DE2056447C3

DE2056447C3 - Verfahren zur Feindispergierung und Feinmahlung von thermoplastisch verarbeitbaren Stoffen und in diese einzuarbeitenden Pigmenten

Info

Publication number: DE2056447C3
Application number: DE19702056447
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 6800 Mannheim Duerr
Original assignee: Draiswerke 6800 Mannheim GmbH
Current assignee: Draiswerke 6800 Mannheim GmbH
Priority date: 1970-11-17
Filing date: 1970-11-17
Publication date: 1979-03-08
Also published as: DE2056447B2; DE2056447A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feindispergierung und Feinmahlung von thermoplastisch verarbeitbaren Stoffen und in diese einzuarbeitenden Pigmenten, gegebenenfalls unter Zusatz von Zuschiag- und Füllstoffen, bei dem die thermoplastisch verarbeitbaren Stoffe aufgeschmolzen und mit den Pigmenten ^x und gegebenenfalls den Zuschlag- und Füllstoffen in einer Rührwerksmühle dispergiert werden.

Unter dem Begriff thermoplastisch verarbeitbare Stoffe werden hier bei nicht zu hohen Temperaturen schmelzbare Feststoffe also nicht Metalle od. dgl. verstanden. Das Anwendungsgebiet der Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Feindispergierung von Produkten, die unter den Bezeichnungen Schmelzlack oder pigmentiertes Beschichtungspulver bekannt sind.

Rührwerksmühlen weisen einen in der Regel zylindrischen Mahlbehälter auf, in dem ein Rührwerk umläuft, das aus einer koaxial im Mahlbehälter angeordneten, hochtourig antreibbaren Rührwerkswelle und an dieser angebrachten Rührwerkzeugen besteht. Der Mahlbehälter ist zu 30 bis 70% mit Mahlhilfskörpern gefüllt. Der Mahlbehälter ist regelmäßig mit einer Mantelkühlung oder -heizung versehen. Das zu dispergierende und zu mahlende Gut wird der Rührwerksmühle regelmäßig in Form einer Suspension zugeführt. Der Dispergier- und Mahleffekt wird durch die mittels des Rührwerks in dieser Suspension beschleunigten Mahlhiifskörper hervorgerufen.

Es ist bekannt, eine Feindispergierung und Feinmahlung der eingangs beschriebenen Weise so vorzunehmen, daß die thermoplastisch verarbeitbaren Stoffe, beispielsweise Polyäthylen in Granulatform, in einem Schmelzkessel aufgeschmolzen werden. Diese Schmelze wird dann in einen Rührkessel bzw. eine Vormischmaschine eingegeben, in den auch ein Pigment in Pulverform und gegebenenfalls Zuschlag- und Füllstoffe ^Μ eingegeben werden. Nach dem Vormischen dieser Bestandteile wird die Vormischung in eine Rührwerksmühle eingegeben, wo eine Feindispergierung und Feinmahlung der in fester Phase vorliegenden Pigmente und gegebenenfalls Zuschlag- und Füllstoffe in die aufgeschmolzenen, also in flüssiger Phase vorliegenden Stoffe erfolgt.

Dieses bekannte Verfahren weist den Nachteil auf, daß die schrittweise Bearbeitung in verschiedenen Verfahrensstufen einen erheblichen Zeitaufwand und einen beträchtlichen apparativen Aufwand erfordert Da die thermoplastisch verarbeitbaren Stoffe beim Aufschmolzen eine erheblich geringere Viskosität bekommen, werden bei der Feindispergierung und Feinmahlung in der Rührwerksmühle nur verhältnismäßig geringe Scherkräfte ausgeübt, was wiederum zumindest eine erhebliche Verlängerung des in der Rührwerksmühle durchgeführten Verfahrensschrittes zur Folge hat Die fertige Dispersion wird aus der Rührwerksmühle entnommen und abgekühlt und in einen beliebigen gewünschten Zustand, beispie'sweise Granulat- oder Pulverform, überführt

Aus der DE-AS 10 90 422 ist es bekannt, in einem sogenannten Banbury-Kneter oder einem diesem prinzipiell gleichen Zwangskneter, thermoplastisch verarbeitbare Stoffe überwiegend durch Wärmezufuhr von außen aufzuschmelzen und gegebenenfalls Zusatzstoffe beliebiger Art gleichmäßig einzuarbeiten. Durch schlagartige Abkühlung dieser Schmelze unter gleichzeitigem Kneten wird eine Feinpulverisierung der Stoffe erreicht Mit derartigen Knetern kann zwar eine intensive Homogenisierung durchgeführt werden; eine bis in den Mikrobereich gehend Feindispergierung und Feinmahlung ist hiermit aber nicht möglich.

Aus der FR-PS 13 20 474 ist es bekannt, Kunststoff Zusatzstoff-Mischungen in einer Stiftmühle herzustellen, der die Stoffe gemeinsam in kaltem Zustand aufgegeben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß bei Verringerung des Maschinenaufwandes der für die Durchführung des Verfahrens erforderliche Zeitaufwand bei gleichzeitiger Verbesserung des Dispergiereffektes verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die thermoplastisch verarbeitbaren Stoffe, die Pigmente und gegebenenfalls die Zuschlag- und Füllstoffe gemeinsam in kaltem Zustand der Rührwerksmühle aufgegeben werden.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß ein wesentlicher Teil des Vormischens, das Aufschmelzen der thermoplastisch verarbeitbaren Stoffe und das Feindispergieren der Pigmente in diesen Stoffen und deren Feinmahlung sich in einem einzigen Arbeitsgang in einer Rührwerksmühle abspielen. Die ohnehin in der Rührwerksmühle beim Dispergieren und Feinmahlen auftretende Erwärmung des zu behandelnden Materials, die sonst durch Kühlung abgeführt werden müßte, wird zumindest teilweise zum Aufschmelzen der thermoplastisch verarbeitbaren Stoffe verwendet. Es tritt also eine Energieeinsparung ein. Gerade bei beginnender Erweichung der thermoplastisch verarbeitbaren Stoffe sind die auftretenden Scherkräfte besonders groß, so daß gerade in diesem Stadium eine besonders hohe Dispergierwirkung und ebenfalls eine besonders hohe Feinmahlwirkung erreicht wird. Hierdurch wird gleichzeitig der für das Verfahren erforderliche Zeitaufwand erheblich reduziert. Gleichermaßen wird der apparative Aufwand verringert. Die einzelnen Verfahrensschritte sind zeitlich und räumlich zusammengelegt, da ein wesentlicher Teil der Dispergierarbeit bereits während des Aufschmelzens erfolgt. Da ein wesentlicher Teil der zum Aufschmelzen erforderlichen Wärmeenergie durch die vom Rührwerk eingeleitete Friktion erzeugt wird, kann gegebenenfalls auf eine Wärmezufuhr von außen völlig

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verzichtet werden; in der Praxis wird es naturgemäß es zweckmäßig sein, zur optimalen Temperaturführung

zweckmäßig sein, die eingesetzte Rührwerksmühle mit des Verfahrens die Drehzahl des Rührwerks regelbar zu

einer regelbaren Heizung auszurüsten, um gegebenen- machen, um auf diese Weise die durch Friktion

falls zu einer optimalen Verfahrensführung auch eingebrachte Wärmemenge pro Zeiteinheit beeinflus-

Fremdwärme zufuhren zu können. Gleichermaßen wird 5 sen zu können.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Feindispergierung und Feinmahlung von thermoplastisch verarbeitbaren Stoffen und in diese einzuarbeitenden Pigmenten, gegebenenfalls unter Zusatz von Zuschlag- und Füllstoffen, bei dem die thermoplastisch verarbeitbaren Stoffe aufgeschmolzen und mit den Pigmenten und gegebenenfalls den Zuschlag- und Füllstoffen in einer Rührwerksmühle dispergiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastisch verarbeitbaren Stoffe, die Pigmente und gegebenenfalls die Zuschlag- und Füllstoffe gemeinsam in kaltem Zustand der Rührwerksmühle aufgegeben werden. '⁵

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastisch verarbeitbaren Stoffe, die Pigmente und gegebenenfalls die Zuschlag- und Füllstoffe der Rührwerksmühle kalt vorgemischt aufgegeben werden. 2«