DE2341165A1

DE2341165A1 - Mischbehaelter zum kontinuierlichen mischen

Info

Publication number: DE2341165A1
Application number: DE19732341165
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Colortronic Reinhard GmbH and Co KG
Current assignee: Colortronic Reinhard GmbH and Co KG
Priority date: 1972-08-15
Filing date: 1973-08-14
Publication date: 1974-03-07
Also published as: JPS4939152A; US3985345A

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 81 · ARAB EUASTRAS S E 4 · TELEFON (0811) 911087 L· ό k \ I DO

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Colortronic Reinhard + Co. KG, 638j5 Friedrichsdorf-Ko'ppern

Mischbehälter zum kontinuierlichen Mischen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mischbehälter zum kontinuierlichen Mischen von Polymer-Verarbeitungsstoffen der Art, bei welcher Materialien einschließlich eines Hauptpolymers, anderer Polymere, eines Pigments und Zusatzstoffe durch Dosiereinrichtungen über einen Einlaß in den Mischbehälter eingegeben und quantitativ zusammengesetzt werden,

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und das Gemisch nach dem Mischen im Mischbehälter über einen Auslaß desselben zu einer Polymer-Verarbeitungsmaschine geleitet wird.

Beim Verarbeiten eines Polymers werden meistens Zusatzstoffe, Pigmente und andere Arten von Polymeren zusammengesetzt und·mit einem Polymermaterial gemischt. Bei diesen Vorgängen liegt die häufigste technische Schwierigkeit im Hinblick auf Genauigkeit im Zusammensetzen und Mischen des oder der Pigmente. Demzufolge besteht eine außerordentlich dringende Nachfrage nach einer Vorrichtung, die ein automatisches Dosieren, Zusammensetzen, Mischen und Zuführen jeder Komponente mit hoher Genauigkeit vor Eingabe in eine Polymer-Verarbeitungsmaschine durchführen kann. Einige diesbezügliche Vorschläge wurden schon gemacht, ein funktionell zufriedenstellendes Ergebnis jedoch bislang nicht erzielt.

Die üblichen Merkmale herkömmlicher Systeme zum Zusammensetzen und Mischen von Pigmenten mit einer relativ hohen Genauigkeit bestehen darin, daß eine Hauptkomponente des Materials und eine kleinere Komponente dosiert und chargenweise in einen Mischer eingegeben werden. Das bedeutet, weil die Pigmentmenge extrem klein gegenüber dem Polymer ist, daß die Pigmentmenge bei einem automatischen Dosieren bis zu einer solchen Menge gesteigert werden muß, bei der die erforderliche Meßgenauigkeit erreicht wird. Das Polymer muß weiter mit dem zu mischenden Pigment chargenweise in entsprechend großer Menge dosiert werden.

Beträgt zum Beispiel die minimale Konzentration des Pigments gegenüber dem Polymer 0,1% und die Mischgenauigkeit + 1$, während eine automatische Pigmentdosiereinrichtung mit einer Genauigkeit von + 0,1 g arbeitet, ist es notwendig, mindestens 10 g Pigment zu dosieren, um eine Meßgenauigkeit von + 1% zu erhalten. Weil eine Polymermenge von 10.kg zur Erzielung der Konzentration von 0,1% einer Pigmentmenge von 10 g entspricht, wurde unter diesen Bedingungen vorgeschlagen, 1 kg Polymer Chargenmenge vorzusehen.

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Im gegenwärtigen Stadium ist die Automation noch unvollständig, und die meisten Arbeiten werden von Hand durchgeführt (insbesondere wenn sehr hohe Genauigkeiten erforderlich sind). Auch in diesem Fall wird, mit dem Bestreben die Dosiergenauigkeit durch Vergrößern der Dosiermenge zu verbessern, ein Betrag von 100 bis 200 g nach dem Chargenverfahren dosiert und mittels eines auf dem Chargenprinzip beruhenden Trommelmischers vermischt. Mit anderen Worten, mit dem herkömmlichen automatischen System besteht das Bestreben lediglich darin, das System in bezug auf die manuelle Arbeit -zu mechanisieren.

Demzufolge tritt beim herkömmlichen automatischen System der Fehler auf, daß die Mischgenauigkeit der Konzentration in der Praxis niedrig ist. Dies bedeutet, weil ein System für jede Polymer-Verarbeitungsmaschine vorgesehen ist, daß es' im Hinblick auf die Einbaukosten und aus Betriebsgründen unmöglich ist, eine große Chargenmenge von mehr als 100 kg zu verwenden, wie beim von Hand bedienten Trommelmischer. Eine Chargenmenge in herkömrrilichen automatischen Mischern liegt zwischen 5 und 10 kg. Bei 10 kg beträgt die der Pigmentkonzentration von 0,1 bis 2$ entsprechende Menge 10 bis 200 g, so daß eine Dosiergenauigkeit von + 0,10 g erforderlich ist, um eine Genauigkeit von + 1% zu erreichen. Unter Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaften des Pigments und vertretbarer Einbaukosten läßt sich eine solche automatische Dosierausrüstung kaum verwirklichen, bei der ein Dosieren bis zu maximal 200 g mit der hohen Genauigkeit von + 0,10 g möglich ist. Ein .Konzentrationsfehler von + 5$ bei einer Pigmentkonzentration von 1,0$ ist herkömmlich durchaus üblich.

Die Gründe für die Schwierigkeit, ein zufriedenstellendes automatisches System, wie oben beschrieben, zu erhalten, sind wie-folgt:

1.) Das die kleinere Gemischkomponente darstellende Pigment hat häufig eine viskose-Eigenschaft und verursacht dadurch eine ν Brückenbildung. Das Pulver neigt daher zum Klumpen,, so daß.ti:

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seine Handhabung in einer Dosieranlage schwierig ist.

2. ) Der erforderliche Variationsbereich für die Mischungskonzentration des Pigments gegenüber dem Polymer kann 0,005 bis 8$ betragen, und das Mischen sollte mindestens in einem Bereich von 0,1 bis 2.% möglich sein. Darüber hinaus wird gegenüber der Konzentration eine Genauigkeit von ± 2$, vorzugsweise + \%, gefordert.

3. ) V/eil industrielle Verarbeitungsanlagen im Vergleich zu chemischen Anlagen klein sind, ist ein hochkompliziertes automatisches System nicht verwendbar, und die zulässigen Investitionskosten für eine solche Ausrüstung betragen meistens 4.500 bis 13.5OO DM. Demzufolge sind die vertretbaren Installationskostai für eine solchen genauen Anforderungen genügende Anlage äußerst niedrig.

4. ) Eine Änderung der Art des Pigments (im folgenden als Farbänderung bezeichnet) ist so häufig, daß der Verlust an Arbeitszeit oder Material große wirtschaftliche Auswirkungen auf die Reinigungszeit ausübt, wenn der Aufbau nicht äußerst einfach ist.

Wenn in einer chemischen Anlage eine große Menge eines Strömungsmittels gehandhabt wird, wird ein fortlaufendes Rührwerk als Mischer verwendet. Wenn die zu verarbeitende Menge jedoch klein ist und eine hohe Genauigkeit gefordert wird, werden das Dosieren und Mischen auf Basis der chargenweisen Verarbeitung häufig sogar für flüssige Materialien angewendet. Daher wurde bislang davon ausgegangen, daß Verbesserungen der mit herkömmlichen Verfahren verbundenen Fehler mit niedrigen Kosten, insbesondere bei Verwendung eines Durchlaufmischbehälters zum automatischen Dosieren und Mischen von Polymer und Pigment, nicht erzielt werden können, wobei ein derartiger Mischbehälter auf jeder polymerverarbeitenden Maschine befestigt werden kann. Dies war bislang mit einem so schwierigen Problem in Hinblick auf die Genauigkeit verbunden,

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daß die geforderte Genauigkeit nicht einmal durch den chargenweise mischenden Mischer erreicht werden konnte. Ein kontinuierlich arbeitender Mischbehälter, der als automatische Pigmentdosier- und -mischeinrichtung dient und an jeder Polymer-Verarbeitungsmaschine angebracht werden kann, wurde aus den folgenden Gründen als praktikabel nicht für möglich gehalten:

a) Wenn eine hohe Genauigkeit für das Mischungsverhältnis gefordert wird, wurde bei einem kontinuierlichen Mischbehälter, zu welchem die Materialien im wesentlichen fortlaufend zugeführt werden, davon ausgegangen, daß in der Steuerung der Dosierung durch Ablesen der entsprechenden Durchflußmengen von Polymer und Pigment bei einer' Genauigkeit von + 1% unüberwindbare Schwierigkeiten vorliegen würden.

b) Das Mischen von Pigment und Polymer muß außerordentlich vollständig erfolgen, und mit dem gesamten, an den Oberflächen von Polymerpartikeln haftenden Pigment soll ein homogenes Stadium erreicht werden. Aus diesem Grunde werden das Pigment und das Polymer nach dem herkömmlichen Verfahren ungefähr eine Stunde lang in einem Trommelmischer gemischt, oder das chargenweise Mischen wird nach dem neuesten Verfahren ungefähr 50 Sekunden lang in einem Hochgeschwindigkeitsmischer mit einer Geschwindigkeit von I.500 bis 2.000 U/min durchgeführt.

Mit anderen Worten, im allgemeinen bestand bisher die Vorstellung, daß vollständiges Mischen zur Erfüllung der obigen Anforderungen, insbesondere der Genauigkeit, nicht durch einen Durchlaufmischer erreicht werden könnte, und folglich wurde vom Versuch, einen Durchlaufmischer in der Praxis zu verwenden, Abstand genommen.

Andererseits war in sehr seltenen Fällen ein sich drehendes Rührwerk innerhalb des Trichters vorgesehen, um gewisse Rührwirkungen im Einfülltrichter der Verarbeitungsmaschine selbst zu erzielen.

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Die Aufgabe solcher Mittel war jedoch hauptsächlich, das Abscheiden verschiedener Arten von Materialien zu verhindern. Es handelte sich daher mehr um eine unterstützende Rührwirkung, im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung, bei der mehrere Materialien erstmalig im Einfülltrichter der Verarbeitungsmaschine mit einem äußerst genauen Mischungsverhältnis zusammengebracht v/erden.

Im folgenden sollen die Bestimmung oder das Wesen des Durchlaufmischer untersucht werden. Im Chargenmischer wird ein Zyklus den Chargenbetriebs in der Weise durchgeführt, daß vollständig ungemischte Materialien (im folgenden als "Null-Mischung" bezeichnet) in einen leeren Mischbehälter eingegeben werden, bis die wirksame Kapazität des Mischers erreicht ist. Dann schreitet das Mischen mit dem Ablauf der Zeit fort, und die gesamte Menge wird ausgestoßen, wenn das Mischen die erforderliche Güte erreicht hat (im folgenden als "genügend gemischt" bezeichnet). Die Eigenschaften dieser Art Mischer können so betrachtet werden, daß sich das Mischstadium mit dem Ablauf der Zeit an jedem Punkt des Mischbehälters ändert, und daß die Materialhöhe im Mischbehälter wiederholt zwei Stadien aufweist, d.h. ein vollständig gefülltes und ein leeres Stadium. Durchlaufmischer arbeiten dagegen so, daß das Mischstadium an einem bestimmten Punkt im Mischbehälter, ungeachtet des Zeitablaufs, konstant gehalten wird, und daß die I-iaterialhöhe im Mischbehälter immer oberhalb einer bestimmten Höhe ist, so daß keine extrem großen Änderungen auftreten (diese Höhe wird im folgenden als "im wesentlichen feste Höhe" bezeichnet). Tatsächlich bestehen die Anforderungen bei einem Durchlauf mischbehälter darin, daß die Materialhöhe und das Mischen im Mischbehälter in einem im wesentlichen stetigen Stadium sein müssen, wobei jedoch weder das Beschicken noch das Ausstoßen vollständig kontinuierlich sein müssen. Unter der Bedingung, daß dieses stetige Stadium aufrechterhalten wird, verursachen intermittierendes Beschicken oder Entleeren keine Schwierigkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischbehälter der eingangs erwähnten Gattung derart zu verbessern, daß trotz hoher

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Genauigkeit in wirtschaftlicher, kostengünstiger V/eise ein automatisches Dosieren, Zusammensetzen, Mischen und Zuführen der Materialien unmittelbar an einer Polymer-Verarbeitungsmaschine ermöglicht werden, und wobei die Materialien der Polymer-Verarbeitungsmaschi-.e in gleichförmigem Konditionierungszustand bereitgestellt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein sich im wesentlichen vertikal erstreckender, ein natürliches Absinken des Materials ermöglichender Mischraum zwischen dem Einlaß und dein Auslaß des Mischbehälters angeordnet ist, so daß in der Mitte und an den Wänden des Mischbehälters verschiedene Absinkgeschwindigkeiten auftreten, und wobei mehrere horizontal umrührende Flügel im Behälter angeordnet sind.

Bei dieser Erfindung werden folgende Mittel benutzt, um ein äußerst genaues Mischungsverhältnis mit relativ niedrigen Kosten ζ·α erreichen: Wie schon erwähnt wurde, muß sowohl das Beschicken mit Polymer als auch mit Pigment zum Mischbehälter nicht fortlaufend durchgeführt werden. Insbesondere das in einer kleineren Menge einzugebende Pigment kann mit einem festen Betrag (z.B. 10 bis 30 g) konzentrisch zu einem bestimmten Zeitpunkt eingebracht werde:;. Vorzugsweise wird dieser Zeitpunkt so ausgewählt, daß er z.B. der Augenblick ist, in welchem das Beschicken mit dem für die Zusammensetzung mit dem Pigment erforderlichen Polymer beendet ist. Daher ist es wichtig, die Beschickungsmenge des Polymers nicht als Augenblickswert, z.B. ü/min, sondern mit der erforderlichen Genauigkeit als integralen Wert zu erfassen. Um die Beschickungsp.enge des Polymers mit einer hchen Genauigkeit als Integralwert zu erfassen, wird bei einem Ausführun -sbejgpiel der Erfindung ein Verfahren angewandt, bei dem die Anzahl der durch ein automatisches Dosier- und Zuführgerät zugeführten Einheiten digital gezählt wird, welches diskontinuierlich ein festes Gewicht oder eine Kapazität als Zuführeinheit dosiert und zuführt, wobei eine Steuerschaltung so aufgebaut ist, daß ein fester Betrag von

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BAD ORiGINAL

Pigment zugeführt wird, wenn der gezählte Betrag einen vor eingestellten Wert erreicht hat. Dies kann verwirklicht werden, indem ein Digitalzähler für die Polymerseite und ein voreingestellter Zähler für die Einstellung vorgesehen werden, bei welcher das Pigment zugeführt werden soll. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Steuerschaltung so auszubilden, daß durch Vorsehen von Digitalzählern und voreingestellten Zählern für die Zuführmengen der Pigment- und Polymerseite das Pigment und das Polymer unabhängig voneinander durch die Zähler gemessen werden, bis sie die entsprechenden, vorher durch die voreinstellbaren Zähler eingestellten Werte erreicht haben. Die möglichen Gründe dafür, daß kein vollständiges Gemisch am Auslaß beim Durchlaufmischer erreicht wird, sind, daß die Materialien der "Null-Mischung" unmittelbar nach dem Einbringen einen "kurzgeschlossenen Weg" direkt zum Auslaß nehmen, so daß dem gesamten eingebrachten Material keine genaue Verweilzeit (Mischzeit) gegeben werden kann, und auch, daß ein Abscheiden auftritt, das von den Zentrifugalkräften oder Schwerkräften jedes Materials herrührt.

Um einen solchen "Kurzschluß" zu vermeiden, werden erfindungsgemäß die folgenden Mittel benutzt, um ein bemerkenswert zufriedenstellendes Ergebnis bei einem einfachen Aufbau zu erreichen. Diese Mittel bestehen darin, den kolbenähnlichen Pließcharakter in bezug auf den Weg des Materials im Mischbehälter zu verstärken und gleichzeitig den durch das Rührwerk verursachten Rückstrom zu verringern. Mit der Absicht, den kolbenähnlichen Fluß ohne Entgegenwirkung gegen den natürlichen Fluß des Materials im Mischbehälter aufgrund der Schwerkraft natürlich auszubilden, ist der erfindungsgemäße Mischbehälter im wesentlichen vertikal angeordnet, so daß er im oberen Abschnitt beschickt und im unteren Abschnitt entleert werden kann.

Um das Auftreten von Rückströmung zu verhindern, wird erfindungsgemäß ein sich drehendes Rührwerk verwendet, dessen sich drehende Welle im wesentlichen vertikal verläuft, wobei die Ebene der

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Drehung im wesentlichen horizontal ist, und die Rührflügel (insbesondere in der Höhe unmittelbar unter der Beschickungsöffnung für das Material) als horizontale, flache Platten ausgebildet sind, um zu vermeiden, daß diese Flügel einen vertikalen Eintrittswinkel haben, wodurch das Auftreten einer vertikalen Ausstoßkomponente auf ein Minimum verringert ist» Es sind auch quadratische Stäbe, Rundstäbe oder elliptische Stäbe ohne vertikalen Steigungswinkel möglich.

Das sich aus Schwer- oder Zentrifugalkräften ergebende störende Abscheiden ändert sich mit der Kombination von zu mischenden Materialbestandteilen, so daß keine entsprechende Angabe gegeben werden kann. Das gewöhnliche Pigment hat eine ausreichend starke Adhäsion am eingebrachten Polymer, so daß es sich beim Mischen des Pigments mit weniger als einigen Prozenten im Verhältnis zum Polymer experimentell bestätigt hat, daß die Verwendung des oben beschriebenen Mischers zur vollständigen Vermeidung des gefürchteten Problems der Abscheidung in der Lage ist,

In jedem besonderen Pail, der anders als das Mischen gewöhnlichen Pigments und Polymers ist und bei welchem die Abscheidung aufgrund nicht vorhandener Adhäsion und der großen Unterschiede der von der Schwerkraft oder der Korngröße abhängigen Absinkeigenschaften aufzutreten neigt, kann die Drehgeschwindigkeit des Rührwerks verändert oder so eingestellt werden, daß sie auf intermittierende Drehung schaltet, um das sich durch die Zentrifugalkraft des Rührwerks ergebende Abscheiden zu vermeiden. Als nächstes werden am Auslaß des erfindungsgemäßen Durchlaufmischbehälters zum Erreichen eines gewünschten Mischverhältnisses, das immer gleichförmig und fest ist, die folgenden Einrichtungen benutzt. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ändert sich die Absinkgeschwindigkeit des Materials in radialer Richtung über den horizontalen Querschnitt des Mischbehälters, und im allgemeinen wird die Geschwindigkeit von der Seitenwand in Richtung zur Mitte höher. Daher wird bei idealem horizontalen Rühren der radiale Unterschied der vertikalen

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Absinkgeschwindigkeiten des Materials, wie er in. Pig. I gezeigt ist, mit der horizontalen andauernden Mittelwertbildung der Absinkgeschwindigkeit des Materials, die durch horizontales Rühren verursacht wird, kombiniert, und sogar bei tropfenweisem Beschikken, wie es oben beschrieben wurde., schließlieh die Konzentration der kleineren Materialkomponente in der vertikalen Richtung des Mischbehälters so verteilt, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Dieses wurde ebenso in Versuchen erkannt. Mit anderen Worten, der vertikale Ausgleich kann bei Differenzen der radialen Absinkgeschwindigkeit ideal erreicht werden, auch wenn die Rührflügel keine vertikale Ausstoßwirkung aufweisen. In Pig. 2 ist mit C ein Programmzyklus bezeichnet, d.h. ein Zeitintervall vom Besehiekungszeitpunkt der Materialkomponente der kleinsten Häufigkeit bis zum nächsten Beschicicungszeitpunkt. Pig. 2 zeigt den Fall, in welchem Materialien von fünf Programmzyklen der Beschickung im Mischbehälter überelnandergeschichtet sind. Die kleinste Anzahl von Programmzyklen wird experimentell auf der Basis des in Pig. dargestellten Prinzips ausgewählt» In Pig. 3 ist ein Mischbehälter X mit seiner wirksamen Höhe h dargestellt. 1, ist die Entfernung, um die das Material im Mischbehälter entlang der Behälterwand mit der niedrigsten Absinkgeschwindigkeit während der für das Material benötigten Zeit zum Absinken um die Entfernung Ip in der Mitte des Behälters abgesunken ist. In diesem Fall kann der maximale Betrag des gegenüber der Höhe h des Behälters 1 zweckmäßigen Programmzyklus grob als der durch die Differenz t zwischen Ip und I., im Behälter vorhandene Betrag angesehen werden. Die die notwendige Anzahl von Schichten der Programmzyklen beeinflussenden Faktoren sindi i) Form und Durchmesser der Schichten des Gemisches, ii) Form des Rührwerks, iii) Drehgeschwindigkeit des Rührwerks,und iv) Materialverbrauchsgeschwindigkeit der Polymer-Verarbeitungsmaschine. Eine größere Tiefe ist erforderlich, wenn die Verarbeitungsmenge größer ist. Wenn in der Praxis die Form und der Durchmesser des Mischbehälters und die Form des Rührwerks bestimmt sind, kann die minimale notwendige Höhe des Mischbehälters durch Zuführen des Materials und Ausstoßen des

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Gemisches aus der Ausstoßöffnimg mit einer der maximalen Arbeit sdurchflußrate entsprechenden Geschwindigkeit bestimmt werden. Anschließend wird das Polymer am Einlaß des Mischbehälters mit dem Programmzyklus beim maximalen Arbeiten zugeführt, während das Rührwerk mit der unter Arbeitsbedingungen angemessenen Drehzahl gedreht wird. Dann werden die färbenden Polymerpellets mit einem geringen Betrag (z.B. 0,5$ des Polymers) zum Polymer jedes Programmzyklus an vorbestimmten Stellen zugegeben und schließlich die Materialhöhe im Mischbehälter gesteigert, bis die färbenden Polymerpellets immer in einer gleichförmigen Konzentration am Auslaß herauskommen. Die so erhaltene Materialhöhe ist die notwendige Mindesthöhe für ein wirksames Arbeiten des Mischbehälters.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Absinkgeschwindigkeit des Materials in einem erfindungsgemäßen Durchlaufmischbehälter,

Fig. 2 das Fortsehreiten des Mischens der kleineren Materialkomponenten im erfindungsgemäßen DurchlaufmJsjhbehälter,

Fig. J eine Differenz zwischen den Absinkhöhen des Materials im Mischbehälter,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Durchlauf-■misehbehälters,

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels des Zuführzeitablaufs der Materialkomponenten, und

Fig. 6 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Durchlaufrai schbehälters.

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In Fig. 4 sind folgende Teile dargestellt: ein Mischbehälter 1, ein rotierendes Rührwerk 2, ein Motor 3 für das Rührwerk, ein Niveauschalter 4, ein Vorratstrichter 5 für Polymer, eine volumetrische Dosierscheibe 6 für Polymer, ein Einlaß 7 für die Polymerzufuhr, ein Digitalsignalgenerator 8 für die Dosierscheibe für Polymer, ein Motor 9 für die Dosierscheibe für Polymer, ein Pigmentsvorratstrichter 10, eine volumetrische Dosierscheibe 11 für Pigment, ein Einlaß 12 für die Pigmentzufuhr, ein Digitalsignalgenerator 15 für die Dosierscheibe für Pigment, eine Polymer-Verarbeitungsmaschine 15 und eine Materialeintrittsöffnung Ϊ6 der Polymer-Verarbeitungsmaschine, die mit dem Auslaß des Mischbehälters 1 verbunden ist.

Wenn die zu verbrauchende Polymermenge für die Polymer-Verarbeitungsmaschine 15, wie beim Spritzen, Extrudieren oder Blasen, direkt und quantitativ an der Materialeintrittsöffnung 16 der Polymer-Verarbeitungsmaschine auftritt, kann der Mischbehälter direkt an der Materialeintrittsöffnung 16 der Polymer-Verarbeitungsmaschine befestigt werden, ohne daß irgendein Fülltrichter oder Zuführleitungen nötig sind. Die in Fig. 4 dargestellte Polymer-Verarbeitungsmaschine 15 ist eine Spritzformmaschine, deren Spritzgewicht 2,5 kg beträgt, deren Einspritzzyklus 60 Sekunden dauert und deren Verbrauch pro Stunde I50 kg beträgt. Der Mischbehälter 1 ist in der Lage, fortlaufend das in Form von Pellets oder Pulver vom Vorratstrichter 5 durch den Einlaß 7 zugeführte Polymer mit dem vom Vorratstrichter 10 durch den Einlaß 12 zugeführten pulvrigen Pigment zu mischen. Die im oberen Teil des Mischbehälters 1 dargestellte, unterbrochene, zweifach punktierte Linie zeigt ein Materialniveau an. Der Niveauschalter 4 ist herkömmlich aufgebaut und erzeugt in einem relativ engen Bereich von Niveauänderungen liegende An-Aus-Signale. Das Polymer und das Pigment werden über die durch die. Motoren 9 und 14 angetriebenen Dosierscheiben 6 bzw. 11 zugeführt, die entsprechend dem durch den Niveauschalter 4 erzeugten Niedrigniveausignal in Betrieb gesetzt werden. Die Dosierscheibe 6 für das Polymer ist eine

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bekannte horizontale, kreisförmige Dosierscheibe mit mehreren, vertikal unter gleichen Winkeln mit gleichem Radius am Umfang der Scheibe angeordneten Löchern. Die Löcher werden von dem Vorratstrichter 5 durch Schwerkraft mit Polymer gefüllt, und wenn die Löcher durch die Drehung der Scheibe die Lage des Einlasses 7 für Polymer erreicht haben, wird nur das in den Löchern befindliche Polymer in den Mischbehälter 1 fallengelassen,, weil die Scheibe so ausgebildet ist, daß die Löcher durch die obere Fläche der Seheibe vom oberen Raum getrennt sind. Die Dosierscheibe für Pigment ist ebenfalls eine horizontale, kreisförmige Dosierscheibe, ähnlich wie die Dosierscheibe 6. Bei dem in Fig. dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Kapazität eines Loches in der Dosierscheibe 6 80 cnr und in der Dosierscheibe 40 cnr . 8 und 1J> sind Digitalsignalgeneratoren für die entsprechenden Dosierscheiben und dienen dazu, jedesmal ein elektrisches Digitalsignal zu erzeugen, wenn die Dosierseheiben 6 und 11 eine Winkeldrehung entsprechend einem Loch ausführen. Jeder Digitalsignalgenerator kann in verschiedenen Ausführungsformen, wie sie durch die Impulsgeneratortechnik bekannt sind, ausgebildet werden.

Beim Dosieren der Pellets oder des Pulvers des Polymers mittels einer volumetrisehen Dosierschdbe, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ergibt sich im allgemeinen die Schwierigkeit, ob eine zufriedenstellende Genauigkeit beim Zusammensetzen des Polymers und des Pigments erreicht werden kann oder nicht. Gemäß der Versuchsergebnisse dieses Ausführungsbeis piels jedoch, die nach wiederholten Versuchen mit demselben Polymermaterial vorlagen, lag das 10 Löchern entsprechende Gewicht des Polymers genau innerhalb + 0,3$ von J56l g beim fortlaufenden Ausstoß aus 10 Löchern der Dosierscheibe 6 für Polymer. Darüber hinaus wurde das 100 Löchern entsprechende Material nach wiederholtem Ausstoß gewogen, und die diesmal erhaltene Genauigkeit lag innerhalb + 0,15$. So wurde bei einer volumetrisehen Dosier scheibe gefunden, daß der Fehler durch Teilen des zuzuführenden Materials in kleine Einheiten und digitales Zählen der Anzahl der zugeführten Einheiten bei längerer Betriebszeit auf Null verringert wird.

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Als mit der Dosierscheibe für Pigment mehrere Male Ausstoßversuche unter Verwendung eines Pigments guter Fließfähigkeit rrit einem Ausstoßgewicht von ^2 g pro Loch durchgeführt wurden, ergab sich eine maximale Abweichung pro Loch von _+ 0,9f'. Bei einer Untersuchung mit gesteigerter Anzahl von Löchern für eine Wägur.g wurde gefunden, daß der Fehler mit anwachsender Anzahl der Löcher konvergiert, und daß die erreichte Genauigkeit ungefähr in gleichen Meßfehlerbereich wie die der Dosierscheibe 6 für Polymer liegt.

An den Digitalsignalgenerator 8 sind zur Bildung einer Steuerschaltung auf einem nicht dargestellten Steuerpult ein Digitalzähler und ein digitaler Voreinsteller angeschlossen. Die Steuerschaltung arbeitet so, daß die Dosierscheibe 11 zum Zuführen einer einem Loch entsprechenden Menge in Betrieb gesetzt wird, wenn die Zählung an der Dosierscheibe für Polymer einen bestimmten voreingestellten Wert erreicht hat. Das Arbeiten der Dosierscheibe 11 für Pigment, so daß sie genau die Menge eines Loches zuführt, wird durch ein gewöhnliches Steuersystem bewirkt, das den Anlauf und das Anhalten des Motors 14 durch die Digitalsignale vom Digitalsignalgenerator steuert.

Wenn nun 0,5 Gewichtsteile Pigment gegenüber 100 Gewichtsteilen Polymer zugeführt werden sollen, wird die digitale Einstellung folgendermaßen vorgenommen:

Pigment Menge eines Loches = 32,0 g Polymer Menge eines Loches = J>6,1 g

Demzufolge wird die erforderliche Anzahl von Löchern für das Polymer (der digitale Einstellwert) zum Erreichen des erforderlichen Mischungsverhältnisses entsprechend der Menge des Pigments eines Loches folgendermaßen erhalten:

digitaler Einstellwert - -~|— χ — = ^χ77 409810/0878 ^ßAD

Weil die minimale zuzuführende Einheit des Pigments bei diesem Ausführungsbeispiel mit 32 g bei der Zusammensetzung mit niedriger Konzentration des Pigments (z.B. weniger als 0,5$) ziemlich groß ist, erreicht die einer Charge des Pigments entsprechende Polymercharge eine beträchtliche Größe. Die 177 Löchern entsprechende Menge beträgt 6,4 kg. Im Verhältnis hierzu sind die folgenden zwei Punkte in bezug auf den Aufbau des Mischbehälters 1 in Betracht zu ziehen.

Erstens wird in dem Steuersystem, in welchem der Motor 9 durch ein vom Niveauschalter 4 erzeugtes Niedrighöhensignal in Betrieb gesetzt wird und dadurch die gesamte Polymermenge entsprechend dem voreingestellten digitalen Wert (im folgenden als Menge eines Programmzyklus bezeichnet) fortlaufend ohne Fehler zugeführt wird, die Höhenänderung im Mischbehälter 1 so groß, daß es unmöglich ist, den Mischbehälter 1 klein auszubilden. Um die Stabilität der Höhe im Mischbehälter sicherzustellen und einen kleinen Aufbau des Mischbehälters zu verwirklichen, ist es daher vorteilhaft, ein Steuersystem zu wählen, das die Zuführung von Pigment und Polymer, basierend auf einem digitalen, voreingestellten Zuführprogramm, nur in bezug auf das Portschreiten oder eine Unterbrechung durch Ein-Aus-Signale vom Niveauschalter 4 steuert, so daß das auf dem Programm beruhende Zuführen durch das Erzeugen eines Aus-Signals vom Niveauschalter 4 in jeder Lage während des Programms unterbrochen wird, und daß das Zuführen von der Aus-Stellung des Programms durch Erzeugen eines Ein-Signals vom Niveauschalter 4 wieder aufgenommen wird.

Weil zweitens die 32 g Pigment eines Programmzyklus als Charge unmittelbar den 6,4 kg Polymer eines Programmzyklus zugegeben werden, ergibt sich eine außerordentliche lokale Fehlverteilung in der Zusammensetzung der 6,4 kg während und unmittelbar nach dem Beschicken, und daher ist es notwendig, einen "Kurzschluß" dieses Gemisches direkt zum Auslaß des Mischbehälters 1 zu vermeiden. Bei diesem Ausführungsbeispiel bleiben 20 kg Polymer

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entsprechend der Menge von drei Programmzyklen im wirksamen Arbeitsbereich des Mischers, so daß bei Materialien in "Null-Mischung", welche unmittelbar nach dem Beschicken in bezug auf die Zusammensetzung fehlverteilt sind, die vorherigen Materialien entsprechend der Menge des zweiten Programmzyklus eine Schutzschicht bilden, um das neu eingegebene Material daran zu hindern, einen "kurzen Weg" zu"nehmen. Entsprechend den Versuchen mit dem Mischbehälter dieses Ausführungsbeispiels, in welchem das Passungsvermögen 20 kg betrug, ergaben sich keine Schwierigkeiten beim Mischen und Zusammensetzen, auch wenn eine Spritzformmaschine verwendet wurde, bei welcher das Schußgewicht 6 kg betrug. Die Flügel des Rührwerks sind aus elliptischen Stäben gebildet, deren Hauptachsen horizontal verlaufen, und die Drehzahl ist zwischen 20 und 100 U/min veränderlich. Bei solchen Voraussetzungen wurde zufriedenstellendes Mischen mit dem Pigment bei 30 bis 50. U/min erreicht, ungeachtet, ob das Polymer in Form von Pellets oder als Pulver vorlag.

Im folgenden werden einige Beispiele für Programmeinstellungen dieses Ausführungsbeispiels und Änderungen der Pigmentkonzentration gegeben, wie sie aufgrund einer Änderung der eingestellten, digitalen Werte für das Dosieren des Polymers durch eines der entsprechenden Programme auftreten.

Digitale Werte Pigment-Konzentration

Gew. -%

0.-4-97 0.500

0.995 1.006

	la	Pigment	(32 g)	Polymer
Programm	Ib	1	(32 g)	177
Programm	2a	1	(32 g)	176
Programm	2b	1	(32 g)	88
Programm	1	87

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Aus der obigen Tabelle geht klar hervor, daß, ungeachtet der Tatsache, daß das Pigment in einer erheblich großen festen Menge bei diesem Ausführungsbeispiel vorliegt, bemerkenswert feine Einstellung der Pigmentkonzentration durch Ändern des voreingestellten digitalen Wertes des Polymers um 1 erzielbar ist.

In der herkömmlichen Verarbeitungsindustrie war jedes automatische Färbegerät, das an jeder Verarbeitungsmaschine angebracht werden konnte, ein chargenweise arbeitendes Rührwerk, so daß die in das Rührwerk einzubringende Polymermenge bei jeder Charge festlag. Beim Chargenmischer kann die gewünschte Mischfähigkeit nicht entfaltet werden, wenn der Kunststoff nicht bis zum vollen wirksamen Passungsvermögen des Mischers eingebracht wird. Daher beruhen die Merkmale des Dosierens beim herkömmlichen System auf dem Prinzip, das Polymer (die größere Komponente) in einem festen Betrag und das Pigment (die kleinere Komponente) in veränderlichem Betrag einzugeben. Im Vergleich dazu zeichnet sich das erfindungsgemäße System grundsätzlich dadurch aus, daß ein veränderliches Dosieren der größeren Komponente und ein festes Dosieren der kleineren Komponente durchgeführt werden können, obwohl die einzugebende Menge des Pigments ebenfalls veränderlich ist. Beim herkömmlichen Verfahren war es zwingend, daß die feste Charge für einen größeren Betrag Polymer (z.B. 10 kg) verwendet wurde, der sehr leicht aufgrund guter Fließfähigkeit in großer Menge dosiert werden kann, und daß ein kleinerer Betrag an Pigment entsprechend dem Mischungsverhältnis mit hoher Genauigkeit an einem gewünschten Punkt in einem weiten Dosierbereich (z.B. von 10 bis 200 g) zugemessen wurde. Folglich war es in der Praxis aufgrund des schwierigen Dosiervorgangs, der auf der Seite des kleineren Betrages durchgeführt werden mußte, unmöglich, zufriedenstellende Eigenschaften zu erzielen, wo die Handhabung aufgrund physikalischer Eigenschaften schwierig war. V/eil die vorliegende Erfindung jedoch einen Durchlaufmischer verwendet, ist das erforderliche Zuführen des Polymers lediglich zum Auffüllen des Niveaus im Behälter erforderlich, und eine Unterteilung der Auffüllung ist

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unbeachtlich. Auf der Pigmentseite (kleinere Komponente) ist es im Hinblick auf die Menge und die physikalischen Eigenschaften sehr schwierig, automatisches Dosieren und Zuführen mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Wenn die Bedingungen jedoch außerordentlich stark auf ein solches Maß eingeengt werden, daß intermittierendes Dosieren einer festen Menge (z.B. J2 g bei diesem Ausführungsbeispiel) mit hoher Genauigkeit die einzige Anforderung ist, dann werden die Schwierigkeiten bei der Auswahl und Entwicklung eines Dosiergeräts für die kleinere Komponente stark verringert, und so wird die Situation so verbessert, daß ein Gerät bemerkenswert hoher Zuverlässigkeit in bezug auf die Genauigkeit mit niederen Kosten verwirklicht werden kann.

Bisher trugen zu den technischen Schwierigkeiten und hohen Kosten automatischer Färbegeräte am meisten die Schwierigkeiten bei, ein zuverlässiges, automatisches Dosiergerät für Pigmente zu erhalten. Von diesem Gesichtspunkt her hat die Verwendung des Durchlaufmischbehälters nach der Erfindung die vorhandenen technischen Schwierigkeiten bei automatischen Färbegeräten durch das oben beschriebene, variable Dosieren der Hauptkomponente grundsätzlich beseitigt. Außerdem ergeben sich eine verbesserte Mischwirksamkeit und manch anderer Vorteil.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer durch das in der Erfindung verwendete Steuersystem bewirkten Zuführung von Material. Die horizontale Achse t kennzeichnet den Zeitablauf. I, II und III stellen drei zuzuführende Komponenten dar, wobei I ein Polymer, II ein, Pigment und III ein anderes Polymer ist. Jede horizontale Linie bedeutet eine Unterbrechung des Zuführens, und jede obere Linie bedeutet, daß die Zuführung fortschreitet. Die mit zwei Punkten versehenen, unterbrochenen Linien parallel zur vertikalen Achse zeigen einen Zuführblock entsprechend einen Programmzyklus.

Der Vorgang beginnt am linken Ende. Zuerst, wenn ein Energieschalter zum Zeitpunkt S eingeschaltet wird, beginnt das Zufuhr=;-.

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der drei Komponenten gleichzeitig durch ein Kommando Cl von einer Programmsteuerung. Jeder Abwärtspfeil bedeutet ein Kommando "Beginn des Vorgangs", und der nach oben gerichtete Pfeil bedeutet das Kommando "Stop".

Wenn das Niveau des Materials im Mischbehälter niedrig ist, wird die Zuführung in Betrieb gehalten, bis die Materialhöhe die obere Grenze der Niveausteuerung erreicht hat, und bei Beendigung jeder Zuführung der Komponenten, entsprechend dem einen Programmzyklus, erzeugt die Programmsteuerung ein Kommando C2, um das Zuführen des nächsten Programmzyklus des Dosierens und Zuführens zu beginnen. Zu dem Zeitpunkt, an dem das Zuführen des neuen Programmzyklus beendet ist, und wenn das Materialniveau nicht die obere Grenze des Niveauschalters erreicht hat, erzeugt die Programmsteuerung ein Kommando CT5 in derselben Weise, wie im vorhergehenden Fall, und leitet dadurch das Zuführen des nächsten Programmzyklus ein. Nun wird angenommtu*, daß am durch Ll angezeigten Punkt das Niveau des Materials im Mischbehälter die obere Grenze der Niveausteuerung erreicht hat. Am Punkt Ll hat die Komponente I, deren Zuführzeit in einem Programmzyklus die längste ist, etwa 1/5 des Zuführens eines Programmzyklus beendet. Am selben Punkt ist das Zuführen der Komponente II eines Programmzyklus beendet, während das Zuführen der Komponente III eines Programmzyklus etwa 2/5 erreicht hat. Die Niveausteuerung erzeugt den Befehl Ll, um das Dosiergerät für die Komponenten I und II an diesem Punkt anzuhalten und unterbricht dadurch die gesamte Zuführung für das Material. In diesem Fall bleiben die Digitalzähler für die Komponenten I, II und III außer Betrieb, während sie die digitalen Werte anzeigen, die bis zur Unterbrechung zugeführt wurden. Die Verarbeitungsmaschine fährt fort, das Material im Mischbehälter zu verbrauchen, und wenn die Materialhöhe die untere Grenze der Niveausteuerung erreicht hat, wird von der Niveausteuerung das Kommando L2 erzeugt, um das Zuführen wieder aufzunehmen. Dann· wird das Zuführen von den Digitalzahlen an dem Punkt der Unterbrechung der Programmzyklen der Komponenten I und III -fortgesetzt,

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und so wird der Teil des Programmzyklus vor der Unt erbrechung vervollständigt. Wenn die Materialhöhe im Mischbehälter nach dem Zeitpunkt der Vollendung noch niedrig ist, wird das Zuführen eines neuen Programmzyklus durch das Kommando C4 von der Programmsteuerung ausgelöst und anschließend dasselbe Zuführen beibehalten, bis ein Kommando der oberen Begrenzung durch die Niveausteuerung erzeugt wird. Pig. 6 zeigt ein Blockdiagramm des oben beschriebenen Dosier- und Zuführsteuersystems.

Der erfindungsgemäße Mischbehälter 1 kann direkt an der Materialeintrittsöffnung l6 einer herkömmlichen Polymer-Verarbeitungsmaschine befestigt werden, und eines seiner Merkmale besteht darin, daß ein Fülltrichter für die Verarbeitungsmaschine weggelassen v/erden kann. Wenn in der Vergangenheit 25 kg Säcke zum Eingeben des Materials in die Maschine verwendet wurden, diente der Fülltrichter dazu, einen Vorrat aufrechtzuerhalten, um so die Arbeitszeit beim Beschicken zu verkürzen. Heutzutage wird jedoch der Vorrat in einem Silo oder Behälter bereitgehalten, und ein kleiner Trichter liefert immer die erforderliche Menge an die Verarbeitungsmaschine, so daß der als große Vorratskapazität dienende Fülltrichter nicht langer notwendig ist. Jedoch wurde diese Tatsache bis heute nicht beachtet, und der großvolumige Fülltrichter wurde verwendet, gerade weil das Mischen von Pigment und Polymer häufig von Hand durchgeführt und das Gemisch dann zum Fülltrichter gebracht wird und auch, weil der großvolumige Fülltrichter vorteilhaft zum Stabilisieren des Vorgangs ist, da das herkömmliche automatische Färbegerät chargenweise arbeitet. Erfindungsgemäß ist der einzige Teil, der bei einem Farbwechsel gereinigt werden muß, der Mischbehälter 1 mit einer kleinen Kapazität, so daß ein Farbwechsel innerhalb eines kurzen Zeitraums möglich ist. Bei den herkömmlichen,chargenweise arbeitenden automatischen Färbegeräten dauerte ein Farbwechsel einschließlich des Reinigens des Fülltrichters 3 bis 4 Stunden.

V/eil Kunststoffmaterial gewöhnlich mittels eines kleinen Trichters zugeführt wird, ist die erforderliche Vorratskapazität des

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Vorratstrichters 5 für Polymer in einem Bereich von 5 bis 15 kg ausreichend, um als Puffer zu dienen, so daß die gesamte erfindungsgemäße Einrichtung im Vergleich zum großvolumigen Fülltrichter ziemlich klein ist.

Im folgenden werden die Bauteile der Erfindung im einzelnen beschrieben. Der Behälter des Mischers, der im folgenden als Mischbehälter 1 bezeichnet wird, hat einen im wesentlichen vertikalen Aufbau, so daß der natürliche Materialfluß durch Schwerkraft einen kolbenähnlichen Fluß im Mischbehälter b'ilden kann. Der Mischbehälter hat im oberen Abschnitt einen Einlaß und im unteren Abschnitt einen Auslaß. Die Anforderung mit der Bezeichnung "im wesentlichen vertikal" ist so zu verstehen, daß die durch die Mitte des horizontalen Schnitts des Mischbehälters gehende Linie innerhalb einer Abweichung von ~$Q von einer vertikalen Linie liegt.

Als Form für den Mischbehälter kann ein kreisförmiger Zylinder, ein elliptischer Zylinder, ein quadratischer Zylinder, ein Konus oder eine Kombination dieser Formen gewählt werden. Ein genauer Wert des Längen-Breiten-Verhältnisses des Mischbehälters kann nicht vorgeschrieben werden, weil er von der Zusammensetzung des zu mischenden Materials, dem Zweck des Mischens und dem Fassungsvermögen des Mischbehälters abhängt. In jedem Mischbehälter jedoch, in welchem aufgrund der Schwerkraft leicht eine Abscheidung auftritt, kann eine übermäßig große vertikale Länge die Ursache dieser Abscheidung sein. Daher liegt ein wünschenswertes Verhältnis der Länge gegenüber dem Durchmesser des Horizontalschnittes im allgemeinen zwischen 3 und 1/2.

Trotz der vertikalen Verschiebung durch das Rührwerk sollte der kolbenähnliche Fluß soweit wie möglich beibehalten werden. In dieser Erfindung wird daher mit der Absicht, die Rotationsebene horizontal zu gestalten, ein sich drehendes Rührwerk verwendet,

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dessen Drehachse im wesentlichen vertikal eingestellt ist. "im wesentlichen vertikal" schließt Drehachsen mit einer Neigung innerhalb J5O° in bezug auf eine Vertikallinie ein. Sogar wenn die Rotationsebene horizontal ist, wird der kolbenartige Fluß gestört, wenn die Rührerblätter eine merkliche vertikale Ausstoßfähigkeit haben, z.B. Propeller mit vertikaler Steigung. Wenn ein großer Spielraum im wirksamen Arbeitsbereich des Misehbehälters vorhanden ist und der Anwendungszweck nicht so streng ein vollständiges Mischen erfordert, kann ein vertikaler, durch die Blätter des Rührwerks verursachter Rückfluß zugestanden werden (insbesondere im unteren Abschnitt des Mischbehälters). Wenn jedoch ein zufriedenstellendes Mischen, wie das von Pigment und Polymer, beabsichtigt ist, oder wenn der Arbeitsbereich des Mischbehälters am wirtschaftlichsten ausgebildet ist, ist vorzuziehen, daß durch die gesamte Länge des Behälters kein vertikaler Steigungswinkel an den Blättern des Rührwerks vorhanden ist. Verwendbare Arten sind, wie schon erwähnt wurde, horizontale Platten, quadratische Stäbe, runde Stäbe oder elliptische Stäbe ohne vertikale Steigung. Die Drehzahl des Rührwerks ändert sich mit dem Durchmesser des Mischbehälters, dem Durchmesser der Flügel des Rührwerks, dem zu mischenden Material und dem Ziel des Mischens. Von diesem Gesichtspunkt her hat die vorliegende Erfindung keine besondere Beschränkung, und genaues Mischen kann leicht in einem Bereich von 20 bis 2.000 U/min durchgeführt werden.

Das Zuführverfahren zum Mischbehälter und das Steuersystem sind folgendermaßen aufgebaut: Es ist wünschenswert, daß ein volumetrisches Dosiergerät für eine kleinere Komponente, z.B. ein Pigment, verwendet wird, das weniger als 2% des gesamten Materials ausmacht. Für andere Komponenten größerer Quantität, z.3. ein Polymermaterial, wird entweder ein volumetrisehes oder gravimetrisches Dosiergerät verwendet. Weil die Erfindung, wie schon festgestellt wurde, in der Lage ist, den Vorteil des Systems der festgelegten kleineren Komponente und veränderlichen Dosierung der größeren Komponente als Basis zu verwenden, besteht die

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Anforderung nur darin, das Dosieren einer bestimmten festen Quantität oder ihres Vielfachen der kleineren Komponente durchzuführen. Unter dieser Voraussetzung zeichnet sich sowohl von den Kosten als auch der Genauigkeit her das erreichbare volumetrische Dosiergerät besonders aus.

Zum Dosieren und Zuführen des Polymers muß das Dosiergerät, abweichend von der Pigmentseite, nicht direkt mit dem Mischbehälter verbunden sein, und die dosierte Menge kann durch eine Rohrverbindung oder ein Rutschensystem ohne Schwierigkeit genau zum Mischbehälter gefördert werden, so daß kein stoßfreier Aufbau für das Dosiergerät erforderlich ist. Weil die Menge einer Dosierung darüber hinaus groß ist und keine Schwierigkeit in bezug auf die physikalisehen Eigenschaften beim automatischen Wiegen besteht, ist ebenso wie ein volumetrisches auch ein gravimetrisches Dosiergerät verwendbar.

Das allgemein übliche graviraetrische Dosiergerät ist bei der Erfindung verwendbar. Weil bei der Erfindung ein volumetrisches Dosiergerät sowohl für die größere als auch die kleinere Komponente verwendet werden kann, ist die in dem Ausführungsbeispiel der Pig. 1 beschriebene Dosierscheibe mit Löchern bemerkenswert gut. Es ist auch möglich, andere Arten volumetrischer Dosiergeräte zu verwenden, die ein kontinuierliches Dosieren und Ausstoßen entsprechend der mechanischen Verschiebung des Dosiergeräts durchführen. Jedoch kann eine Förderschnecke nicht in strengem Sinne als volumetrisches Dosier- und Zuführgerät betrachtet werden, weil ein Schlupf zwischen der mechanischen Verschiebung und dem auszustoßenden Material vorhanden ist und dieses für die Erfindung unzweckmäßig ist. Ein zur Verwendung mit der Erfindung wünschenswertes volumetrisches Dosiergerät ist eines ohne Schlupf. Ob ein Dosiergerät für die Erfindung verwendbar ist oder nicht, kann durch eine Messung des Gewichtsfehlers unterschieden werden, die durchgeführt wird, während die Einstellung des Materials fixiert und die Außenbedingungen, außer denen des Materials im weiten Bereich,

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geändert werden, indem die Materialhöhe im Vorratstrichter auf die obere oder untere Grenze des Dosiergeräts geändert wird. So wird die Leistungsfähigkeit in praktischem Betrieb genau durch einen solchen Kurzzeitversuch bestimmt.

Zu den in dem erfindungsgemäßen System handzuhabenden Materialien gehören Polymer in Form von Pellets, Körnern oder Pulver und Pigment und andere Zusatzstoffe. Darüber hinaus kann auch ein kleiner Betrag an Flüssigkeit als Zusatzstoff zugesetzt werden. .Es ist bequem, als Dosiergerät für diesen Zweck eine hin- und-hergehende Pumpe mit fester Verdrängung (Membran- oder Kolbenpumpe) zu verwenden, die ein digitales Signal im Verhältnis zu einem Ausstoßzyklus erzeugen kann.

Der Auslaß des erfindungsgemäßen Mischbehälters kann direkt mit der Materialeintrittsöffnung einer Polymer-Verarbeitungsmaschine zum Spritzen, Extrudieren oder Blasen verbunden werden, wenn die Eintrittsöffnung eine Möglichkeit zur quantitativen Aufnahme des Materials aufweist. Dies ermöglicht die Bildung einer extrem vereinfachten und doch hochwirksamen Verarbeitungslinie, und dieses ist das Anwendungsfeld, auf welchem sich die größte Wirkung zeigt. Dieser Mischer ist auch für eine Materialeintrittsöffnung ohne die Möglichkeit der quantitativen Aufnahme, z.B. die Einlaßöffnung eines Banbury-Mischers, verwendbar, indem zwischen dem Auslaß und der Materialeintrittsöffnung eine Steuereinrichtung, wie ein von der Materialverbrauchsgeschwindigkeit in der letzteren Stufe gesteuertes drehbares Ventil eingesetzt wird.

Bei den Verarbeitungsschritten des Polymers aufgrund der Materialeigenschaften oder Produktbeschreibungen ist es relativ häufig, daß in der Stufe unmittelbar vor dem Zuführen zur Verarbeitungsmaschine ein Trocknen des Polymers erförderlich ist. Wenn das Polymer nach dem Zusammensetzen und Mischen mit dem Pigment zur Verarbeitungsmaschine zugeführt wird und vor dem Vermischen mit

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dem Pigment getrocknet wird, tritt wieder Absorption von Feuchtigkeit beim Mischen des Polymers mit dem Pigment und auch bei der sich anschließenden Förderstufe auf. Gemäß der herkömmlichen Technologie ist es daher nötig, zweistufig zu arbeiten, so daß, nachdem Polymer und Pigment gemischt sind, das Polymer, an welchem das Pigment anhaftet, einem Trocknen ausgesetzt und dann zur Verarbeitungsmaschine gefördert wird. Aus diesem Grunde mußten nach dem herkömmlichen Verfahren bei jedem Farbwechsel schwierige Arbeiten zum Reinigen des Mischers und des Trockners und auch des Zufiihrweges zwischen ihnen durchgeführt werden. Beim erfindungsgemäßen kontinuierlich arbeitenden Mischbehälter ist es jedoch möglich, den Mischbehälter auch als Trockner zu verwenden, indem Heißwind am unteren Abschnitt des Mischbehälters eingeblasen und an der Oberseite abgesaugt wird, so daß, abweichend vom herkömmlichen Verfahren, außerordentlich genaues Färben und Trocknen gleichzeitig in einer Stufe durchgeführt werden können.

Die Vorteile der Erfindung sind folgende:

a) Das fortlaufende Mischen nach der Erfindung macht es möglich, auf dem Gebiet der automatischen Färbegeräte erstmalig das System der veränderlichen Dosierung der größeren Komponente anzuwenden, so daß das Dosieren der kleineren Komponente mit niederen Kosten, großer Genauigkeit und hoher Zuverlässigkeit durchgeführt werden kann. Mit der sich ergebenden, außerordentlich genauen Zusammensetzung werden die durch die bisherigen automatischen Färbegeräte unbewältigten Schwierigkeiten vollständig gelöst.

b) Die Menge der Hauptkomponente eines Programmzyklus ist gegebenenfalls veränderlich, und wenn es notwendig ist, kann die kleinere Komponente digital auf einen Wert eingestellt werden, der das Ein- bis Zehnfache der minimalen Meßeinheit beträgt. So kann durch Kombinieren der entsprechenden Änderungen der

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Mengen der größeren und kleineren Komponente der zusammensetzbare Konzentrationsbereich bemerkenswert erweitert werden, wobei im Vergleich zu dem bisher angewandten System mit der festen Dosierung der größeren Komponente eine große Genauigkeit aufrechterhalten wird.

c) Ein Fülltrichter wird aufgrund der Verwendung eines vertikalen, niveaugesteuerten Durchlaufmischers mit chargenweiser Eingaoe überflüssig.

d) Zusätzlich zur bemerkenswerten Verbesserung des Arbeitsbereichs wird die gesamte Ausrüstung in einem ^ehr kleinen Aufbau zusammengefaßt, und die Anzahl der Komponententeile wird auf ein _: Minimum verringert, um geringe Kosten zu erreichen. Darüber hinaus werden bei Verwendung als automatisches Färbegerät Arbeit und Zeit für Farbwechsel weitgehend wirtschaftlicher.

e) Weil die Erfindung auf dem kontinuierlichen Mischsystem beruht, vermeidet sie bei Verwendung als automatisches Färbegerät ungleichmäßiges Färben, welches gern zwischen Chargen bei chargenweise arbeitenden Geräten auftritt, so daß dadurch ständig Produkte mit gleichmäßig zusammengesetzter Mischung erhalten werden.

f) Der Mischbehälter ist auch als Trockner verwendbar, so daß außerordentlich genaues Färben und Trocknen gleichzeitig in einer Stufe durchgeführt werden können.

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Claims

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Patentansprüche

Mischbehälter zum kontinuierlichen Mischen von Polymer-Verarbeitungsstoffen der Art, bei welcher Materialien einschließlich eines Hauptpolymers, anderer Polymere, eines Pigments und Zusatzstoffe durch Dosiereinrichtungen über einen Einlaß in den Mischbehälter eingegeben und quantitativ zusammengesetzt werden,und das Gemisch nach dem Mischen im Mischbehälter über einen Auslaß desselben zu einer Polymer-Verarbeitungsmaschine geleitet wird, dadurch gekennzeichnet , daß ein sich im wesentlichen vertikal erstreckender, ein natürliches Absinken des Materials ermöglichender Mischraum zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Mischbehälters (l) angeordnet ist, so daß in der Mitte und an den Wänden des Mischbehälters verschiedene Absinkgeschwindigkeiten auftreten, und wobei mehrere horizontal umrührende Flügel (2) im Behälter angeordnet sind.
2. Mischbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zum Trocknen der Materialien im Mischbehälter an einem unteren Abschnitt des Mischbehälters (l) ein Heißwindanschluß und an der Oberseite desselben eine Absaugung vorgesehen sind.

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