DE1586232A1 - Verfahren zur Herstellung von festen Paketen,die fein zerteilte Materialien enthalten - Google Patents

Description

Alfred Hoeppener

Dr. Hans Jc:-cüffi Wolff i10, Aug. 1967

Dr. htj.,6 Chr. Beil hecUsariViüte

Frankfurt a. M.-Höchst

TeL 3136«

Unsere No. 13 950

Pittsburgh. Plate Glass Company Pittsburgh, Pa., Y.St.A.

Verfahren zur Herstellung von festen Paketen, die fein zerteilte Materialien enthalten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von festen Paketen, die fein zerteilte Materialien enthalten, insbesondere ein Verfahren zur Behandlung von Paketen, die stark lufthaltige fein zerteilte Materialien wie Kieselsäurepigmente oder Ruß enthalten. Durch die Behandlung sollen Pakete erzielt werden, in denen die genannten Materialien in verdichteter Form vorliegen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere auf Materialien anwendbar, die eine durchschnittliche äußere Teilchengröße unter etwa 1 Mikron aufweisen.

Von den fein zerteilten Materialien der vorstehend genannten Art werden in der Industrie jährlich große Mengen verbraucht. In der Farben-, Papier- und Xautschukindustrie werden beispielsweise jähr-

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lieh viele 1000 t dieser Materialien verbraucht. Die genannten pulvri gen Materialien verstäuben bei ihrer Handhabung sehr leicht; infolgedessen ist das Schütten bzw. Umschütten dieser Materialien oftmals nicht praktisch.

Einige stark lufthaltige Materialien können verdichtet oder agglomerisiert herden, wobei man Produkte erhält, die sowohl für das Schütten geeignet sind als auch brauchbare jiigenschaften aufweisen. Andere Materialien wie Kieselsäurepigmente und bestimmte Ruße lassen sich# nicht zu brauchbaren Handelsprodukten verdichten oder agglomerisieren. Infolgedessen müssen diese Materialien in verhältnismäßig kleinen Paketen versandt und gehandhabt werden. Eine weit verbreitete Verpackungsart ist ein Papiersack, der mit einem Standard gewicht des fein zerteilten Materiales gefüllt ist. Oftmals sind die Pakete stark luftgefüllt und infolgedessen nur schwierig zu handhaben. Darüber hinaus nehem^i die stark lufthaltigen Pakete erheblichen Baum pro t des zu versendenden Materiales ein, wodurch sich die Pracht- und Handhabungskosten erhöhen.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich solche stark lufthaltigen Materialien zu festen starren Paketen verpacken.

Erfindungsgemäß wird das verpackte lose pulvrige Material einer mehrfachen Quetsch- bzw. Druckeinwirkung ausgesetzt. Auf diese Weise wird das verpackte Material verdichtet, seine Schüttdichte erhöht und sein Schüttvolumen erniedrigt. Die Gestalt des Paketes wird so verändert, daß das Verpackungsmaterial das verdichtete Material fest umschließt. Auf diese Weise erhält man ein festes, leicht zu handhabendes Paket. Gleichzeitig aber wird eine übermäßige Verdichtung des verpackten. Materiales vermieden, so daß die wünschenswerten Verarbeitungseigenschaften, z.B. die Dispergierbarkeit des Mateitfales, erhalten bleiben.

Durch übermäßige Verdichtung kann die Dispergierbarkeit eines fein zerteilten Materiales, z.B. eines Kieselsäurepigmentes, schwer geschädigt werden. Beispielsweise läßt sich ein übermäßig verdichtetes Kieselsäurepigment oftmals nicht ohne weiteres in Wasser aufschlämmen. Es läßt sich häufig auch nur schwierig in Kautschukgrundmischun·

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gen einarbeiten. Mit Hilfe der Erfindung lassen sich diese Schwierigkeiten vermeiden.

In der USA-Patentanmeldung 344.964 derselben Anmelderin vom Η. Februar 1964 ist ein Verfahren beschrieben, gemäß welchem stark lufthaltige Pakete von Kieselsäurepigmenten zu Paketen mit vermindertem Schüttvolumen geformt.werden. Gemäß dem dort beschriebenen Verfahren werden die lufthaltigen Pakete in einer Hohlform gepreßt. Das Volumen der Pakete verringert sich dabei, während sich die Oberfläche des Verpackungs- bzw. Umhüllungsmateriales der Pakete vergrößert. Die so entstehenden Pakete sind fest und leicht zu handhaben. Die Schüttdichte der in den Paketen enthaltenen Pigmenten wird stark erhöht, während die übrigen guten Eigenschaften, insbesondere die Dispergierbarkeit, erhalten bleiben. Obwohl sich mit dem in der genanntun USA-Patentanmeldung beschriebenen Verfahren gut brauchbare Pakete erhalten lassen, ergeben sich aus dem Verfahren und der Vorrichtung selbst gewisse Beschränkungen. So ist es beispielsweise notwendig, die Vorrichtung auf bestimmte Größen der Umhüllungen auszurichten. Pur verschiedene Materialien sind getrennte Formen erforderlich. Eine Automation des beschriebenen Verfahrens ist schwierig. Zur Durchführung des in der genannten Anmeldung beschriebenen Verfahrens ist also ein erheblicher Aufwand an Zeit und Arbeitskraft erforderlich.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich dagegen leicht und schnell aus Paketen mit stark lufthaltigem fein zerteilten Material wie Kieselsäurepigmenten brauchbare, feste Pakete herstellen. Eine einzelne Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung kann ohne Schwierigkeiten so eingestellt werden, daß Produkte sehr unterschiedlichen Charakters verarbeitet werden können. Auf derselben Vorrichtung können Pakete mit sehr unterschiedlichen Abmessungen geformt und verdichtet werden.

Die Erfindung wird so durchgeführt, daß ein Paket, weiches aus einer Umhüllung besteht, in der sich lufthaltiges Material befindet, einer abwechselnden Quetsch- oder Preßeinwirkung und Entspannungswirkung unterworfen wird. Jede Quetsch-, Preß- oder Druckeinwirkung erfolgt in einer solchen Weise, daß sich das Paket parallel zu der Richtung

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wenigstens einer seiner anderen Achsen ausdehnt und dabei die Umhüllung streckt. Infolge der Preßwirkung wird das Volumen des Paketes vermindert, wobei die freie in dem Paket vorhandene Luft komprimiert und durch die Umhüllung aus dem Paket herausgedrückt wird. Nach mehreren aufeinanderfolgenden Druckeinwirkungen ist das Paket fest und steif. Das auf diese Weise entstandene Paket besteht aus der Umhüllung, die fest das verdichtete aus einzelnen Teilchen bestehende Material, das noch eine ausreichende Dispergierbarkeit aufweist, umschließt.

In dem Maße wie das Volumen des Paketes abnimmt, wird die darin enthaltende freie luft komprimiert und übt einen Druck gegen die Umhüllung und die in dieser enthaltenen Materialien aus. Die Quetschbzw. Druckeinwirkung wird so niedrig gehalten, daß die komprimierte Luft durch die Umhüllung entweichen kann, bevor sich in dem Paket ein Druck ausbildet, der die Reißfestigkeit der Umhüllung übersteigt Das Maximum der Quetsch- bzw. Druckeinwirkung wird außerdem unter dem Wert gehalten, bei welchem eine übermäßige Verdichtung der Pigmente eintreten würde.

Es ist bei der praktischen Durchführung der Erfindung wichtig, daß die mehrfachen Quetsch- bzw. Druckeinwirkungen auf das Paket von dazwischen-geschalteten Druckentspannungen unterbrochen werden. Diese zwischengeschalteten Druckentspannungen erlauben anscheinend der Luft, die während des Preßvorganges in das fein zerteilte Material gedrückt worden ist, aus dem Material in den Spalt zwischen dem Material und der Umhüllung zu wandern. Während des ersten Preßvorganges wird eine erhebliche Menge Luft in das fein zerteilte, in dem Paket enthaltende Material gepreßt. Bei der Entspannung nach die sem ersten Preßvorgang liegt ein loses weiches Paket vor, weil die Luft in den Spalt zwischen der Umhüllung und dem Material wandert. Bei den nachfolgenden Quetsch- bzw. Preßrorgängen wird ein erheblicher Teil dieser Luft durch die Umhüllung ausgetrieben. Durch Wiederholung dieser Quetsch- bzw. Druck- und Entspannungeperioden, denen das Paket ausgesetzt wird, erhält man ein festes Paket, bei welchem die Umhüllung das verdichtete Material verhältnismäßig fest umgibt.

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Die bevorzugte Methode zur Erzielung der Quetsch- bzw. Druckeinwirkungen auf das bzw. die Pakete besteht in der Förderung derselben - ■ zwischen endlosen umlaufenden Bändern. Die Entfernung, d.h. der Spalt zwischen den Bändern wird so eingestellt, daß die Dimension des bzw. der Pakete parallel zu einer Achse in dem gewünschten Maße abnimmt. Die Pakete können parallel zu den beiden anderen Achsen sich frei aus dienen. Die Einstellung des Abstandes zwischen den Bändern wird vorzugsweise mit Hilfe solcher Mittel vorgenommen, daß auf die Pakete ein zuvor festgelegter maximaler Druck einwirkt. Der Druck kann mit Hilfe mechanischer Mittel, z.B. mit Hilfe von !Federn ausgeübt werden; vorzugsweise verwendet man hydraulische oder pneumatische Mittel. Pneumatische Zylinder werden vor allem bevorzugt, weil sie eine gleichmäßigere Druckkontrolle quer über die Oberfläche des Paketes erlauben.

Man kann ein einzelnes Förderbanderpaar verwenden, indem man beispiel weise abwechselnden Abstand zwischen den Bändern verkleinert und erhöht, in dem Maße wie die Pakete zwischen ihnen gefördert werden. Die Pakete werden auf eines der Bänder gelegt, während das zweite Band über den Paketen angeordnet ist. Entweder nur eines der Bänder oder beide Bänder können angetrieben sein, so daß sie die Pakete transportieren. Während der Quetsch- bzw. Druckeinwirkung wird der Abstand zwischen den Bändern vermindert, und zwar soweit, daß der Abstand geringer ist als die ursprüngliche Dicke des Paketes. Die . Bänder üben dann einen Druck auf die Pakete aus. Die Verringerung des Abstandes wird mit Hilfe geeigneter Mittel, z.B. pneumatischen Zylindern, erreicht, die so konstruiert sind, daß sie nioht mehr als einen vorher festgelegten maximalen Druck ausüben. Im Idealfall werden die Bänder während der folgenden Druckenspannungeperiode wieder soweit voneinander entfernt, daß das obere Baaö die Pakete nioht mehr berührt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt jede Quetsch- bzw. Druckeinwirkung auf die Pakete zwischen verschiedenen PÖrderbänderpaaren. Gemäß einer weiteren bevorzugten Außführungeform der Erfindung werden die Pakete auf ein angetriebene« endlos umlaufen des Förderband gesetzt. In dem Maße, wie die Patte von äem förderband vorwärts bewegt wtrden, wandern sie uirfetr einer AueelllI kürzerer

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umlaufender !Förderbänder hindurch. Jedes diaaer Förderbänder kann so eingestellt sein, daß ein vorher festgelegter Druck auf dia Paliäe ausgeübt wird, so daJ3 die Pakete die gewünschten Abmessungen annehmer. Dia Geschwindigkeit dar förderbänder seil vorzugsweise veränderlich sein. Die Druckainwirkungsperiode kann nach Bedarf vergrößert oder, verkleinert werden, und zwar durch entsprechende Einstellung der Geschwindigkeit der förderbänder. Im allgemeinen wird bei geringeren Geschwindigkeiten aine größere Verdichtung des verpackten Matej-ialaa erreicht.

Bis au welchem Ausmaß eine Verdichtung eines Pigmentes wünschenswert ist, hängt von den Eigenschaften des jeweils behandelten Pigmentes ab. Die erfindungsgemäß in Betracht gezogenen Kieaelaäurepigmenta, d.h. Kieselaäurapigmente, die wenigstens 50, im allgemeinen über 60, häufig über SO Gewichtsprozent SiO₉ (auf waaaerfraier Basis) enthalten) eine Schüttdichte unter 320 g/l (20 Ib/foot )., vorzugsweise 30 g/l bis 288 g/l und aine durchschnittliche äußere Teilchengröße unter eirwa 1,0 Mikron, im allgemeinen unter etwa 0,4- Mikron, noch häufiger zwischen etwa 0,01 und etwa 0,1 Mikron aufweisen, können in arheblicham Ausmaß verdichtet werden, ohne ihre guten 3igenschaften, d.h. ihrs Di3pergierbarkeit, au verlieren. Dia Pigmenta in den Pakatan, die mit Hilfa dar Erfindung hergestellt werden, können also mehl als die doppelta Schüttdiahta dar nicht vardichtatan Pigmenta aufweisen. 2ypi3oherweise wird dia Schüttdichte um etwa 50 bis 70, gewöhnlich etwa 10 bis 45$» bezogen auf daa nicht verdichtete Pigment, erhöht .

Ein wesentlicher Seil der Erfindung ist die Herstellung faster, leicht zu handhabender Pakete. Gute Pakete lassan sich oftmals ar-3ei#'lan, wenn dia Schüttdichte arhealich erhöhi; wird, jedoch nicht 3cweit,' daß daa Schüttvolumen der Pigmente nennenswert abnimmt. Was als eine "erhebliche" Erhöhung der Schüttdichte bei der Herstellung fester Pakete anzusehen, ist, hängt von den .jeweils zu verpackenden Pigmeutan ab. Ia allgemeinen i3t eine Erhöhung dar Schüttdichte um 3twa 5 bia etwa IQ^ ausreichende/guta Paketa au araialan.

Die Zahl der Druck-Druokentapannungs-Parioden, die zur Erzielung juter Psücata notwendig iat, hängt ebenfalls weitgehend von der Art

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des zu vorpaokonden Materiales ab. Im allgemeinen aind 3 bis 6 Druok-Qillwirkungen ausreichend. In seltenen Fällen reichen bereits 2 Druckeinwirkungon aus. Pakete mit Materialien, die leicht selbst bei mäßigen Drucken, z.B. Drucken von 7 at, zu stark verdichtet warden, können sohr viel mehr, z.B. 10 bis 20 oder mehr Druckeinwlrkungan bei niedrigercn Drucken erfordern.

Im allgemeinen reichen Drucke weit unterhalb der vorstehend genannten kritischen Drucke, bei welchen die Materialien bereita schädlich boeinfluflt werden, aus. So ist es beispielsweise eolten notwendig, Drucke über 3,5 at während einer Drucke inwirlcungsstuf β auf die Oberfläche der Pakete einwirken zu lassen. Drucke zwischen etwa 0,1 #4 und 1,76 at sind im allgemeinen ausreichend und ergeben gute Resultate. In manchen Fällen können auch höhere Drucke angewandt werden, ohne daß die Qualität des verpackten Materialee leidet, aber diese Drucke lassen sich mit den derzeit zur Verfügung airtienden Vorrichtungen nur schwer anlegen. Im speziellen Fall der Kieselsäurepigmente sind Drucke unter etwa 1,76 at, z.B. zwischen etwa 0,35 und 1,4- at, im allgemeinen ausreichend. In einigen Fällen der Verpackun/j von Kieselsäurepigmen en reichen in den einzelnen Druckstufen sogar so niedrige Drucke wie 0,07 at oder weniger aus.

Bei den Umhüllung-n für die Pakete handelt es sich vorzugsweise um Papiersäcke. Das ursprüngliche Volumen der Säcke muß ausreichen, das unverdichtete lockere Pigmentmaterial aufzunehmen. Das Anfangsvolumen der Säcke liegt üblicherweise wenigstens5, im allgemeinen etwa 10 bis 30, in seltenen Fällen mehr als 4-Oji über dem Volumen der fertigen Pakete.

Ein locker gefüllter Sack mit verdichtetem Material ist schwierig zu handhaben; dae verdichtete Pigment bricht bzw. zerkrümelt beim Handhaben. Erfindungsgemäß werden infolgedessen fertige Pakete erzeugt, in denen das verdichtete Pigment das gesamte Volumen dos Sackes gänslich ausfüllt. Dabei muß allerdings festgestellt werden, daß ein kleiner Prozentsatz des Innenvolumens der Säcke, z.B. an den Ecken, selbst bei gut gepreßten Säcken nicht vollständig ausgefüllt 1st.

Das Material der Säcke ist dehnbar und etwas elastisch. Die Oberfläche des nicht gepreßten Sackes ist vorzugsweise wenigstens 1, im allgemel-

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-β-

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nen etwa 2 "bis 10, in seltenen Fällen mehr als 20$ kleiner als die Oberfläche des fertigen Paketes. Auf diese Weise wird die Umhüllung fest um das verdichtete Pigment in dem fertigen Paket gedehnt bzw. gestreckt. Das verdichtete Material wird von dem Sack elastisch festgehalten. Anders ausgedrückt, der Sack übt eine Druckkraft auf praktisch die gesamte Oberfläche der verdichteten Pigmentmasse in dem Sack aus. Das Paket ist infolgedessen hart und fast. Ein solches Paket läßt sich leicht handhaben. Die Pakete können auch einer rauheren Behandlung unterworfen werden, ohne äafl§ider Inhalt, zerbricht oder zerkrümelt.

Das vorzugsweise für die Säcke benutzte Material ist dehnbares Kraftpapier. Dehnbare Kraftpapiere weisen bessere elastische Eigenschaften auf als natürliche Kraftpapiere. Säcke, die aus dehnbaren Papieren, beispielsweise gemäß der USA Patentschrift 2.624.245 hergestellt werden, lassen sich mit Erfolg für die Zwecke der Erfindung verwenden. Säcke aus natürlichem Kraftpapier sind im allgemeinen unbrauchbar. Andererseits ist zu betonen, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung einer bestimmten Art von Säcken oder Uahülhngsmaterialien beschränkt ist, Es reicht aus, wenn das Material, das das verdichtete Pigment umgeben soll, ausreichend dehnbar ist, so daß ein Zerreißen der Säcke vermieden wird, wenn dieselben den Dimensionsveränderungen während/ler Behandlung unterworfen werden. Aus starken Kreppapieren lassen sich für die Zwecke der .Erfindung ausgezeichnet brauchbare Säcke herstellen, diese sind jedoch im allgemeinen zu teuer. Das Sackmaterial muß außerdem ausreichend porös sein, damit die Luft durch die Wände der Säcke entweichen kann, wenn das Tolumen des geschlossenen Sackes vermindert wird. Dehnbare Kraftpapiere reißen weniger leicht, wenn sie vor dem ^erpressen konditioniert werden, so daß sie einen hohen Wassergehalt, z.B einen Wassergehalt von stwa 5 bis etwa 10$ (bezogen auf das Gewicht des Sackes) aufweisen.

In der beigefügten Zeichnung ist eine Torrichtung dargestellt, die zur Durchführung dee erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In der Zeichnung bedeuten gleiche Zahlen gleiche Elemente der Vorrichtung.

Man erkennt eine Reihe von. angetriebenen !Förderbändern, die in einem 3ahmen 1 angeordnet sind. Der Rahmen 1 wird von den Trägern 2 in. ausreichender Höhe über dem Soßen gehalten. Das Förderband 3 wird in ge-

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eignerer Weise, z.B. mit Hilfe eines Motors mit veränderlicher Geschwindigkeit (nicht gezeigt) angetrieben und ist lang genug, . daß -es eine ausreichend große Zahl, z.B. etwa IQMs 100 oder mehr Pakete tragen kann. Mehrere senkrechte !Drägerrahmen 4 sind in Abständen in Längsrichtung des Bandes 3 an dem Rahmen 1 befestigt. Bin horizontaler beweglicher Rahmen 5 wird von den vertikalen Rahmen 4 über dem !förderband 1 gehalten. laufrollen 6 sin-d an den Rahmen 5 befestigt und liegen an den Rahmen 4 an. Die Rahmen 5 können, sich infolgedessen frei an den Rahmen 4 auf und nieder bewegen, wobei sie durch die Laufrollen 6 geführt werden. Jeder Rahmen 5 weist ein Förderband 7 sowie einen Motor 8 auf. An jeder Ecke der beweglichen Rahmen 5 sind pneumatische Zylinder 9 angeordnet. Jeder Zylinder 9 ist auch mit dem festen Rahmen 1 verbunden.

Beim praktischen Betrieb der Vorrichtung wird durch die Zylinder 9 unabhängig auf jede Ecke der beweglichen Rahmen 5 ain pneumatisches: Druck ausgeübt. Die beweglichen Rahmen 5 besitzen mit Bezug auf die senkrechten Rahmen 4 ausreichende Bewegungsfreiheit, so daß die Höhe jeder Ecke der beweglichen Rahmen 5 verschieden sein kann. Dennoch halten die Zylinder 9?8τθ senkrechten Rahmen 4 die beweglichen Rahmen 5 in einer Stellung direkt über dem festen Bahnen 1. Der minimale Abstand zwischen den förderbändern 7 und dem Jörderbaafl 3 wird durch einstellbare Abstandshalter 10 erreicht, die am Rahmen 1 befestigt sind. Diese Abstandshalter können unabhängig angehoben oder gesenkt werden, aο daß die Höhe, die die Abstandhalter senkrecht über das Pörderband 3 hinausragen, jeweils vergrößert oder vermindert werden kann. Sine Abstreichplatte 11 ist an den beweglichen Rahmen 5 über jedem Abstandshalter angeordnet. Die Luft wird in dia pneumatischen Zylinder 9 durch Schläuche 12 eingeführt . Der Luftdruck wird durch Yentile 13 kontrolliert und an Manometern 14 abgelesen. Die Luftquelle, nicht gezeigt, ist über Schläuche 15 mit den Yentilen 13 verbunden.

Die zur Durchführung das arfindungsgemäfen Yariahrens benutzte Torrichtung weist ia allgemeinen mehrere, z.B. 3 bis 20 oder mehr . Einheiten auf, die aua einem beweglichen Rahmen 5» einem aenkreohten Rahmen 4 und dem entsprechend ca Zubehör, 3.3. Druckauf ührungs- , vorrichtungen (Zylinder 9), Antriebsmittel (Motor 8) und Anhalts-_:.

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vorrichtungen (10 und 11) bestehen. Zwei solcher Einheiten, die als Einheit I und Einheit II bezeichnet sind, sind in der Zeichnung dargestellt. Verschiedene Säcke, B₁ bis B,- sind dargestellt, um die verschiedenen Stufen der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrene anzudeuten.

Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein.stark lufthaltiger Sack B^ mit feinteiligem Material auf das förderband 3 gelegt. Das förderbad^n. 3 trägt den Sack sowie weitere aufgelegte Säcke nacheinander unter die Bänder 7 der Einheit I, II sowie weiterer Einheiten, die ggfs. vorhanden sind. Auf die Zylinder 9 wirkt ein vorher bestimmter Luftdruck ein, so daß die förderbänder 7 gegen das förderband 3 bewegt werden. Befindet sich kein Sack zwischen den förderbändern 3 und 7, so liegen die Druckplatten 11 auf den Abstandshaltern 10 auf. Kommt ein Sack zwischen die förderbänder 3 und 7, so hebt dieser die Einheit mit dem förderband 7 an, so daß die Platte 11 von den Abstandshaltern 10 abgehoben wird. Auf diese Weise wird die von den Zylindern 9 ausgehende Kraft auf den Sack übertragen. Der Sack B₂ ist in zusammengepreßter form zwischen den förderbändern 3 und 7 der Einheit I dargestellt. Saok B, ist dargestellt, wie er aus Einheit I austritt und in Einheit II eintritt. Alle Abstreichplatten 11 der Ein* heit X sind von den, Abstandshaltern 10 getrennt. Infolgedessen werden sowohl Sack B₂ als auch der Seil von Sack B,, der sich noch unter der Einheit I befindet, durch die volle Kraft, die von den Zylindern 9 der Einheit I geliefert wird, zusammengepreßt. Die Einheiten I und II können in einem solchen Abstand voneinander aufgestellt sein, daß der Sack B* vollständig aus der Einheit I austritt, bevor er in die Einheit II wieder eintritt. Ein solcher Abstand ist nioht unbedingt erforderlich, er gibt aber eine ausreichende Entspannung zwischen den einzelnen Druckeinwirkungen gemäß der Erfindung. Der Sack B, ist dargestellt, wie er zwischen den förderbändern 3 und 7 der Einheit II gepreßt wird. Dieser Sack B. war zuvor unter der Einheit I gepreßt worden. , zwischen den beiden Einheiten I und II konnte ein Druckentspannung stattfinden. Der Saok Bj ist in einer form dargestellt, die der maximal mögliohen Druckeinwirkung unter der Einheit II entspricht» Der hintere Abstandshalter 10 der Einheit II berührt die Abstreiohplatte 11, wo-

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durch eine weitere Verminderung des Abstandes zwischen den Förderbändern 3 und 7 ausgeschlossen wird. Der Sack 3,- stellt einen vollr ständig zusammengepreßten Sack nach dem Austritt aus der letzten Druck- bzw, Preßeinheit, die entlang des Förderbandes 3 angeordnet sind, dar.

Der Luftdruck wird für jede Einheit unabhängig eingestellt. Der Preßdruck, der auf ein Paket einwirkt, kann in aufeinanderfolgenden Einheiten progressiv erhöht werden. Für die erste Druckeinheit kann beispielsweise'ein Druck von etwa 0,35 at ausgewählt.werden. In den folgenden Druckeinheiten kann der Druok jeweils um etwa 0,14 at bis auf einen Enddruck von etwa 0,77 at erhöht werden. In manchen Fällen ist es günstig, die Pakete einem verhältnismäßig hohen Anfangspreßdruck, z.B. von etwa 0,7 bis 1,76 at auszusetzen. Die Pakete werden dann noch einmal oder mehrmals geringeren Drucken z.B. von etwa 0,14 bis 0,70 at unterworfen, worauf wieder eint oder mehrere Behandlungen bei höheren Drucken, z.B. etwa 0,7 Die etwa 1,76 at folgen. Der optimale Druck-Entspannungs-Zyklua für ein bestimmtes im Einzelfall zu behandelndes Material muß vom Fachmann aufgrund seiner Kenntnis der Eigenschaften dieses Materialee bestimmt werden. Oftmals ist die Anwed^mng mehrerer abwechselnder Zyklen günstig.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der minimale Abstand (Spalt) zwischen den Förderbändern des beweglichen Rahmens und des stationären Rahmens am Anfang der Einheit so eingestellt, daß dieser dort größer ist als am Ende der Einheit. Auf di.se Weise wird das Eintreten eines Paketes zwischen die Förderbänder erleichtert;. Es ist auch günstig, den Spalt am Anfang einer Einheit etwas größer einzustellen als den Spalt am Ende der vorher· gehenden Einheit.

Beispiel 1 '

Mehrere Säcke wurden mit je 22,7 kg eines Kieselsäurepigmentes gefüllt, welches etwa folgende chemische Zusammensetzung und Eigen«

schäften aufwies:

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	,5	/g
	,1	Mikron
1586232	,0
Gewichtsprozent	,4
80	m2
1	,08
6
0
0
5
7
40
0

SiO₂ NaGl

CaO

Al₂O Pe₂O₃ freies Wasser

gebundenes Wasser Oberflächengröße (BET) äußere Teilchengröße

Die Säcke wurden aus drei lagen eines 22,7 kg dehnbaren Kraftpapieres hergestellt. Die Säcke wurden geschlossen und auf ein endlos umlaufen des Band gelegt, wie in der Zeichnung erläutert. Auf diese Säcke ließ man mit Hilfe von vier Druckeinheiten der in der Zeichnung dar-r gestellten Art Druck einwirken. Die Länge jeder Druck ausübenden Einheit betrug etwa 1 j524- m. Die Geschwindigkeiten aller !Förderbänder wurden auf etwa 15»24 m pro Minute eingestellt. Pur jede Einheit waren vier pneumatische Zylinder vorgesehen. Jeder Zylinder wies ein 12:1 Verhältnis auf. Jeder Zylinder konnte infolgedessen eine Kraft von 1089 kg von einer luftzufuhr von 14,1 at liefern. Die Anfangs- und Endspalte zwischen dem unteren Förderband und den von den Einheiten getragenen Förderbändern wurden für jede Einheit eingestellt. In Tabelle I sind die Werte, die bei der Durchführung der Operation erreicht wurden, zusammengestellt.

Beispiel 2

Die allgemeine Arbeitsweise gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt; dasselbe Pigment wie in Beispiel 1 angegeben wurde unter Anwendung anderer Zyklen in Säcke mit anderen Abmessungen verpackt. Die Druckeinwirkung erfolgte in 5 Einheiten. Die Betriebsbedingungen und die jSrgebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel 3

Die allgemeine Arbeitsweise gemäß Beispiel 2 wurde noch einmal wiederholt. Der Zyklus wurde in der in Tabelle I angegebenen Weise geändert. Es wurde ein Pigment mit folgender annähernder chemischer Zu-

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sammensetzung und folgenden Eigenschaften verwendet:

Gewichtsprozent

SiO₂ 88,0

KaGl , 1,0

CaO 0,5

Al₂O₃ 1,0

Fe₂O₅ 1,5

freies Wasser 6,0

gebundenes Wasser 2,0

Oberflächengröße (BET) 140 - 160 m²/g

durchschnittliche äußere Teilchengröße 0,022 Mikron

Die Betriebsbedingungen und Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.

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Tabelle Ix

Prack~Bntat>annttngs-Perioden zur Herstellung fester Pakete mit Kieselsäure-pigmenten.

Beisp. durchsohn. Sack- durchschn. Schutt- ■ Einheit I Einheit II

größe in cm dichte g/l _{A+ B}+ '_at ⁺⁺ A⁺ E⁺ at⁺⁺

vorher nachher vorher nachher

1 50,80 x 50,80 x 188,8 299,2 20,94 16,20 1,76 16,51 13,97 5,27

S 88,9 x 90,2 χ

£ 26,67 16,51 ' '

^ro (Verstärkung) -t=·

Ϊ* 2 46,99 χ 48,26 χ 212,8 291,2 20,94 16,51 10,5 19,38 12,70 10,5

ο 99,1 χ 97,8 χ

*» . 22,86 16,51

j^ (Verstärkung)

3 49,55 x 50,80 χ 236,8 ■ 283,2 20,94 16,51 10,5 19,38 12,70 10,5 88,9 χ 87,7 χ 21,59 16,51

A⁺ * Anfangsspalt . B⁺ » Sndspalt .

Einheit III A⁺ B⁺ at⁺⁺

Fortsetzung der Table I

Einheit IV B⁺

Einheit V
B⁺

at

17,78 13,97 10,5 17,78 13,97 10,5

16,51 13,97 10,5, 16,51 13,97 10,5 . 13,97 12,70 10,5

16,51 12,70 5,27 16,51 13,97 8,79 13,97 12,70 10,5

⁺⁺ Eintrittsluftdruck in die pneumatischen Zylinder. Jeder Zylinder hatte ein Eintritt: Austritt-Verhältnis von 12:1. Bei einem einzelnen Sack mit Abmessungen von etwa 51 x 102 cm unter einer Druckeinheit entspricht ein Eintrittsluftdruck von 1,76 at einem -Druck von etwa 0,1 at, der auf die Oberfläche des Paketes einwirkt. Das Gewicht jeder Einheit übt einen zusätzlichen kleinen Druck, z.B. etwa 0,02 bis 0,04 at auf die Oberfläche des Sackes* aus.

Claims (6)

Patentansprüche

1) Verfahren zur Herstellung von festen, starren Paketen, die ein verdichtetes, aus feinen !Teilchen "bestehendes Material mit hoher Dispergierbarkeit enthalten, aus Paketen, die das Material in stark lufthaltiger Form enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man als Umhüllung für die Pakete ein dehnbares, luftdurchläsBiges Material verwendet und auf die Pakete zunächst in Richtung ihrer einen Achse einen Druck einwirken läßt, so daß sich das Volumen des Paketes verringert und die Luft in dem Paket komprimiert wird und aus dem Paket durch die Umhüllung entweicht, wobei die Volumenverminderung so langsam vorgenommen -wird, daß sich in dem Paket kein Druck entwickeln kann, der so groß wäre, daß die Umhüllung zerreißt oder das aus feinen Teilchen bestehende Material zu stark verdichtet wird, und wobei man eine Dimensionsvergrößerung in Richtung wenigstens einer der weiteren Achsen des Paketes zuläßt, daß man anschließend eine Entspannung des Paketes zuläßt und danach erneut abwechselnd Druck anlegt und eine Entspannung zuläßt, bis das Paket das gewünschte Volumen angenommen hat und zwischen der Umhüllung und dem feinteiligen Material darin keine freie Luft mehr eingeschlossen ist.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem fein zerteilten Material, in welches große Mengen Luft eingeschlossen sind, um ein Kieselsäurepigmenfhandelt und daß die Verdichtung des Pigmentes in dem Paket zwischen umlaufenden endlosen Bändern, die einen Druck auf das Paket ausüben, vorgenommen wird.

3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kieselsäurehaltige Pigment über 50 Gewichtsprozent SiO₂ enthält und eine durchschnittliche äußere !Teilchengröße unter etwa

1 Mikron aufweist.

4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck, der auf das Paket in der Druckstufe einwirkt, unter etwa 3i5 at liegt.

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5) Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttdichte des Pigmentes in dem Paket durch die Gesamtdruckeinwirkung in allen Druckstufen um insgesamt etwa 5 bis etwa 70$ erhöht wird.

6) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pakete auf einem kontinuierlichen unteren Förderband trans-, portiert werden und daß die Druckeinwirkung durch ein getrennt umlaufendes endloses Förderband erreicht wird, welches die Oberseite des Paketes berührt.

Für Pittsburgh Plate Glass Company Pittsburgh, Pa., V.St.A.

HdX

Rechtsanwalt

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