DE1486023C3

DE1486023C3 - Verfahren zur Herstellung von Pigmentpackungen

Info

Publication number: DE1486023C3
Application number: DE1486023A
Authority: DE
Inventors: Edward Merle Doylestown Allen; Cloyde George Barberton Dye; Joseph Ant. Beaumont Tex. Smrdel
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1964-02-14
Filing date: 1965-02-10
Publication date: 1975-02-20
Also published as: GB1045946A; US3389529A; DE1486023A1; BE659667A; DE1486023B2

Description

Die Erfindung geht aus von einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Pigmentpackungen, bei denen das pulverförmige Gut bei äußerer Abstützung komprimiert und die Luft daraus entfernt wird.

Der Industrie steht eine große Anzahl verschiedener Pigmentmaterialien zur Verfugung. Beträchtliche Mengen dieser Pigmentmaterialien werden jährlich verbraucht. Die Farbstoff-, Papier- und Kautschukindustrien z. B. verbrauchen jährlich viele tausend Tonnen dieser Materialien. Die zweckmäßigste und wirtschaftlichste Art für die Handhabung und den Transport dieser großen Mengen von Materialien ist die lose Masse. Die Handhabung einer losen Masse von nicht verdichteten feinteiligen Stoffen führt jedoch normalerweise zu beträchtlichen Staub Verlusten.

Durch den Versand von Pigmentmaterial in zusammengeballter Form, z. B. in Form von festen Kuchen, Agglomeraten, Sintermassen oder Pellets, wird die Handhabung von Massen stark vereinfacht. Auf diese Weise werden Staubverluste wesentlich herabgesetzt und manchmal im wesentlichen ausgeschaltet. Selbstverständlich muß man darauf achten, daß das Pigment nicht zu stark zusammengepreßt wird. Durch übermäßiges Zusammendrücken werden wünschenswerte Eigenschaften vieler Pigmentmaterialien zerstört.

Viele häufig verwendete Pigmente, z. B. Ruß, lassen sich erfolgreich pelletisieren, zusammendrücken oder agglomerieren, so daß ein für den Handel geeignetes Material hergestellt wird. Diese zusammengeballten Materialien lassen sich gewöhnlich leicht durch mechanische Einwirkung zu Elementarteilchen oder geeigneten Agglomeraten von Elementarteilchen zerkleinern, die Eigenschaften besitzen, die im wesentlichen den Eigenschaften des feinteiligen Pigmentmaterials entsprechen. Diese Materialien lassen sich ohne große Schwierigkeiten in Massen handhaben. ^: : :

Dagegen lassen sich siliciumhaltige Pigmente nicht so leicht wie die meisten anderen Pigmente zu einem annehmbaren Produkt zusammenpressen. Diese Pigmente sind so beschaffen, daß sie dann, wenn sie genügend zusammengepreßt werden, um den Anforderungen des Versands und der Massenhandhabung zu widerstehen, so dicht zusammengepreßt werden, daß sie sich nicht in geeigneter Weise in Elementarteilchen oder annehmbare Agglomerate davon zerbrechen lassen.

Die Schüttvolumen von siliciumhaltigen Pigmenten sind auf Grund ihrer geringen Dichten sehr groß. Die Schüttgewichte dieser Pigmente bei ihrer normalen Verpackung in einem Versandbehälter, z. B. einem Papiersack, betragen selten mehr als 290,5 kg/cbm und betragen gewöhnlich zwischen 80,7 und 194 kg/cbm. Daher ist es schwierig, große Mengen dieser Pigmente zu handhaben oder zu versenden. Nur einige wenige Kilo, z. B. 11,3 bis 22,7 kg dieses Materials können in einen Sack gefüllt werden, dessen Größe die Handhabung durch zwei Männer möglich macht. Gewöhnlich können nicht mehr als einige, z. B. weniger als 20 Tonnen dieses Materials in einem einzelnen üblichen Lastwagen verladen werden.

Auch beim Versand von typischen ungepreßten kieselerdchaltigen Pigmenten in Säcken tritt ein beträchtlicher Staubverlust auf, wenn das Material in ein Industrieverfahren eingeführt wird, wenn es z. B. in einen Mischer wie z. B. einen Banbury-Mischer in einem Gummiherstellungsverfahren eingeführt wird. Man schätzt, daß etwa 5 bis etwa 15 Gewichtsprozent des bei einem derartigen Mischverfahren eingeführten Pigments in Form von Staub verlorengehen.

Siliciumhaltige Pigmente besitzen nicht die erwünschten Dispersionseigenschaften, um z. B. bei einem Gummiherstellungsverfahren nach dem Pressen oder genügendem Zusammenballen den Härten von Versand und Handhabung in Massen zu widerstehen. Es wurde jedoch gefunden, daß sich diese Materialien in ihrem Volumen beträchtlich verringern lassen, d. h. zu einer Schüttdichte zwischen 241 und 482 kg/cbm zusammenpressen lassen, so daß ein Kuchen aus Material mit geeigneten Dispersionseigenschaften hergestellt wird. Das bedeutet, daß sich das zusammengepreßte Material leicht durch Zerquetschen zwischen den Fingern zerbrechen läßt.

Obwohl sich diese siliciumhaltigen Pigmente zusammenpressen lassen, ohne daß ihre Dispergiereigenschaften beeinträchtigt werden, besitzt der entstehende zusammengepreßte Kuchen aus dem Material nicht die geeigneten Festigkeitseigenschaften für die Handhabung oder den Versand in Massen. Bei der Handhabung oder dem Versand in Massen zerfallen zusammengepreßte Kuchen, Pellets oder Agglomerate zu Staub. Auch zerkrümelt das zusammengepreßte Material bei der Handhabung, wenn es lose in einer Packung oder einem Behälter enthalten ist.

Aufgabe der Erfindung war es deshalb, die bisher bekannten Verpackungsverfahren so zu modifizieren, daß sie auch bei siliciumhaltigen Pigmenten erfolgreich angewandt werden konnten.

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Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß man ein das verdichtete Material in mehreren Schichten vor-

siliciumhaltiges Pigment in einen elastischen, dehn- liegt. Selbstverständlich sind die Schichten oft in

baren und porösen Sack einfüllt, den verschlossenen mehrere Stücke von wechselnder Größe zerbrochen.

Sack in . seinem Volumen durch Pressen auf einen Die Hülle hält diese Schichten und/oder Stücke dicht

Wert zwischen 5 und 40% verringert, wobei die 5 genug zusammen, so daß die Packung fest und leicht

Höhenabmessung des Sackes verringert wird und zu handhaben ist. Wenn die Packung geöffnet wird,

sich gleichzeitig sowohl die Längen- als auch die bestehen die einzelnen Schichten aus festen Stücken,

Breitenabmessung vergrößern, so daß insgesamt eine die sich ohne wesentliches Stauben handhaben lassen.

Oberflächenvergrößerung eintritt, und wobei die Bei der Einführung in ein Mischverfahren lassen sich

Zeit zur Drucksteigerung auf den Höchstdruck min- io jedoch die verhältnismäßig dünnen Schichten oder

destens 10 bis 20 Sekunden beträgt. Pigmentstücke, die gewöhnlich eine Dichte von

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden weniger als 5, selten mehr als 10, gewöhnlich

einerseits feinteilige siliciumhaltige-Pigmente in zu- 0,3175 bis 5,08 cm aufweisen, leicht in äußerste

sammengepreßter Form in einer festen, leicht zu Teilchen oder annehmbare Agglomerate zerbrechen,

handhabenden, starren Packung erhalten, die sich 15 Manchmal füllt ein einzelner fester Kuchen aus ge-

andererseits leicht in annehmbare kleine Teilchen preßtem Material im wesentlichen das gesamte Vo-

zerbrechen lassen. lumen des Behälters.

Gemäß der Erfindung wird eine lose Packung von Die bevorzugte Hülle für die erfindungsgemäß nicht verdichtetem siliciumhaltigem Pigment in vorgesehene Packung ist ein Papiersack. Das Aneinen begrenzten Raum, wie z. B. eine Form, zur 20 fangsvolumen des Sackes muß ausreichen, um das Bildung einer festen Packung von verdichtetem Ma- unverdichtete lose Pigmentmaterial unterzubringen, terial gepreßt. Das Pigment wird zu einem Schüttge- Daher ist das Anfangsvolumen des Sackes bezeichwicht verdichtet, das sein Schüttvolumen bedeutend nenderweise um mindestens 5, gewöhnlich etwa um herabsetzt, und wird andererseits nicht über die 10 bis 30, selten mehr als 40%, bezogen auf die Dichte hinaus verdichtet, bei der es zur Verwendung, 25 fertige Packung, größer als das Volumen der fertiz. B. zur Herstellung von kautschukartigen Verbin- gen Packung, düngen, geeignet ist. Ein lose gefüllter Sack aus zusammengepreßtem

Der erwünschte Verdichtungsgrad des Pigmentes Material läßt sich nur schwierig handhaben, da das

schwankt bei den einzelnen Pigmenten in Abhängig- zusammengepreßte Pigment bei der Handhabung

keit von ihren jeweiligen Eigenschaften. Im allge- 30 zerkrümelt. Die Erfindung sieht daher eine fertige

meinen lassen sich die gemäß der Erfindung vorge- Packung vor, worin das zusammengepreßte Pigment

sehenen Pigmente, d. h. kieselerdehaltige Pigmente, das gesamte Volumen des Sackes dicht ausfüllt,

die mindestens 50, gewöhnlich über 60, häufig über Selbstverständlich kann es vorkommen, daß ein klei-

80 Gewichtsprozent SiO., auf wasserfreier Basis ent- nerer Prozentsatz des inneren Sackvolumens an den

halten, mit Schüttdichten unter 323 kg/cbm, gewöhn- 35 Ecken des Sackes nicht vollständig ausgefüllt wird,

lieh zwischen 80,7 und 290,5 kg/cbm, und durch- Das Packungsmaterial in diesen Ecken wird vor-

schnittlicher äußerster Teilchengröße unter 1,0 Mi- zugsweise durch abgerundete Flächen des z.B. in

krön, gewöhnlich unter 0,4 Mikron, insbesondere einer Form eingeschlossenen Volumens gepreßt, so

zwischen 0,01 und 0,1 Mikron, in beträchtlichem daß im Sack kein bedeutender Luftraum zurück-

Umfang verdichten, ohne die erwünschten, z. B. Di- 40 bleibt.

spersionseigenschaften zu verlieren. Auf diese Weise Das Material des Sackes ist dehnbar und etwas können die gemäß der Erfindung in den Packungen elastisch. Die Oberfläche des ungepreßten Sackes ist hergestellten Pigmente mehr als das Doppelte der weniger, vorzugsweise mehr als etwa 1, bezeichnen-Schüttdichte des nicht verdichteten Pigments haben. derweise etwa 2 bis etwa 10, selten mehr als 20%, Gewöhnlich wird die Schüttdichte von etwa 5 bis 45 kleiner als die Oberfläche der fertigen Packung. Auf etwa 70 ",Ό, gewöhnlich etwa 10 bis etwa 45%, be- diese Weise wird die Hülle dicht um das zusammenzogen auf das unverdichtete Pigment, gesteigert. gepreßte Pigment in der fertigen Packung gebogen

Ein wichtiges Ziel der Erfindung ist die Herstel- oder gestreckt. Auf diese Weise wird das zusammenlung von festen, leicht zu handhabenden Packungen. gepreßte Material durch den Sack elastisch einge-Eine gute Packung läßt sich häufig dann erhalten, 5° schlossen. Das heißt, der Sack übt im wesentlichen wenn die Schüttdichte bedeutend, aber nicht ausrei- auf die gesamte Oberfläche der zusammengepreßten chend gesteigert wird, um das Schüttvolumen des Masse des Pigmentes im Sack eine Druckkraft aus. Pigments wesentlich herabzusetzen. Was eine be- Infolgedessen ist die Packung starr und fest. Eine deutende Steigerung des Schüttgewichtes hinsichtlich derartige Packung läßt sich leicht handhaben. Die der Herstellung einer festen Packung·. anbetrifft, so 55 Packungen lassen sich auch grob behandeln, ohne schwankt diese bei den verschiedenen Pigmenten. daß der Inhalt wesentlich zerkrümelt. Gewöhnlich genügt eine Steigerung des Schutt- Als Material für die Säcke wird dehnbares Kraftgewichts um etwa 5 bis etwa 10%, um eine gute papier bevorzugt. Dehnbares Kraftpapier hat grö-Packung herzustellen. ßere elastische Eigenschaften als gewöhnliches Kraft-

Das feinteilige Pigment wird in seinem Behälter 60 papier. Die aus dehnbaren Papieren hergestellten

in Schichten, Kuchen oder Klumpen von im wesent- ' ' Säcke haben ständig gute Ergebnisse gezeigt. Die

liehen einheitlicher Schüttdichte verdichtet. Selbst- aus gewöhnlichem Kraftpapier hergestellten Säcke

verständlich können innerhalb der Packung kleinere erwiesen sich im allgemeinen als unbefriedigend, da

Abweichungen in der Dichte auftreten. Gewöhnlich sie die Neigung haben, bei zunehmender Oberfläche

ist das Pigment in den Ecken des Behälters, z. B. 65 der Packung zu platzen. Selbstverständlich be-

des Sackes, nicht so verdichtet wie in der übrigen schränkt sich die Erfindung nicht auf ein bestimm-

Packung. Ein wichtiges Kennzeichen einer gut ge- tes Sack- oder Hüllenmaterial. Es genügt, wenn das

preßten Packung des Pigmentes besteht darin, daß das zusammengepreßte Pigment umgebende Mate-

rial genügend dehnbar ist, um ein Platzen zu vermeiden, wenn der Sack den Ausmaßen der fertigen Packung angepaßt wird. Starke Kreppapiere ergeben ausgezeichnete Säcke gemäß der Erfindung, sind jedoch gewöhnlich unerschwinglich teuer. Das Sackmaterial muß außerdem porös sein, damit die Luft durch die Sackwände entweichen kann, sobald das Volumen des verschweißten Sackes verringert wird.

Bei der Durchführung der Erfindung wird eine vorherbestimmte Menge Pigment in einen geeigneten Sack eingefüllt. Der Sack wird in den Gesenkteil einer Muldenform gelegt. Der Kernteil der Muldenform wird dann auf die Oberfläche des Sacks gegenüber dem Unterteil der Form gepreßt, und durch die Bewegung des Kernteils auf das Unterteil der Mulde zu wird auf den Sack und seinen Inhalt ein Druck ausgeübt.

Die Mulde entspricht der für die fertige Packung gewünschten Größe und Form. Bei der Entfernung aus der Mulde dehnt sich die Packung manchmal entlang dem einen oder anderen Rand ihrer Abmessungen. Diese Dehnung führt manchmal zu einer entsprechenden Verkürzung entlang eines oder mehreren ihrer Ränder. Die Abmessungen der Mulde können daher von jenen der fertigen Packung tatsächlich gering abweichen. Diese Abweichungen übersteigen selten 0,635 bis 1,27 cm und sind jeweils von dem Pigment abhängig, das verdichtet wird. Der Sack wird am zweckmäßigsten so in die Höhle gelegt, daß seine kürzeste Ausmessung (Dicke) senkrecht zum Boden der Mulde steht. Die Wände der Mulde sind gewöhnlich im wesentlichen senkrecht. Die Wände-können geneigt sein, so daß der Querschnitt des Oberteils der Form etwas größer ist, damit die Luft entweichen kann.

In den Sack wird eine genügende Gewichtsmenge des Pigmentes eingeführt, so daß beim Pressen auf das Volumen der Muldenform mit dem Kern in seiner Abwärts- oder geschlossenen Stellung, der entstehende Kuchen die erforderliche Schüttdichte erhält. Das heißt, das zusammengepreßte Pigment wird hinsichtlich des Masscnvolumens bedeutend gegenüber dem ungepreßten Pigment verringert, behält jedoch seine brauchbaren Eigenschaften bei wie z. B. die rasche Dispergierung bei üblichen Mischverfahren. Die für eine Form erforderlichen Abmessungen errechnen sich gewöhnlich aus dem Volumen, das von einem gegebenen Normalgewicht (z. B. 12,5, 25 oder 50 kg, aber auch von 11,3, 22,7 oder 45,4 kg) eines bestimmten Pigmentes errechnet wird, das auf eine vorbestimmte Schüttdichte gepreßt wurde. Bei der Verdichtung auf ein gegebenes Volumen besitzen die verschiedenen Pigmente offensichtlich verschiedene Schüttdichten. Außerdem gilt die Schüttdichte, auf die ein gegebenes Pigment vortei lh afterweise verdichtet wird, gewöhnlich nur für dieses eine Pigment.

Ein wichtiges Kennzeichen der Erfindung ist die genaue Abstimmung der Sackabmessungen auf die Abmessungen des begrenzten Raumes (Form). Die für die Form gewählten Abmessungen sind von dem Gewicht und den Eigenschaften des zu packenden Pigments abhängig. Die Anfangslänge und Breitenabmessungen des Sackes sind geringer als die entsprechenden Innenabmessungen der Mulde. Die Dicke des Sackes isl größer als die Dicke der fertigen Packung (Tiefe der geschlossenen Form) und liefert ein ausreichendes Sackvolumen, um das lose Pig_T mentmaterial unterzubringen. Die Länge und Breite des nicht gepreßten Sackes sollten ausreichen, daß das Material des Sackes bei der Anpassung des Sakkes an die Innenausmaße der Form seinen Reißpunkt nicht überschreitet.

Die Formabmessungen, d. h. die Querschnittsfläche und die Tiefe, werden so ausgewählt, daß man die gewünschte Oberfläche für ein gegebenes Volumen erhält. Die Oberfläche pro Volumeinheit der fertigen Packung nimmt daher in dem Maße zu, in dem die Tiefe der Form abnimmt und die waagerechte Querschnittsfläche zunimmt.

Druck kann auf den Sack in jeder zweckmäßigen Weise ausgeübt werden. Das bevorzugte Verfahren besteht darin, den Kern der Formmulde am Stempel einer hydraulischen Presse zu befestigen. Die Mulde wird gegenüber dem Stempel starr befestigt, so daß sich der Kern beim Abwärtspressen des Kerns durch hydraulischen Druck auf den Boden der Mulde zu bewegt.

Fig. 1 zeigt eine typische Muldenform und eine hydraulische Presse, wobei die beiden Teile der Höhlenform in offener Stellung gehalten werden. Auf einer Auswurfplatte liegt ein gefüllter, ungepreßter Sack.

F i g. 2 zeigt die gleiche Anordnung in geschlossenem, vollgepreßtem Zustand;

Fig. 3 zeigt eine Teilansicht der Mulde der Form, bei der die Auswurfplatte auf den Boden der Mulde gesenkt ist;

Fig. 4 vergleicht die Größe und die Umrisse eines ungepreßten Sackes mit der Größe und dem Umriß eines gepreßten Sackes. Ähnliche Ziffern in den verschiedenen Zeichnungen beziehen sich auf ähnliche Teile.

Wie F i g. 1 der Zeichnungen zeigt, wird ein gefüllter, ungepreßter Sack 1 auf die Auswurfplatte des Muldenteils 3 der Muldenform gelegt. Die Auswurfplatte erwies sich als zweckmäßig, oft als wesentlich für die Entfernung eines vollgepreßten Sackes aus der Mulde. Die Innenflächen der Mulde, insbesondere ihre Wände, sind vorzugsweise mit einem glatten Material überzogen, z. B. mit poliertem Chrom oder Polytetrafluoräthylen, um die Reibung zwischen der Sackwand und der Mulde zu verringern. Die Auswurfplatte sollte im wesentlichen die gesamte Unterfläche des Sackes tragen, um die Möglichkeit zu verringern, daß der Sack zerreißt. Daher umfaßt die Auswurfplatte vorzugsweise im wesentlichen den gesamten Boden der Mulde. Gewöhnlich ist es zweckmäßig, die Vorrichtung so zu konstruieren, daß die Platte aufwärts durch die Mulde gedrückt wird, sobald der Stempel 4 den Kern 5 in die offene Stellung hebt. Auf diese Weise wird der vollgepreßte Sack in eine Stellung gehoben, in der er leicht von der Auswurfplatte abgleitet.

Sobald ein Sack auf der Auswurfplatte 2 liegt, wird der Kern 5 in Richtung des Sackes gesenkt. Vorzugsweise läßt man die Auswurfplatte 2 auf den Boden der Mulde 3 fallen, sobald der Stempel den Kern 5 abwärts schiebt. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befindet sich daher die Platte 2 in der niedrigsten Stellung, wie aus der F i g. 3 hervorgeht, bevor der Sack 1 vom Kern 5 berührt wird. Sobald die Platte auf dem Boden der Mulde ruht, bewegt sich der Kern weiter abwärts, wodurch auf den Sack Druck angewandt wird.

Fig. 2 zeigt den Kern in seiner tiefsten Stellung.

Der Kern 5 bewegt sich vorzugsweise einen Teil des Weges abwärts in die Mulde. Auf diese Weise werden alle Flächen des Sackes durch die Innenflächen der Form begrenzt. Führungsstangen 6 passen in die (in F i g. 1 gezeigten) Aufnahmeöffnungen 7, um den Kern entsprechend auszurichten und zu führen und dadurch zu verhindern, daß der Kern »festfriert« oder das Innere der Mulde beschädigt.

Gewöhnlich wird der Druck auf den Sack anfangs rasch erhöht, d. h. innerhalb ⁱh bis 2 Sekunden auf eine geringe Höhe, d. h. 3,52 bis 10,5 kg/cm² unmittelbar nach Berührung des Kerns mit dem Sack.

Der Druck wird dann gleichmäßig über eine Zeit von mehreren Sekunden auf den gewünschten Maximaldruck erhöht. Je schneller der Druck gesteigert wird, desto wirtschaftlicher ist das Verfahren. Es wurde jedoch gefunden, daß bei einer zu raschen Steigerung des Druckes freie Luft im Sack eingeschlossen bleibt, nachdem er aus der Form entfernt ist. »Freie Luft« ist Luft, die nicht physikalisch eingeschlossen oder durch das Pigment gehalten wird, nachdem dieses verdichtet wurde. Durch eine Steigerung der Porosität des Sackes wird die Geschwindigkeit, mit der Druck auf den Sack angewandt werden kann, nicht wesentlich erhöht. Man nimmt an, daß eine beträchtliche Menge Luft in Verbindung mit dem Pigment gehalten wird. Es wurde gefunden, daß eine bestimmte Mindestzeit erforderlich ist, z. B. etwa 10 bis etwa 20 Sekunden für die Anwendung des Druckes, damit der größte Teil der freien Luft aus dem Pigment und durch die Sackwände entweichen kann. Die erforderliche Zeit schwankt bei den einzelnen Pigmenten.

Der äußerste auf einen Sack anwendbare Druck schwankt von Pigment zu Pigment. Er muß genügen, um das Pigment auf die gewünschte Schüttdichte zu verdichten. Ein zu starker Druck verdichtet die Pigmente zu stark; die erforderlichen äußersten Drücke übersteigen selten 70 kg/cm² und betragen am vorteilhaftesten 14,1 bis 49,2 kg/cm², selten unter 3,52 bis 7,03 kg/cm-.

Es wurde gefunden, daß sich gute Ergebnisse dann erreichen lassen, wenn der äußerste Druck nur 0,5 Sekunden, vorzugsweise etwa 1 bis etwa 5 Sekunden, eingehalten wird. Im allgemeinen beeinträchtigt eine längere Aufrechterhaltung des Druckes weder die Qualität der Packung noch des Produktes.

Die Erfindung wird in den folgenden spezifischen Beispielen erläutert.

Beispiel 1

22,7 kg Kieselerdepigment wurden in einen Sack gefüllt. Das Kieselerdepigment hatte folgende ungefähre chemische Zusammensetzung und Eigenschaften: ■· '·■

Gewichtsprozent

SiO₂ ...: ...... 88,0

NaCl 1,0

CaO 0,5

Al₂O₃ ..: , 1,0

Fe₂O₃ 1,5.

Freies Wasser 6,0

Gebundenes Wasser ...... 2,0

Oberfläche 140 bis 160 m²/g

Schüttdichte 210 kg/cbm

Durchschnittliche äußerste

Teilchengröße 0,015 Mikron

Der Sack war aus drei Lagen von 22,7 kg dehnbarem Kraftpapier hergestellt. In leerem und ausgelegtem flachem Zustand maß der Sack 58,4-96,5 cm. Quer über den Zwickel maß der Sack 14 cm.

Die wirksame Größe des gefüllten Sackes auf einer Ladepritsche, d. h. die Abmessungen des Volumens, die für einen derartigen Sack erforderlich sind, wenn eine Anzahl von Säcken auf einer Ladepritsche gestapelt wird, betrug 45,72 · 97,77 ■ 19,68 cm. Sämtliche Kanten eines gefüllten Sackes sind normalerweise abgerundet. Daher wurde ein Sack zu einer Packung mit rechtwinkligen Ecken verformt, um die Messung seiner Oberfläche zu erleichtern. Die rechteckige Packung maß etwa 41,27-91,4 - 20,95 cm und hatte eine Oberfläche von etwa 13 106,4 cm².

Die Volumina mehrerer gefüllter Säcke wurden durch das übliche Wasserverdrängungsverfahren ermittelt. Es wurde gefunden, daß ihr Durchschnittsvolumen leicht über 0,085 cbm betrug.

Die gefüllten Säcke wurden in einer Vorrichtung, d. h. einer Muldenform und einer hydraulischen Presse, wie sie in der Zeichnung gezeigt sind, gepreßt. Die Presse hatte eine Kapazität von 350 Tonnen.

Die Wände der Mulde waren im wesentlichen senkrecht, so daß die Abmessungen des Querschnitts der Mulde entlang ihrer gesamten Tiefe gleich waren. Die inneren Abmessungen der Mulde betrugen etwa 99,73 · 49,53 cm. Die Maße der Auswurfplatte (die Innenfläche des Bodens der Form) betrugen etwa 91,4 -40,64 cm. In geschlossener Stellung saß die Auswurfplatte fest in einer Öffnung am Boden der Mulde. Die Maße des Kerns der Form waren in jeder Querschnittsrichtung etwa um 30,48 Tausendstel cm kleiner als die Mulde. Alle Ecken und Ränder, die den Sack berühren wurden, wurden abgerundet oder mit einem Rand mit den entsprechenden Radii versehen.

Die Tiefe der offenen Form, d.h. bei erhobenem Stempel und auf den Boden der Mulde gesenkter Auswurf platte, betrug wenig mehr als 11,43 cm.
Das Innere der Mulde, d. h. die Wände und die Oberfläche der Auswurfplatte, wurden mit einer 0,00254 cm dicken Chromschicht überzogen, um die Reibung herabzusetzen. Die Druckfläche des Kerns wurde mit Nuten versehen,·: um das Entweichen von Luft aus dem Sack zu erleichtern. Die Luft verließ die Mulde durch eine Reihe von Kanälen, die mit den Nuten in Verbindung standen und durch den Kern an die Atmosphäre führte.

Beim Pressen wurde zuerst ein gefüllter Sack auf die Auswurfplätte gelegt. Der Stempel der Presse und die Auswurfplatte wurden dann gesenkt, bis die Platte auf dem Boden der Mulde aufsaß. Auf. diese Weise ruhte der Sack in der Mulde und befand sich

etwa in der Mitte des Muldenbodens. , : _;

Durch weiteres Senken des Stempels der Presse und durch Pressen des Kerns der Form in die Mulde wurde Druck angewandt. Mehrere Säcke würden bei verschiedenen Höchstdrücken und während' verschiedener Zeiten gepreßt, wie aus der folgenden Tabelle hervorgeht. Die Zeit beginnt mit. dem Senken des Sackes in die Mulde und endet damit; daß die Auswurfplatte den Sack aus der Mulde herausschiebt. In jedem Arbeitsgang war etwa 1 Sekunde erforderlich, um den Sack in die Mulde zu senken.

409 526/142

Während der zweiten Sekunde des Zeitraumes wurde der auf den Sack angewandte Druck rasch auf etwa 1,7 kg/cm² erhöht. Der Druck wurde dann bei gleichmäßiger Geschwindigkeit (Spalte 2) auf einen Maximaldruck (Spalte 3) gesteigert und einige Sekunden

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gehalten (Spalte 4). Etwa 1 Sekunde vor dem Ende des Zeitraums wurde der Druck fast augenblicklich aufgehoben und der gefüllte Sack während der letzten Sekunde ausgeworfen.

1 Arbeitsgang	2 Zeit zur Steigerung von 1,7 kg/cm⁵ auf den Höchstdruck	3 Höchstdruck	4 Verweilzeit	5 Gesamtzeit	6 Schüttdichte des gepreßten Pigments
	(Sekunden)	(kg/cm²)	(Sekunden)	(Sekunden)	(kg/cbm)
1	5	42	2	10	330
2	10	42	2	15	334
3	15	42	2	20	333
4	20	42	2	25	333
5	5	56	2	10	346
6	15	56	2	20	347

Während alle Arbeitsgänge zur Verdichtung des im wesentlichen gesamten Materials in den Säcken führten, lieferten die Arbeitsgänge 1, 2 und 5 Säcke mit Klumpen, da im Sack, hauptsächlich zwischen dem Pigmentkuchen und den Sackwänden, infolge der zu raschen Drucksteigerung freie Luft eingeschlossen blieb.

Der Arbeitsgang 3 stellt offensichtlich den wirtschaftlichsten Preßvorgang dar, der zu einem hervorragenden Produkt führt.

Die Arbeitsgänge 3, 4 und 6 führten alle zur Herstellung eines gut verdichteten Produktes in einer festen Packung von 100,37-49,53 · 12,70 cm. Die Oberfläche der Packungen betrug auf diese Weise etwa 13 755,4 cm², das sind etwa 645,2 cm² mehr als die Oberfläche des ungepreßten Sacks. Es wurde festgestellt, daß die Durchschnittsvolumina des gepreßten Sackes etwas weniger als 0,0573 cbm betrugen. Die Schüttdichte der aus den verschiedenen Arbeitsgängen stammenden gepreßten Pigmente sind in Kolonne 6 angegeben.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit einem Kieselerde-Pigment mit folgender ungefährer Zusammensetzung wiederholt:

Gewichtsprozent

SiO₂ 80

NaCl 1

CaO 6

Al₂O₃ 0,5

Fe₂O₃ 0,1

Freies Wasser 5,0

Gebundenes Wasser Rest

Oberfläche 40 m²/g

Schüttdichte 257 kg/cbm

Äußerste Teilchengröße 0,8 Mikron

31,8 kg dieses Materials wurden in einen wie im Beispiel 1 konstruierten Sack eingeführt, der jedoch 86,4-63,5-13,97 cm (Einsatz) maß. Ein ungepreßter gefüllter Sack maß 88,9 ■ 49,53 · 20 cm, hatte eine Oberfläche von 13 264 cm² und ein Durchschnittsvolumen von wenig mehr als 0,0835 cbm.

Die Säcke wurden in eine Form ähnlich der von Beispiel 1 eingeführt, so daß man eine feste Packung mit den Maßen 92,67-55,9 · 0,95 cm, einer Oberfläche von 14 435 cm² und einem Volumen von wenig mehr als 0,07 cbm erhielt.

Dieses Pigment läßt sich stärker verdichten als das von Beispiel 1. Es wurde daher gefunden, daß eine gute feste Packung des verdichteten Pigments dadurch erhalten wurde, daß man den Sack mit einem äußersten Druck von 21,1 bis 28,1 kg/cm² preßte. Preßzeiten von 15 bis 25 Sekunden führten zur Herstellung von guten festen Packungen. Das erhaltene Produkt hatte eine Schüttdichte über 482 kg/cbm.

Beispiel 3

In der Form und dem Sack von Beispiel 1 wurde ein Pigment mit folgender ungefährer Zusammensetzung zusammengepreßt:

Gewichtsprozent

SiO₂ 62

NaCl 1

CaO 16

Al₂O₃ 0,5

Fe₂O₃ 0,1

MgO 0,1

Freies Wasser '... 5

Gebundenes Wasser 10

Oberfläche 90 m²/g

Schüttdichte 194 kg/cbm

Durchschnittliche
Teilchengröße 0,030 Mikron

Die Größe der fertigen gepreßten Packung betrug Gewichtsprozent

102 · 50,80 · 12,06 cm. Es wurde gefunden, daß die SiO₂ 64,6

Dispergierungseigenschaften dieses Pigments nach- Gesamtes Na (in Form von

teilig beeinflußt wurden, sobald es mit einem Druck NaO.,) 7,9

über 21 kg/cm"² gepreßt wurde. Wenn man den 5 CaO 0,1

Druck zwischen 14,1 und 17,6 kg/cm² hielt, wurde Al₂O., 12,1

eine feste Packung des Pigments mit einer Dichte Fe„O., 0,2

zwischen 290,5 und 306,5 erhalten. Gute Ergebnisse Na₂SO₄ 5,5

wurden mit Druckzeiten von etwa 15 Sekunden er- Freies Wasser 6,0

zielt. ίο Gebundenes Wasser 7,6

Oberfläche 90 m²/g

Schüttdichte 260,2 kg/cbm

Durchschnittliche äußerste

Beispiel 4 Teilchengröße 0,024 Mikron

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Der Sack wurde nach dem Verfahren von Beispiel 1 unter einem äußersten Druck von 35 kg/cm-

22,7 kg Pigment, das durch Umsetzung von Lö- zusammengepreßt, so daß eine Packung von 94 · sungen von Aluminiumsulfat und Natriumsilicat her- 55,9 · 11,43 cm erhalten wurde. Die Schüttdichte des gestellt worden war, wurden in einem dehnbaren Pa- ao gepreßten Pigments betrug 387,35 kg/cbm. Es wurpiersack einer Größe von 86,4 · 48,26 · 20,93 cm ge- den Druckzeiten über 20 Sekunden angewandt. Es packt. wurde gefunden, daß höhere äußerste Drücke das

Das Pigment hatte folgende ungefähre Zusammen- Pigment weiter verdichteten, ohne seine Dispergiesetzung: rungseigenschaften zu beeinträchtigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Pigmentpackungen, bei denen das pulverförmige Gut bei äußerer Abstützung komprimiert und die Luft daraus entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man ein siliciumhaltiges Pigment in einen elastischen, dehnbaren und porösen Sack einfüllt, den verschlossenen Sack in seinem Volumen durch Pressen auf einen Wert zwischen 5 und 40% verringert, wobei die Höhenabmessung des Sackes verringert wird und sich gleichzeitig sowohl die Längen- als auch die Breitenabmessung vergrößern, so daß insgesamt eine Oberflächenvergrößerung eintritt, und wobei die Zeit zur Drucksteigerung auf den Höchstdruck mindestens 10 bis 20 Sekunden beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen begrenzten Raum verwendet, dessen horizontale Querschnittsfläche etwa 1 bis etwa 20% größer ist als die entsprechende Querschnittsfläche des gefüllten, ungepreßten Sackes.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man einen begrenzten Raum verwendet, dessen Gesamtvolumen im Preßendstadium etwa 5 bis etwa 4O°/o kleiner ist als das Volumen des gefüllten ungepreßten Sackes.