DE2115760A1 - Verfahren zur Pulverisierung synthetischen Harzes od. dgl. mit niedriger Schmelztemperatur - Google Patents

Description

Japanische Patentanmeldung

Ho. SHO 45-27571

"vom 1. April 1970

Kabushiki Kaisha Hosokawa Jfuntaikogaku Kenkyusho Minato-ku, Osaka, Japan

Verfahren zur Pulverisierung synthetischen Harzes od. dgl. mit niedriger Schmelztemperatur

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pulverisierung synthetischen Harzes od. dgl. mit niedriger Schmelztemperatur und eine Vorrichtung hierfür.

Soll derartiges Material mit Hilfe eines Pulverisierers zu Pulver verarbeitet werden, dann hat man bisher dazu eine große Menge normaler oder gekühlter Luft oder ein Kühlmittel wie flüssigen Stickstoff oder Trockeneis verwendet, um eine Erwärmung wirksam zu verhindern, damit die Partikel nicht zusammen- j schmelzen. Dieses Verfahren ist jedoch recht unwirtschaftlich, i da der Wirkungsgrad schlecht ist und die zusätzlichen Geräte teuer sind. Darüber hinaus hat man keine einheitliche Partikelgröße erhalten und die fließfähigkeit war schlecht, und bei zahlreichen Anwendungen hat man weitere Nachteile in Kauf nehmen müssen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht, daher in der Angabe eines neuen Verfahrene zum Pulverisieren synthetischer Harze od. dgl. mit niedriger Schmelztemperatur, ohne daß das Material dazu gekühlt werden müßte, ferner soll die Erfindung eine neue Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens angeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das in einem Pulverisierer zu zerkleinernde Material auf einer Temperatur nahe bei, jedoch nicht über der Erweichungs- oder Schmelztteaperatur gehalten wird, während das Material pulverisiert wird.

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Es hat sich gezeigt, daß Kunstharz od. dgl. mit niedriger Schmelztemperatur bei einer relativ hohen Temperatur in der Nähe seines Erweiehungs- oder Schmelzpunktes nur eine geringe Bruchfestigkeit hat und sich leicht zerkleinern läßt im Vergleich zur Normaltemperatur oder einer niedrigeren Temperatur, wenn man es unter solchen Bedingungen einem starken Druck aussetzt. Betrachtet man einen derartigen Druckpulverisierer, dann stößt das in diesen eingebrachte Material wiederholt gegen rotierende Zerkleinerungsflügel und Vorsprünge des Einsatzes und wird auf diese Weise erhitzt, wodurch sich auch die Innentemperatur des Pulverisierers erhöht. Steigt die Temperatur dabei bis kurz unterhalb die Erweichungs- oder Schmelztemperatur, dann wird die Bruchfestigkeit minimal und die Partikel werden lokal erhitzt und durch den anschließend angewendeten Druck leicht zerkleinert.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wesentlich, daß lokale Erhitzungen vermieden werden und daß die Temperatur innerhalb des Pulverisierers im wesentlichen gleichförmig kurz unterhalb, nie jedoch über der Erweichungs- oder Schmelztemperatur bleibt. Dies kann in dem erfindungsgemäßen Gerät wirksam erreicht werden, indem man die Zuführmenge des Materials und/oder die Durchflußrate und/oder Durchflußtemperatur der Luft steuert und/oder den Pulverisierer selbst mechanisch steuert. Beispielsweise kann im !Fall der Überhitzung die Zufuhrmenge des Materials verringert werden, die Drehzahl des Zerkleinerungsrotors kann verringert werden und/oder die zirkulierende Luftmenge kann erhöht und/oder in ihrer Temperatur erniedrigt werden. Im falle einer niedrigen Temperatur können zu deren Erhöhung die entgegengesetzten Maßnahmen getroffen werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse mit einer Zuführöffnung und einer Auslaßöffnung für das Material, einem zylindrischen Einsatz mit einer Mehrzahl von Segmenten,

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die eine Anzahl von Vorsprüngen haben und in Abständen angeordnet sind, so daß die mit der Auslaßöffnung in Verbindung stehende Kanäle bilden, und mit einem Zerkleinerungsrotor, der eine Mehrzahl von Zerkleinerungsflügeln hat, deren Oberseite der Innenfläche des Einsatzes in einem geeigneten Abstand gegenüberstehen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Darstellungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zerkleinerers;

Pig. 2 einen Schnitt längs der linie II-II der Pig. 1;

Pig. 3a und 3b Teilschnitte zur Veranschaulichung eines Teiles A aus Pig. 2;

Pig. 4 einen Schnitt ähnlich dem Schnitt der Pig. 2 zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 5 einen Schnitt durch einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung} und

Pig. 6 einen Schnitt zur Veranschaulichung eines Teiles des in Pig. 5 dargestellten Einsatzes.

Die in Pig. 1 in Verbindung mit den Pig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat ein Gehäuse 1 mit einer Materialeintrittsöffnung 2 und einen Zerklei nerungsrotor 3 mit einer Mehrzahl von Zerkleinerungsflügeln 4. Die Anzahl der Zerkleinerungsflügel 4 ist vorzugsweise so groß wie möglich, so daß der Bereich möglichst groß wird, innerhalb dessen das zu zerkleinernde Material mit den Flügeln zusammenstößt. Der Zerkleinerungsrotor 3 hat ferner einen Durchtritt für Material und Luft mit einem Einlaß, welcher der Materialeintrittsöffnung 2 gegenüberliegt, und mit einem Auslaß aus

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sich radial öffnenden Spalten zwischen den Zerkleinerungsflügeln 4. Ein ringförmiger Einsatz 7 ist im Gehäuse 1 angeordnet und umgibt den Zerkleinerungsrotor 3. Wie die Pig. 2 und 3 erkennen lassen, besteht der Einsatz 7 aus mehreren Segmenten 12, die eine Anzahl von Vorsprüngen haben und ringförmig mit entsprechenden Abständen voneinander angeordnet sind, so daß sie radiale Durchtrittswege 9 bilden. Diese Durchtrittswege 9 können rechtwinklig zur Umlaufrichtung des Zerkleinerungsrotors 3 oder auch geneigt verlaufen, wie die Fig. 3a und 3b zeigen. Die Richtung und der Neigungswinkel und die Öffnung der Durchtrittswege kann je nach Wunsch entsprechend den Eigenschaften des zu zerkleinernden Materials und nach den Erfordernissen der Temperatursteuerung willkürlich gewählt werden. Die Durchtrittswege 9 stehen in Verbindung mit einer Austritts Öffnung 10 für das Material, welches zwischen dem Gehäuse 1 und dem Einsatz 7 vorgesehen ist. Der Zerkleinerungsrotor 3 läuft auf einer Welle 5 in lagern 6, welche an einem Tragkörper 11 angebracht sind, und er kann durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben werden.

Eine Größe für den Spalt B zwischen den Zerkleinerungsflügeln 4 und dem Einsatz 7 liegt vorzugsweise bei der doppelten Partikelgröße des Materials. Die Zerkleinerungskraft ist dann maximal, wenn der Spalt nur wenig größer als die Partikelgröße ist, weil ein schmalerer Spalt stärkere Scherungskräfte bedingt, welche ein höheres Drehmoment erfordern und einen geringeren Wirkungsgrad ergeben, während andererseits ein breiterer Spalt die austretende Menge vergrößert, wodurch eine höhere Reibung der Materialteilchen untereinander und mit der Innenfläche des Einsatzes 7 und eine Verringerung der Zertrümmerungswirkung und damit ein Überhitzen bedingt wird. ;

Im Betrieb der Vorrichtung gelangt das zu pulverisierende Material von der Einlaßöffnung 2 in den Durchtritt des Rotors 3 und wird von den Spalten zwischen den Zerkleinerungsflügeln 4 des Rotors 3 nach außen geschleudert. Das Material stößt damit kräftig gegen die Vorsprünge 8 des Einsatzes 7 und wird starken

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Schlägen ausgesetzt, wobei es sich infolge der Kollisionen erwärmt. Ist die Temperatur bis kurz unter den Erweichungs- oder Schmelzpunkt des Materials gestiegen, dann wird das Material durch die Schläge sehr leicht zertrümmert. Selbst wenn das Material zufällig überhitzt wird oder auch lokal überhitzt wird, wird die Wärme durch die Anzahl der Durchtrittswege 9 zwischen den Einsatzsegmenten 12 abgeführt, und die zerkleinerten Partikel werden daher daran gehindert zusammenzuschmelzen. Die Zerkleinerungstemperatur kann durch Steuerung der Zuführmenge des Materials, der Öffnung der Durchtrittswege 9 und der Zuflußmenge und Temperatur der von der Einlaßöffnung 2 eintretenden Iiuft nach Wunsch aufrechterhalten werden.

Pig. 4 stellt eine Abwandlung der in Pig. 1 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung dar. Zwischen den Segmenten 12 des Einsatzes sind hier perforierte Platten 13 angeordnet. Die Platten haben eine Mehrzahl kleiner Löcher 14, welche als Durchtrittswege für fein verteilte Partikel und luft zur Erleichterung der Pulverisierung in eine gewünschte Partikelgröße dienen. Die kleinen Löcher 14 üben somit die Punktion eines Siebes aus, ebenso wie die Durchtrittswege 9 des Pulverisierers nach Pig.1.

Die Pig. 5 und 6 veranschaulichen einen Einsatz in Abwandlung des in Pig. 1 dargestellten Einsatzes 7. Der Einsatz 7 besteht aus abwechselnden Vorsprüngen 8 und Einschnitten 16. Jeder Einschnitt ist mit einer Mehrzahl von Löchern 15 versehen, wie Pig. 6 erkennen läßt. Hierbei wird das Material von den Vorsprüngen 8 zerkleinert und gleichzeitig kann die Wärme durch die Löcher 15 entweichen. Dadurch ergibt sich eine wirksame Wärmeabführung zur Verhinderung einer Überhitzung des Materials _f so daß eine wirksame Massenproduktion möglich wird.

Mit den vorbeschriebenen Vorrichtungen ist es möglich, synthetisches Harz od. dgl. mit niedriger Schmelztemperatur zu pulverisieren, was bisher nur sehr schwierig, wenn nicht unmöglich war«

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Die nachfolgende Tabelle gibt einige Betriebsdaten der vorbeschriebenen Vorrichtung wieder.

Material:

Polyäthylen niedriger Dichte (Schmelzpunkt 115° G)

Leistung des Pulverisierers:	30 PS
Durchflußrate der Luft:	30 cbm/Minute
Lufttemperatur an der Einlaß
öffnung:	15° C
Lufttemperatur an der Auslaß
öffnung:	68° C
Zerkleinerungstemperatur
(geschätzt):	110° G
Kapazität:	96 kg/Stunde
Mittlere Partikelgröße des
Materials;	600 Mikron
Partikelform:	gut

Wie die vorstehende Tabelle zeigt, hat der beschriebene Pulverisierer einen sehr hohen Pulverisierungswirkungsgrad von beispielsweise 3,0 bis 3,5 kg/PS und Stunde, während der höchste mit vergleichbaren bekannten Pulverisierern erreichte Wirkungsgrad bei 1,0 bis 1,2 kg/PS und Stunde lag. Weiterhin werden Partikel hoher Qualität erzeugt, die keine faserartigen Vorsprünge, sogenannte "whisker", aufweisen, wie es bei bekannten mit niedriger Temperatur arbeitenden Pulverisierern der Pail ist.

Der vorstehend beschriebene Pulverisierer ist auch in der Lage, andere Materialien zu zerkleinern, wie Mineralien oder anorganische Chemikalien.

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Claims (5)

-7-Patentansprüche

1. Verfahren zum Pulverisieren synthetischen Harzes od. dgl. mit niedriger Schmelztemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß das Material und der Zerkleinerungsort auf einer Temperatur nahe bei, aber nicht über der Erwärmungs- oder Schmelztemperatur des Materials gehalten wird.

(2Λ Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, V-/ gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einer Eintrittsöffnung (2) und einer Austrittsöffnung (10) für das Material, mit einem ringförmigen Einsatz (7) im Gehäuse (1), mit einem konzentrisch in dem Einsatz (7) angeordneten Zerkleinerungsrotor (3) mit mehreren Zerkleinerungsflügeln (4)_f deren Spitzen sich in einem vorbestimmten Abstand von der Innenfläche des Einsatzes (7) befinden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (7) aus einer Mehrzahl von Segmenten (12) besteht, die viele Vorsprünge (8) mit gegenseitigen Abständen enthalten, welche Durchtrittswege

(9) bilden, die mit den Austrittskanälen zwischen den Einsatzsegmenten in Verbindung stehen.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (7) aus einer Mehrzahl von Segmenten (12) mit Vorsprüngen (8) besteht, und daß zwischen den Segmenten eine Mehrzahl perforierter Platten (16) angeordnet sind.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (7) aus einer Anordnung mit abwechselnden Vorsprüngen und Eücksprüngen besteht, wobei die Rücksprünge mit einer Anzahl von Durchtrittslöchern (15) versehen sind.

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