DE2204191A1

DE2204191A1 - Verfahren zum Mischen von Stoffen

Info

Publication number: DE2204191A1
Application number: DE19722204191
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ferdinand Leon Welwyn Garden City Hertfordshire Milik (Grossbritannien)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-02-09
Filing date: 1972-01-29
Publication date: 1972-08-24
Also published as: CA943534A; GB1365686A; FR2124545B1; FR2124545A1

Description

Verfahren zum Mischen von Stoffen.

Das Zusammenmischen von verschiedenen faserhaltigen Stoffen, oder das Mischen faserhaltiger Stoffe mit anderen Stoffen wie Pulvern, Granulaten und Flüssigkeiten hat bisher größte Schwierigkeiten gemacht, weil üblicherweise benutzte Mischer mit rotierenden Messern die Tendenz haben, die Fasern mit den Messerkanten zu fangen und sie von der Mischung zu trennen, sodaß die Fasern sich von den anderen Bestandteilen der Mischung absondern und sich verwinden und Klumpen bilden können. So hat sich herausgestellt, daß eine homogene Mischung aus zwei oder mehr faserhaltigen Stoffen oder eine homogene Dispersion aus faserhaltigem Stoff in anderen Stoffen mit üblichen bekannten Mischern nicht erreichbar ist.

Es ist nun gefunden worden, daß man zwei oder mehr faserhaltige Stoffe oder einen faserhaltigen Stoff mit anderen Stoffen äußerst schnell, wirkungsvoll und gleichmäßig mit einer Einrichtung zusammenmischen kann, die bisher nicht zu Mischzwecken benutzt worden ist.

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Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung werden wenigstens zwei Stoffe, von denen wenigstens einer Pasern enthält dadurch gemischt, daß die Stoffe einer an sich bekannten Einrichtung zugeführt werden, die aus einem runden, tellerförmigen Gefäß besteht, das um eine vertikale, zentrale Achse rotiert, und aus einer das Gefäß eng umschließenden, sich vom Rand des Gefäßes aufwärts erstreckenden Wand, die an der Drehbewegung des Gefäßes nicht teilnimmt, und daß man das Gefäß mit den darauf befindlichen Stoffen rotieren läßt.

Vorzugsweise steht die umgebende Wand still, obwohl sie auch in derselben Richtung, aber viel langsamer als das Gefäß rotieren kann, oder auch in Gegenrichtung rotieren kann.

Bei dieser Anordnung werden die zu mischenden Stoffe zentrifugal nach außen geworfen, und infolge der Tellerform des Gefäßes werden die Stoffe gegen die umgebende Wand aufwärts gedrängt. Die Berührung der Stoffe mit der Wand läßt ihre Rotationsbewegung langsamer werden, und die Stoffe werden in Richtung der Mitte des Gefäßes wieder einwärts gerichtet, wo sie auf das Gefäß fallen und dann wieder auswärts geschleudert werden. Als Ergebnis bilden die Stoffe eine toroidal geformte Masse um den Rand des Gefäßes herum, und die Stoffe zirkulieren um das Toroid entlang eines spiralförmigen Weges. Die Bewegung der Stoffe auf diesem Weg ist äußerst komplex und die Geschwindigkeit der Teilchenbewegung der verschiedenen Stoffe ändert sich so stark, daß eine äußerst schnelle und gleichförmige Mischung der Stoffe in nur wenigen Sekunden stattfindet.

Die Ausbildung der Einrichtung mit einem runden, tellerföalgen Gefäß und einer umgebenden, still stehenden Wand ist bekannt, aber man hat diese Einrichtung bisher nur zum Mahlen pulverförmiger Stoffe oder zur Oberflächenveredelung metallischer Werkstücke benutzt, die in einem Halter oberhalb des Gefäßes gehalten werden, wobei man Schmirgelteilchen durch Rotation

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des Gefäßes über die Werkstücke zirkulieren läßt.

Die für Mischzwecke angepaßte Einrichtung weist zweckmäßig zusätzlich zu dem rotierenden Gefäß und der umgebenden Wand Förderer oder andere Mittel zur Zuführung der zu mischenden Stoffe zu dem Gefäß auf, sowie eine^iur^n^ft&ßüe der vermischten Stoffe. Eine derartige Einrichtung ist in der

/deutschen gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung betreffend

"Mischer" (1158/2) beschrieben.

Durch das Verfahren nach der Erfindung können zwei oder mehr faserhaltige Stoffe sehr gleichmäßig miteinander vermischt werden, oder ein faserhaltiger Stoff kann gleichmäßig in anderen Stoffen verteilt werden; es besiöit dabei keinerlei Tendenz zum Zusammenballen oder zur Klumpenbildung.

Es wurde gefunden, daß die Rotationsgeschwindigkeit des tellerförmigen Gefäßes in weiten Grenzen variierbar ist. Vorzugsweise wird die Rotationsgeschwindigkeit des Gefäßes derart gewählt, daß seine Umfangsgeschwindigkeit etwa 120 m pro Minute beträgt. Dies entspricht einer Winkelgeschwindigkeit von 60 Umdrehungen pro Minute bei einem Gefäßdurchmesser von 61 cm.

Beispiele des Mischens faserhaltiger Stoffe mit anderen Stoffen sind das Mischen von Glasstapelfasern mit pulverförmigen Plastikstoffen, das Mischen von Glasstapelfasern mit Betongemischen, das Mischen von Asbestfasern mit Zementschlamm und das Mischen von Stahldrahtstücken mit Betongemischen.

Das Verfahren nach der Erfindung hat noch größere Vorteile, wenn die mit den faserhaltigen Stoffen zu mischenden Stoffe spröde sind. Bei Benutzung eines Messermischers werden die

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spröden Bestandteile der Mischung in kleinere Teilchen zerbrochen, was oft nicht erwünscht ist. Eine Betonmischung mit Glasfasern oder anderen Pasern kann z.B. auch spröde Zusätze enthalten, wie leichten, gestreckten Lehm (expanded clay) und die Einteilung der Korngröße des Zusatzes ist für die Herstellung einer befriedigenden Mischung wesentlich. Wenn also der spröde gestreckte Lehmzusatz einmal klassifiziert ist, ist es wesentlich, daß seine Teilchen beim Mischen nicht weiter zerbrochen werden und damit die Korngröße nicht kleiner wird.

Einige Beispiele des Mischens nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Benutzung des in der oben erwähnten Patentanmeldung beschriebenen Mischers mit einem Gefäßdurchmesser von 61 cm und einer Geschwindigkeit von 60 Umdrehungen pro Minute während einer Zeitspanne von nur wenigen Sekunden werden im Folgenden gegeben:

Beispiel I

Pulverförmiges Polypropylen, pulverförmiges Pigment und kurze Glasstapelfasern mit einer Faserlänge von 6 mm bis 10 mm in Gewichtsprozentwerten von JO %, 2 % bzw. 28 % wurden dem Gefäß des Mischers zugeführt und während 5 Sekunden gemischt. In der resultierenden Mischung waren das pulverförmige Pigment und die Glasstapelfasern gleichmäßig in dem Polypropylenpulver verteilt.

Beispiel II

Körner oder Kugeln aus Polyäthylen, die mit Asbestfasern in einem Gewichtsverhältnis von $0 % bzw. 20 % gemischt werden sollten, wurden dem Gefäß des Mischers zugeführt und 5 Sekunden lang gemischt. Danach waren die Asbestfasern gleichmäßig zwischen den Polyäthylenkugeln verteilt.

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- 5 Beispiel III

Das Beispiel II wurde wiederholt, anstelle von Kugeln aus Polyäthylen wurden solche aus Polystyrol verwendet. Das gleiche Ergebnis wurde erzielt.

Beispiel IV

Glasstapelfasern und flüssiger Polyesterharz mit Härterzusatz wurden dem Gefäß des Mischers in einem Gewichtsverhältnis von 90 % bzw. 10 % zugeführt und 5 Sekunden lang gemischt. Danach waren die Glasfasern gleichmäßig mit dem flüssigen Harz benetzt.

Beispiel V

Als erster Schritt in der Herstellung von Holzspanplatten wurden faserige Holzspäne und flüssiger Bindeharz mit Härter dem Gefäß im Mischer in Gewichtsmengen von 90 % bzw. 10 % zugeführt und 5 Sekunden lang gemischt. Danach waren die faserigen Holzspäne mit dem Harz gleichmäßig durchtränkt und überzogen und konnten zur Platte geformt werden.

Beispiel VI

Faserige Holzwolle und flüssiger Harz in einem Gewichtsverhältnis von 95 % bzw. 5 % wurden dem Gefäß des Mischers als Vorstufe in der Herstellung von Papier oder Pappe zugeführt .

Beispiel VII

Pflanzenfasern wurden zusammen mit anderen pflanzlichen Resten und einer geringen Menge pulverförmigen Vitamins dem Gefäß des Mischers zugeführt und 10 Sekunden lang gemischt. Danach war das Vitamin gleichmäßig in den pflanzlichen Stoffen verteilt; dies bildete einen Verfahrensschritt in der Herstellung von Viehfutter.

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Beispiel VIII

Kürzlich wurde eine Verfahrensweise zur Verstärkung von Beton entwickelt, gemäß der Stahldrahtstücke von etwa 2,5 cm Länge in den Beton gemischt werden; die Herstellung der Mischung erwies sich jedoch als äußerst schwierig. Für ein befriedigendes Produkt ist es wesentlich, daß die Stahldrahtstücke gleichmäßig in der gesamten Mischung verteilt sind, aber bei den bisher in der Praxis verwendeten Trommelmischern oder Pfannenmischern zeigen die Stahlstücke die Tendenz sich zu Ballen zusammenzulegen, sodaß das resultierende Produkt schlecht ist.

Sand, Steinzusatz, Zement, Wasser und Stahldrahtstücke mit einer Länge von 25 mm und einem Durchmesser von 0,3 mm wurden dem Gefäß des Mischers in folgenden GewichtsVerhältnissen zugeführt: 2; 4; 2; 1; 1. Die Stoffe wurden 8 Sekunden lang gemischt. Die resultierende Betonmischung war äußerst zufriedenstellend, und die Stahldrahtstücke waren gleichmäßig in der Mischung verteilt.

Beispiel IX

Sand, Steinzusatz, Zement, Wasser und Glasfasern wurden in dem Gewichtsverhältnis 2; 4; 2; i; 1 dem Gefäß des Mischers zugeführt und 8 Sekunden lang gemischt. Die resultierende Betonmischung war äußerst homogen, und die Glasfasern waren gleichmäßig in ihr verteilt.

Beispiel X

Zement, Wasser und Glasfasern mit einer Länge von etwa 37 mm wurden dem Gefäß des Mischers in einem Gewichtsverhältnis von 2; 1; 4 zugeführt und 8 Sekunden lang gemischt. Der.resultierende Faserschlamm war äußerst homogen und nutzbar zur Bildung von faserverstärkten Verkleidungsstoffen oder anderen Produkten ähnlich denjenigen, die aus Asbestzement hergestellt werden.

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Beispiel XI

Zement, Perlitgranulat, Wasser und Glasfasern mit einer Länge von 37 mm wurden dem Gefäß des Mischers in einem Gewichtsverhältnis von 1; 2; 1; 2 zugeführt und etwa 8 Sekunden lang gemischt. Nach dem Aushärten hatte das resultierende Produkt bei merklich höherer Zugfestigkeit eine viel niedrigere Dichte als üblicher Beton.

Beispiel XII

Die Bestandteile einer üblichen Betonmischung aus Zement, Sand, groben Zusätzen im Gewichtsverhältnis von 1; 2'₃ H zusammen mit Wasser für ein Wasser/Zement Verhältnis von etwa 0,25 und zusätzlich 5 Gewichts % bezogen auf die gesamte Mischung an Polypropylenstapelfasern wurden dem Gefäß des Mischers zugeführt und 10 Sekunden lang gemischt. Nach dem Aushärten hatte der resultierende Beton eine Druckfestigkeit, die etwa derjenigen einer gleichen Mischung ohne Polypropylen entspricht, jedoch eine wesentlich größere Zugfestigkeit.

Patentansprüche:

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Claims

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-. 8 Patentansprüche :

U.Jverfahren zum Mischen wenigstens zweier -Stoffe, von denen wenigstens einer Fasern enthält,, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe einer an sich bekannten Einrichtung zugeführt werden, die aus einem runden, tellerförmigen Gefäß besteht, das um eine vertikale, zentrale Achse rotiert, und aus einer das Gefäß eng umschließenden, sich vom Rand des Gefäßes aufwärts erstreckenden Wand, die an der Drehbewegung des Gefäßes nicht teilnimmt, und daß man das Gefäß mit den darauf befindlichen Stoffen rotieren läßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umgebende Wand in an sich bekannter Weise still steht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe Stapelfasern aus Glas und pulverförmiges Plastikmaterial umfassen.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe Zement, körnige Zusätze, Wasser und Stahldrahtstücke umfassen, die nach Mischung Beton bilden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze gestreckten Lehm (expanded clay) oder andere spröde Stoffe umfassen.

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