DE2115808C3

DE2115808C3 - Verfahren zur Herstellung von feindispers vermahlenem a-Calciumsulfat- Halbhydrat

Info

Publication number: DE2115808C3
Application number: DE19712115808
Authority: DE
Inventors: Egon Dipl.-Chem. Dr. 6703 Limburgerhof Cherdron; Fritz 6703 Limburgerhof Faessle; Hans- Joachim Dipl.-Chem. Dr. 6830 Schwetzingen Foerster; Manfred Dipl.-Chem. Dr. 6701 Neuhofen Haerter; Istvan Dipl.-Chem. Dr. 6800 Mannheim Potencsik
Original assignee: Giulin Chemie 6700 Ludwigshafen GmbH
Current assignee: Giulin Chemie 6700 Ludwigshafen GmbH
Priority date: 1971-04-01
Filing date: 1971-04-01
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2115808B2; FR2131775A5; DE2115808A1; GB1387178A

Description

Ein so nachbehandeltes desintegriertes alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat ist äußerst feindispers, zeigt beim Einrühren in das Lösungsmittel und Wasser keine Knollenbildung und sondert beim Abbinden auch kein Wasser ab. S

Überraschend ist außerdem, daß die damit hergestellten Gipsverbände eine weitere Steigerung der erzielbaren Festigkeit erbrachten.

Die Desintegration von Calciumsulfat-Halbhydrat ist zwar bereits Gegenstand der DT-OS 16 46 944, jedoch wird bei diesem Verfahren beta-Calciumsulfat-Halbhydrat unbekannter Korngröße und nicht feingemahlenes alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat mit einem Desintegrator nachbehandelt. Eine Zerstörung von Teilchenaggregaten wird bei dem Vorbekannten weder durchgeführt noch angestrebt.

Daß man gemahlenes alpha-Cclciumsulfat-Halbhydrat bisher nicht oder nur teilweise mit Erfolg auf dem Gebiet der Textil- und Papierbeschichtung einsetzen konnte, lag daran, daß man die Wichtigkeit »o der hohen Feindispersität nicht richtig erkannt hatte und das Material entweder nicht genügend feingemahlen oder zwar feingemahlen, aber nicht genügend feindispers vorlag.

Es hat sich gezeigt, daß ein für obengenannte *5 Anwendungsgebiete geeignetes Material neben der niedrigen mittleren Teilchengröße, bestimmt nach Konzeny — Carman auf dem Fisher-Sub-Sieve-Sizer (Analytical Chemistry, Vol. 26, Nr. 10, 1954, S. 1623 bis 1630) von unter 4μΐη eine hohe spezifische Lösungsmittelbenetzbarkeit, bestimmt nach E η s 1 i η (Kolloid-Zeitschrift, 82, Heft 3 [1938], S. 254 ff.), aufweisen muß. Die Lösungsmittelaufnahme muß pro g Material mindestens 0,85 ml/g betragen. Als Lösungsmittel wird im vorliegenden Fall Toluol eingesetzt.

An Hand der nachfolgenden Tabelle sowie des Beispiels wird nunmehr der Gegenstand der Erfindung noch näher erläutert.

40

45

Art der Behandlung	Mittlere	Blaincwert	Enslinwert
	Teilchen
	größe in μηι	cm Vg	ml
			Toluol/g
Ausgangsmaterial	50	436	0,40
ohne Vermahlung
Querstrommühle-	6	3700	0,55
Vermahlung
Schwingmühle-	2,8	7900	0,65
Vermahlung
Schwingmühle-	2,8	7900	1,05
Vermahlung und
Desintegration auf
Querstrommühle

55

Die Tabelle zeigt, daß bei der einmaligen Vermahlung, beispielsweise auf einer Querstrommühle, die gewünschte Feindispersitäl nicht erreicht wird. Selbst bei vielfachem Durchsatz durch das gleiche Mahlaggregat ist nur eine geringfügige weitere Fein-Vermahlung und eine nur geringfügige Erhöhung de Dispersität zu erzielen.

Im Gegensatz hierzu wird auf einer Schwingmühle zwar der gewünschte Feinheitsgrad bei einmaligem Durchgang erreicht, doch erhält man infolge der gleichzeitig auftretenden Agglomeratbildung nicht die gewünschte Feindispersität im Lösungsmittel. Dies wird erst nach der Zerteilung der Agglomerate auf einem nachgeschalteten Desintegrator, insbesondere auf einer Querstrommühle, erzielt.

Strahlmühlen, mit denen man die erforderliche Feindispersität erhalten würde, scheiden aus, da die Betriebsmittel Dampf bzw. Luft zu unerwünschten Reaktionen mit der hochaktiven Oberfläche des feindispersen Materials neigen.

Der mittlere Kornduiihmesser des Calciumsulfat-Halbhydrats liegt vorzugsweise zwischen 2 und 3 μΐη.

Es zeigte sich, daJJ bei Einsatz des nach der Erfindung hergestellten feindispersen alpha-Calciumsulfat-Halbhydrats zur Erzeugung von medizinischen Gipsbinden, in dem am Patienten angelegten Verband die erwartete Festigkeitssteigerung eintrat und somit bei Einsatz dieses Materials der zur Stützung angelegte Gipsverband bei gleicher Festigkeit wesentlich leichter werden konnte. Durch die geringere Verbandstärke und durch die spezifischen Eigenschaften des alpha-Calciumsulfais-Halbhydrats treten in dem angelegten Verband keine extremen Temperaturspitzen beim Aushärten des Verbandes ein. Dies führt zu einer geringeren Irritierung der Haut des Patienten und damit zu einer wesentlichen Erleichterung.

Beispiel

Alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat mit einer mittleren Korngröße von 50 μΐη wird einer Doppelrohr-Kugelschwingmühle in einer Menge von 50 kg/h kontinuierzugeführt. Der innere Rohrdurchmesser der beiden Rohre beträgt 200 mm, die Länge 1200 mm. Die beiden Rohre sind zu etwa 70% ihres Volumens mit Stahlkugeln (Kugeldurchmesser im oberen Rohr 15 bis 25 mm, Kugeldurchmesser im unteren Rohr 10 bis 20 mm) gefüllt. Die Mühle wird mit einer Drehzahl von 1000 UpM und einem Schwingkreisdurchmesser von 10 bis 12 mm betrieben. Das gemahlene Gut zeigt eine mittlere Teilchengröße von 2,8 μπι und einen Enslinwert von 0,65 ml Toluol/g. Anschließend wird das gemahlene Gut einer Querstromsichtermühle mit einer stündlichen Leistung von 200 kg zugegeben. Der Innendurchmesser des Mahlraums der Querstrommühle beträgt 315 mm, der Durchmesser des Schlägerwerkes 280 mm. Das Aggregat wird mit einer Umdrehungszahl von 7100 UpM betrieben. Das desintegrierte Material hat eine mittlere Teilchengröße von 2,8 μΐη und einen Enslinwert von 1,05 ml Toluol/g. Der fertige Verband mit einem Durchmesser von 70 mm, einer Länge von 50 mm und einer mittleren Stärke von 10 mm einer aus diesem Material hergestellten Gipsbinde zeigt eine Stunde nach der Herstellung im feuchten Zustand eine Bruchfestigkeit von 50 kp und im trockenen Zustand eine Bruchfestigkeit von 112 kp. Bei nicht desintegriertem Material, das nach der Vermahlung in der Schwingmühle zur Herstellung von Gipsbinden verwendet wird, liegen diese Werte bei 28 bzw. 81 kp.

Claims

ι 2 Calciumsulfat-Halbhydrat, dieses auf eine höhere Patentansprüche: Kornfeinheit vermählen werden muß. Zu diesem Zweck wird dort das Halbhydrat, das im

1. Verfahren zur Herstellung von feindispers Ausgangskorn eine Korngröße von höchstens 200 μίτι vermahlenem alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat mit 5 Länge und 50 μπι Breite sowie ein Achsenverhältnis einer mittleren Korngröße unter 4 μΐη und nicht von 1:2 bis 1:5 aufweisen sollte, auf Schwing- oder kleiner als 0,5 μπι sowie einer Lösungsmittel- Stiftzahnmühlen auf eine mittlere Korngröße unter aufnahme von mindestens 0,85 ml Toluol/g, da- 7 μπι, vorzugsweise jedoch unter 5 μηι. vermählen, durch gekennzeichnet, daß das alpha- Es hatte sich seinerzeit überraschenderweise gezeigt, Calciumsulfat-Halbhydrat nach der Vermahlung io daß dieses Material ausgezeichnet zum Beschichten mit einer Kugelmühle oder einer Schwingmühle von Textilien geeignet ist und daß nach dem Abbinden einer Behandlung mit einem Desintegrator unter- in Zusammenwirkung mit dem beschichteten Material worfen wird. hochfeste Körper, beispielsweise Gipsverbätida, ent-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- stehen. Wurde diese Korngröße nicht eingehalten, so zeichnet, daß die Desintegration auf einer Quer- 15 trat beim Anrühren mit Wasser eine unerwünschte strommühle, Prallsichtmühle oder einer Stiftzahn- Knollenbildung auf, so daß die aufgebrachte Schicht mühle vorgenommen wird. inhomogen war und sich beim Abbindeprozeß ein

3. Verwendung des nach den Ansprüchen 1 und 2 Wasserfilm an der Oberfläche absonderte und es zu hergestellten feindispersen Gipses zur Anfertigung einer Verminderung der Festigkeitseigenschaften kam. von Gipsbinden. ao Nachteil des dort beschriebenen Verfahrens ist es,

daß nur ein Ausgangsmaterial einer ganz bestimmten Korngröße eingesetzt werden kann, das in der Praxis

nur sehr schwer herzustellen ist.

Außerdem hat sich gezeigt, daß beim Vermählen

»5 in der Schwingmühle auf die geforderte Feinheit

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von bereits wiederum eine Agglomeratbildung auftritt, feindispers vermahlenem alpha-Calciumsulfat-Halb- die ebenfalls eine einwandfreie Beschichtung der hydrat mit einer mittleren Korngröße unter 4 mm Textilien nicht mehr ermöglichte. Bei letzterer trat als und nicht kleiner als 0,5 μπι sowie einer Lösungs- Folgeerscheinung wieder ein Rückgang der Festigmittelaufnahme von mindestens O_:85 ml Toluol/g. 30 keiten im fertigen Gipsverband ein.

Die Vermahlung von alpha-Calciumsulfat-Halb- Es stellte sich somit die Aufgabe, ein Verfahren zur

hydrat ist bereits bekannt. Es ist ferner bekannt, daß Herstellung von feindispersem alpha-Calciumsulfat-

durch die Vermahlung die Oberfläche und das Ab- Halbhydrat mit einer mittleren Korngröße unterhalb

bindeverhalten des alpha-Calciumsulfats-Halbhydrats 4 μπι und nicht kleiner als 0,5 μΐη zu finden, bei dem

beeinflußt werden können. 35 die erwähnten Nachteile nicht mehr auftreten und bei

In der US-PS 34 37 330 wird die Vermahlung von dem Ausgansjsmaterial beliebiger Korngröße einsetz-

alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat beschrieben. In der bar ist.

US-PS 29 13 308 wird festgestellt, daß man hochfestes Gemäß der Erfindung wird dies dadurch gelöst,

alspha-Calciumsulfat-Halbhydrat durch Vermahlung daß das alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat zunächst

auf einen Blainewert von 1700 bis 3500 cm*/g herstellen 40 mit einer Kugelmühle oder einer Schwingmühle auf

kann. Dabei ändert sich die Normalkonsistenz auf die erforderliche Korngröße gemahlen und die bei dieser

einen Wassergipswert von 0,27 bis 0,36, und man Vermahlung entstehenden Agglomerate anschließend

erreicht bei den so hergestellten Probekörpern eine in einem Desintegrator wieder zerstört werden.

Druckfestigkeit von über 700 kp/cm². Die für die Vermahlung von alpha-Calciumsulfat-

In der US-PS 19 01051 wird weiter festgestellt, 45 Halbhydrat üblicherweise eingesetzte Hammermühle

daß bei einer noch stärkeren Vermahlung auf eine erlaubt es nicht, die erforderliche Zerkleinerung

Oberfläche von über 4000cm^J/g nur noch Druck- unter 4 μπι zu erreichen. Wie beobachtet wurde,

festigkeiten von 458 kp/cm^a bei einem WGW von werden hierbei lediglich die Ecken und Kanten

0,4 bis 0,42 erhalten werden. der alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat-Kristalle abge-

Schließlich wird in Ullraann, »Enzyklopädie der 50 schlagen, so daß diese in ihrer Größe im wesentlichen technischen Chemie«, Band 8, 3. Auflage (1957), erhalten bleiben. Der Einsatz von Stiftzahnmühlen S. 116, darauf hingewiesen, daß Art und Dauer der und Querstrommühlen führt zu einem anologen Mahlung die Qualität des Halbhydrats beeinflussen. Effekt. Um hier eine mittlere Korngröße unter 4 μπι So durchläuft beispielsweise der Wasserbedarf pro zu erhalten, ist es erforderlich, mit sehr geringer 100 g Gips (Normalkonsistenz) eines alpha-Halb- 55 Leistung und einem vielfachen Durchlauf zu arbeiten, hydrats bei der Vermahlung in der Kugelmühle in Trotzdem tritt auch bei dieser Mahlart nur eine AbAbhängigkeit von der Mahldauer ein Minimum. Um- schlagung der Ecken und Kanten der Kristalle ein. gekehrt ist in dem angeführten Stand der Technik Eine gute Zertrümmerung grober alpha-Calciumgezeigt, daß mit steigender Blainezahl die Druck- sulfat-Halbhydrat-Kristalle wird auf Kugelmühlen festigkeit des gemahlenen alpha-Calciumsulfat-Halb- 60 oder Kugelschwingmühlen erzielt,
hydrats ein Maximum erreicht und bei der weiteren Bei einer Vermahlung unter 4 μηι tritt jedoch bei Feinvermahlung wieder abnimmt. Danach sollte eine beiden Mühlenarten eine erhebliche Agglomerat-Blainezahl von 35OOcm²/g bei der Vermahlung bildung auf. Gemäß der Ertindung werden diese zweckmäßigerweise nicht überschritten werden, wenn Mühltypen für die Zerkleinerung des alpha-Halbman ein hochfestes Gipserzeugnis bekommen will. 65 hydrats beliebiger Korngröße eingesetzt und an-

Aus der DT-OS 16 16 146 ist bereits bekannt, schließend als Desintegratoren bevorzugt eine Quer-

daß für bestimmte Anwendungsgebiete, beispielsweise strommühle, Stiftzahnmühle oder eine Prallsichtmühle

die Beschichtung von Texiilcii oder Papier mit alpha- verwendet.