Ein Problem bei der Dispergierung von feinteiligen Feststoffen in Flüssigkeiten ist
die zwischen den feinteiligen Feststoffteilchen eingeschlossene Luft.There is a problem with the dispersion of finely divided solids in liquids
the air trapped between the finely divided solid particles.
Die Einarbeitung von Feststoffteilchen in eine Flüssigkeit erfolgt entweder im
Batch-Betrieb oder kontinuierlich. Bei der Einarbeitung im Batch-Betrieb werden
die feinteiligen Feststoffe auf die in einem Rührbehälter vorgelegte Flüssigkeit
aufgeschüttet und eingerührt. Die Feststoff-Schüttungen enthalten aber 30 bis
60 Vol-% Luft zwischen den Feststoffteilchen. Im Falle der teilweisen Fluidi
sierung beim Aufbringen der Feststoffe auf die Flüssigkeit kann der Anteil der in
die Schüttung eingeschlossenen Luft sogar bis 80 Vol-% betragen. Diese Luft wird
beim Einrühren des Feststoffes in die Flüssigkeit in Form von feinteiligen Luft
blasen in der Flüssigkeit dispergiert. Nach Abstellen des Rührers treten die Glas
bläschen unter Ausbildung eines Schaumes auf der Oberfläche der Flüssigkeit aus.
Die erforderliche Zeit für die Segregation der Gasbläschen in Form von Schaum
auf der Flüssigkeitsoberfläche und die anschließend erforderliche Kollabierung des
Schaumes ist abhängig von der Viskosität der Flüssigkeit und deren Oberflächen
spannung. Innerhalb technisch realisierbarer Zeiten können häufig blasenfreie Fest
stoffdispersionen nicht erhalten werden. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die
Dispergierung von Feststoffen in Flüssigkeiten unter Vakuum vorzunehmen. Dies
erfordert jedoch erheblichen apparativen Aufwand.Solid particles are incorporated into a liquid either in the
Batch operation or continuously. When training in batch mode
the finely divided solids onto the liquid placed in a stirred tank
heaped up and stirred in. The solid fillings contain 30 to
60 vol% air between the solid particles. In the case of partial fluidi
When the solids are applied to the liquid, the proportion of in
the bed of trapped air can even be up to 80% by volume. This air will
when the solid is stirred into the liquid in the form of finely divided air
bubbles dispersed in the liquid. After switching off the stirrer, the glass is kicked
blow out to form a foam on the surface of the liquid.
The time required for the segregation of the gas bubbles in the form of foam
on the liquid surface and the subsequent collapse of the
Foam depends on the viscosity of the liquid and its surfaces
tension. Bubble-free festivals can often take place within technically feasible times
dispersions are not obtained. It has therefore already been proposed that
Dispersion of solids in liquids under vacuum. This
however, requires considerable equipment.
Bei der kontinuierlichen Einmischung von feinteiligen Feststoffen in Flüssigkeiten
stehen im allgemeinen keine ausreichenden Zeiträume für die Segregation disper
gierter Gasblasen zur Verfügung, so daß zur Gewährleistung blasenfreier Fest
stoffdispersionen nach dem Stand der Technik die Dispergierung unter Vakuum,
zumindest unter gegenüber Normaldruck erheblich reduziertem Druck durchgeführt
werden muß.With the continuous mixing of finely divided solids in liquids
there are generally insufficient periods for segregation disper
Gier gas bubbles available, so that to ensure bubble-free hard
state-of-the-art material dispersions, dispersion under vacuum,
carried out at least under considerably reduced pressure compared to normal pressure
must become.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, zur Herstellung blasenfreier Feststoff
dispersionen vor der Dispergierung feinteiliger Feststoffe die zwischen den Fest
stoffteilchen befindliche Luft zumindest teilweise durch Kohlendioxid auszutau
schen.According to the invention, it is now proposed to produce bubble-free solid
dispersions before dispersing fine particulate matter between the solid
Particulate air at least partially thawed by carbon dioxide
.
Aufgrund der hohen Löslichkeit von Kohlendioxid in nahezu allen organischen
oder anorganischen Flüssigkeiten wird das zwischen den Feststoffteilchen in die
Flüssigkeit eingetragene Kohlendioxid in der Flüssigkeit gelöst, so daß es nicht zur
Ausbildung von Blasen bzw. Schaum kommt. Im allgemeinen ist die Löslichkeit
von Kohlendioxid so hoch, daß die erfindungsgemäße Dispergierung sogar bei
erhöhtem Druck durchgeführt werden kann, ohne daß es nach der Entspannung auf
Normaldruck zur Ausbildung von Gasblasen in der Dispersion kommt. Dies ist
insbesondere dann von Bedeutung, wenn an den Dispergierschritt weitere Verfah
rensschritte angeschlossen werden sollen, so daß während der Dispergierung ein
solcher Überdruck herrscht, der zur Überwindung des Strömungswiderstandes in
nachgeschalteten Leitungen und Weiterverarbeitungsaggregaten ausreicht, ohne daß
zwischengeschaltete Pumpen erforderlich sind.Due to the high solubility of carbon dioxide in almost all organic
or inorganic liquids that is between the solid particles in the
Liquid entered carbon dioxide dissolved in the liquid so that it is not used
Formation of bubbles or foam occurs. In general, the solubility
of carbon dioxide so high that the dispersion of the invention even at
increased pressure can be carried out without it after relaxation
Normal pressure for the formation of gas bubbles in the dispersion comes. This is
This is particularly important if further processes are carried out on the dispersing step
rens steps should be connected so that during the dispersion
such overpressure prevails which in order to overcome the flow resistance in
downstream lines and processing units is sufficient without
intermediate pumps are required.
Insbesondere geeignet ist das erfindungsgemäße Dispergierverfahren für die
Dispergierung von feinteiligen Feststoffen in Flüssigkeiten mit geringem Lösungs
vermögen für Luft, d. h. für Sauerstoff und/oder Stickstoff, und hohem Lösungs
vermögen für Kohlendioxid.The dispersion method according to the invention is particularly suitable for the
Dispersion of finely divided solids in liquids with a low solution
assets for air, d. H. for oxygen and / or nitrogen, and high solution
assets for carbon dioxide.
Bevorzugte Flüssigkeiten sind flüssige Vorläuferverbindungen für die Herstellung
von Kunststoffen. Insbesondere geeignet ist das Verfahren dann, wenn Formge
bungsverfahren für den Kunststoff eingesetzt werden, bei denen der Kunststoff bei
Umgebungsdruck aushärtet, da in solchen Fällen eine nachträgliche Auflösung von
Gasblasen im Kunststoff, wie es z. B. im Falle der Formgebung unter Anwendung
von hohem Forminnendruck erfolgt, nicht stattfindet. Der Vorteil der vorliegenden
Erfindung kommt demgemäß insbesondere bei der Herstellung füllstoffhaltiger
Kunststoffe, bei denen die Formgebung unter Anwendung von Gießverfahren mit
oder ohne Verschäumung erfolgt, zum Tragen.
Preferred liquids are liquid precursors for manufacture
of plastics. The method is particularly suitable when molding
Exercise procedures are used for the plastic, in which the plastic
Ambient pressure cures, because in such cases a subsequent resolution of
Gas bubbles in the plastic, as z. B. in the case of shaping using
of high mold pressure, does not take place. The advantage of the present
Accordingly, the invention comes in particular in the manufacture of fillers
Plastics in which the shaping using casting processes with
or without foaming, to wear.
Der Austausch der Luft in der Feststoffschüttung kann auf beliebige Weise
erfolgen. Z.B. kann am Boden des Feststoffsilos Kohlendioxid eingeleitet werden.
Eine andere Möglichkeit ist, das Förderorgan, z. B. eine Schnecke, mit dem der
Feststoff in den Dispergierbehälter geführt wird, mit Kohlendioxid zu spülen.The exchange of air in the solid bed can be done in any way
respectively. E.g. can be introduced at the bottom of the solid silo carbon dioxide.
Another possibility is to use the funding body, e.g. B. a snail with which the
Solid is led into the dispersion tank to rinse with carbon dioxide.
Unter Einsatz des erfindungsgemäßen Dispergierverfahrens bei der Herstellung
füllstoffhaltiger Weichschaumstoffe konnte die im Schaumstoff unregelmäßig auf
tretende Rißbildung wirksam verhindert werden. Offenbar war die vorher beobach
tete Rißbildung darauf zurückzuführen, daß die Füllstoffteilchen nach der Disper
gierung aufgrund noch anhaftender Luft durch die Polyurethanmasse nur unzurei
chend benetzt wurden.Using the dispersion method according to the invention in the manufacture
Filler-containing soft foams could be irregular in the foam
occurring cracking can be effectively prevented. Apparently that was previously observable
teten due to the fact that the filler particles after the Disper
due to air still adhering due to the polyurethane mass
were wetted accordingly.