schicht von sehr gleichförmiger Dicke an dem heißen Gegenstand.

Wird der Gegenstand aus dem Fließbett entfernt, so hat die Oberfläche infolge von anhaftenden, nicht vollständig geschmolzenen Polymerisatteilchen ein so rauhes Aussehen. Man kann einen glatten Überzug erzeugen, in dem die Schicht gerade so lange über den Erweichungspunkt des Polymerisats erhitzt wird, wie notwendig ist, uin diese äußere Schicht von Polymerisatteilchen zu schmelzen.

as Das feingemahlene Polymerisat wird zum Fließen gebracht, indem ein Gas in einem geeigneten Behälter durch eine Polymerisatschicht strömt. Um das Polymerisat gut zum Fließen zu bringen und den Gegenstand zu überziehen, sollte die Teilchengröße etwa 0,05 bis 0,6 mm, vorzugsweise etwa 0,1 bis 0,2 mm, betragen. Die Behältergröße sollte eine 10-bis 50%ige Ausdehnung des Fließbetts ermöglichen. Das Polymerisat wird durch Überwachen der Gasgeschwindigkeit in Suspension gehalten. Die Gasgeschwindigkeit schwankt in Abhängigkeit von Dichte und Korngröße des Polymerisats und kann leicht auf Grund visueller Beobachtung des Fließbetts reguliert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren sollte mit einem dichten Fließbett mit gut ausgebildeter Grenz- oder Oberfläche durchgeführt werden, im Gegensatz zu Festkörper-in-Gas-Dispersionen, wie sie in einer Nebelkammer mit hohen Gasgeschwindigkeiten erhalten werden würden.

Das feinverteilte Polymerisat wird in ein Gefäß mit poröser oder gesinterter Grundplatte gebracht. Die Löcher in der Platte sollten so groß und so zahlreich sein, daß das Polymerisat nicht durch die Platte hindurchfließt, wenn das Bett im Ruhezustand ist, aber das durch den Bettquerschnitt gleichmäßig verteilte Gas frei hindurchlässeh. Bei zu geringer Gasgeschwindigkeit scheint das Bett ohne wesentliche Volumenänderung nur zu kochen, Wächst die Gasgeschwindigkeit, so kommt das Bett zum Fließen, und das Volumen steigt erheblich an, behält jedoch eine gut definierte Oberfläche. Bei zu hoher Gasgeschwindigkeit erscheinen pulvrige Staubwolken über dem Fließbett und das Polymerisat wird mit dem Gas aus dem Gefäß mitgerissen.

Jedes unschädliche Gas kann dazu benutzt werden, die Substanz zum Fließen zu bringen, und Luft wirkt recht befriedigend. Bei zu befürchtender Oxydation können inerte Gase, wie Stickstoff, verwendet werden.

Bei dem Fließbettiiberzugsverfahren können sehr viele thermoplastische Polymerisate Anwendung finden, z. B. nach Hoch- und Niederciruckverfahren gewonnene Polyäthylene, Mischungen von Polyäthylen mit Polyisobutylen, Polystyrol, Acrylnitril und Sty-

rolcopolymerisat, Polyacrylsäureester, Polyamide u. ä. Zur Erzielung bester Ergebnisse werden im allgemeinen feste Harze benutzt, d. h. Polymerisate von Monoolefinen mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen pro Molekül, vorzugsweise Polyäthylen und feste Copolymerisate von Äthylen mit anderen Monoolefinen.

Vorliegende Methode ist besonders günstig bei Anwendung auf Äthylenpolymerisate, die nach Niederdruckverfahren hergestellt wurden, wobei das Polymerisat in Lösung gebildet und daraus durch Verdampfen des Lösungsmittels oder Kühlen der Lösung durch direkten oder indirekten Wärmeaustausch gefällt wurde. Es ist recht leicht und flockig und kann in einem Banbury-Mischer oder Mikropulverisator leicht vermählen werden, so daß der Zwischenschritt der Tablettenherstellung ausgelassen wird und das gefällte Polymerisat direkt in feinverteiltes Pulver übergeführt wird, das im Fließbettverfahren direkt auf den Fertiggegenstand aufgebracht wird.

Ausgezeichnete Ergebnisse wurden mit einem Äthylenpolymerisat von hoher Dichte erzielt, das in Gegenwart eines Chromoxyd enthaltenden Katalysators polymerisiert wurde. Die zu bevorzugenden festen Polymerisate können nach dem in der USA.-Patentschrift 2 825 721 offenbarten Verfahren aus Mono-(l)-olefinen hergestellt werden, die 2 bis 8 Kohlenstoffatome pro Molekül haben und nicht näher als in 4-Stellung zur Doppelbindung verzweigt sind.

Feste Äthylenpolymerisate können auch nach Niederdruckverfahren unter Verwendung von Katalysatorsystemen erhalten werden, die ein Metallhalogenid aus Gruppe 4 und ein Organometall oder ein Organometallhalogenid enthalten.

Die bevorzugt anzuwendenden Äthylenpolymerisate sind durch eine Dichte von wenigstens 0,94, vorzugsweise wenigstens 0,955 g/ccm bei 25° C und eine Erweichungstemperatur von wenigstens 115° C vorzugsweise wenigstens 120° C, gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Vorteil mit jedem in Pulverform überführbaren organischen oder anorganischen festen Pigment durchgeführt werden, z.B. Ruß, Titandioxyd, Chromgelb, Zinkoxyd, Eisenblaupigmente usw. Die Teilchengröße des Pigments sollte etwa 0,01 bis 0,1 mm, vorzugsweise weniger als 0,075 mm, betragen. Die Pigmentbeschikkung kann stark variiert werden. Durch Fließbettmischen können befriedigende Pigmentdispersionen bei so geringen Beschickungen wie 0,25 % bis hinauf zu 5°/o und höher erhalten werden. Die günstigste Pigmentbeschickung liegt bei etwa 3 bis 5 Gewichtsprozent.

Man kann die gewünschte Pigmentmenge pulverisiert direkt in das Fließbett geben. Es tritt keine Abtrennung oder Schichtbildung auf, und das Pigment wird im Fließbett gleichmäßig verteilt, so daß die entstehenden Überzüge vollkommen gleichförmig sind.

Man sollte das pulverisierte Pigment langsam zum Fließbett hinzugeben und genügend Zeit verstreichen lassen, um durch den Fließprozeß eine gründliche Durchmischung zu erreichen. Einige Minuten, im allgemeinen 2 bis 10 Minuten, Durchmischen bewirken eine gleichförmige Dispersion von Pigment im Fließbett. Man kann die richtige Durchmischungszeit auf Grund visueller Beobachtung ermitteln, da bei beendeter Durchmischung im ganzen Bett die Farbe gleichmäßig erscheint. Da das Bett im allgemeinen heller aussieht als der fertige Überzug, muß die angewendete Pigmentmenge auf Grund der im fertigen Überzug gewünschten Pigmentkonzentration berechnet werden, nicht nach dem Aussehen des Fließbetts. Die Pigmentkonzentration im fertigen Überzug ist die gleiche wie die im Fließbett.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Überziehen von Gegenständen mit einem Gemisch aus pulverförmigen Polymerisaten und pulverförmigen Zusätzen durch Eintauchen der erhitzten Gegenstände in ein durch einen Gasstrom erzeugtes Fließbett des Gemisches, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst das Polymerisat zum Fließen gebracht, dann der Zusatz, insbesondere ein Pigment, zu dem Fließbett hinzugegeben und nach dessen gleichmäßiger Verteilung der Gegenstand in das Gemisch eingetaucht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Zusatz Teilchen einer Größe von 0,01 bis etwa 0,1 mm und für das Polymerisat Teilchen von etwa 0,05 bis 0,6 mm verwendet werden.