DE2344353A1

DE2344353A1 - Verfahren zum ueberziehen von partikeln

Info

Publication number: DE2344353A1
Application number: DE19732344353
Authority: DE
Inventors: James R Ritter; Otto R Strauch
Original assignee: Potters Industries LLC
Current assignee: Potters Industries LLC
Priority date: 1972-09-05
Filing date: 1973-09-03
Publication date: 1974-03-14
Also published as: BE804457A; NL7312175A; GB1403296A; JPS523749B2; FR2198391A5; JPS4975651A; US3867178A; BR7306685D0; AU474671B2; AU5976373A; CA1012850A; AR196028A1

Description

Dr. Hugo Wiicken
Dipl.-lng. Thomas Wiicken

Patentanwälte dl, AUS· 19/3

24 Lübeck, Breite Straße 52-54

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758M 2344353

Anmelder: Potters Industries Inc.

Carlstadt, New Jersey 07072, Industrial Road 600, USA

Verfahren zum Überziehen von Partikeln

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Überziehen von voneinander getrennten Partikeln und insbesondere ein Verfahren zum Überziehen solcherPartikeln, die kontinuierlich entlang einem Förderweg oder Versorgungsweg gefördert werden.

Bei der Herstellung von Plastik- und anderen Harzmaterialien ist es oft erwünscht, anorganische Partikel dem Harzmaterial für verschiedene industrielle Zwecke zuzufügen. Für aus Nylon, Polyphenylenoxydai oder anderen Polymeren hergestellte Gegenstände können z.B. sehr kleine Glaskügelchen, Glasfiberpartikel und ähnliche anorganische Partikel als Füller benutzt werden, um am Fertigerzeugnis besondere Eigenschaften vorzusehen. Glaskügelchen werden im Zusammenhang mit Farbe und anderen flüssigen Harzen benutzt, um eine hochwirksame reflektive Oberfläche vorzusehen.

Für derartige Zwecke verwendete anorganische Partikel werden üblicherweise mit einem Bindemittel aus einem großen Angebot solcher Mittel überzogen, um eine wirksame Bindung bzw. Bindekraft zwischen jedem einzelnen Partikel und dem Harz zu bilden.

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Diesbezüglich sind jedoch Schwierigkeiten in der Anwendung oder Aufbringung dieser Bindemittel und anderer Überzüge auf diese Partikel auf der Basis einer kontinuierlichen Massenproduktion aufgetreten. Zur Erläuterung sei erwähnt, daß die bisher beim Überziehen von Glasfiberpartikeln angewendeten Techniken beispielsweise oft die Zufügung von Schmiermitteln und Leimmitteln benötigten, welche eine nachteilige Wirkung auf den Abbindeprozeß ausübten. In anderen Situationen, insbesondere beim Überziehen von Glaskügelchen, war es üblicherweise notwendig, ein 'zeitraubendes und teueres Mischtrommelverfahren anzuwenden und für das Aushärten des Überzugs ausgedehnte Zeitperioden zuzulassen, um jedes Kügelchen vollständig mit einem Überzug mit erforderlicher Dicke abzudecken. Eine zusätzliche Schwierigkeit trat wegen der Tendenz der Kügelchen auf, sich in Harzen mit niedriger Viskosität abzusetzen und zu verbacken, insbesondere während der lagerung. Die erforderliche Redispersion der Glaskügelchen war schwierig, zeitraubend und hatte eine zusätzliche Verteuerung für den Benutzer zur Folge.

Der Erfindung liegt daher grundsätzlich die Aufgabe zugrunde, ein neues und verbessertes Verfahren zum Überziehen von Glas— kügelchen oder anderen voneinander getrennten Partikeln zu schaffen.

Näher umrissen besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein solches Verfahren zum Überziehen der Partikel auf kontinuierlicher Grundlage zu schaffen, ohne daß eine Vergeudung des Überzugsmaterials gegeben ist und ohne daß die Verwendung von

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Schmier— und lelmmitteln notwendig ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Anwendung bzw. Aufbringung eines Bindemittels auf einzelne Partikel aus Glas oder ähnlichem anorganischen Material vorzusehen.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Yerfahren zur Anwendung bzw. zur Aufbringung eines dünnen Biniemittelfilmes von'sorgfältig kontrollierter Dicke auf jedes einzelne Partikel einer Masse von Partikeln, die entlang eines Förderweges oder Versorgungsweges gefordert werden, vorzusehen.

Eine noch weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Überziehen von Glaskügelchen zu schaffen, bei dem die Tendenz der Kügelchen verringert ist, sich in flüssigen Harzsystemen bzw. Harzmaterialien zu verbacken oder zu schichten.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein neues Verfahren zum Überziehen von voneinander getrennten Partikeln vorzusehen, das in Betrieb bzw,. in der Durchführbarkeit wirtschaftlich und gänzlich verläßlich ist.

In einer beispielsweisen Ausführung der Erfindung wird eine Masse aus einzelnen zu überziehenden Partikeln entlang eines Förderweges oder V-ersorgungsweges gefördert und ein Silanebindemittel wird direkt auf die Oberfläche der Partikel an einer vorbestimmten Stelle entlang ihres Förderweges gegeben. Die Partikel werden

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dann erwärmt, um die Aushärtung des Bindemittels einzuleiten, und die Partikel werden bewegt und ihr Bewegungsmaß verringert. Das Aushärten des Bindemittels wird durch die fortgesetzte Anwendung -von Wärme während und nach der Bewegung der Partikel ■vervollständigt und die Partikel verlassen den Förderweg in einem voll überzogenen und ausgehärteten Zustand.

Gemäß einem Merkmal mehrerer besonders vorteilhafter Ausführungen der Erfindung wird die Partikelmasse kontinuierlich entlang dem Förderweg gefördert und mit einem gleichförmigen Maß sswischen 450 kp/h und 2270 kp/h ausgetragen. Der Betrag der mit dem Bindemittel versehenen Partikel wird sorgfältig kontrolliert und wird gerade ausreichend gehalten, um zu sichern, daß jeder Partikel vollständig mit einer sehr dünnen Schicht überzogen ist. Auf diese Weise wird ein chemischer Yerlust hinsichtlich der Materialvergeudung und der Zerfallserscheinungen auf ein Minimum gebracht.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung wird bei gewissen bevorzugten Anordnungen Antiverbackmittel den Partikeln an einer vorbestimmten Stelle na.ch der Stelle der "Anwendung des Bindemittels zugefügt. Das Antiverbackmittel ist insbesondere wirksam bei der Verringerung der Tendenz der Partikel, sich in Harzen von niedriger Viskosität abzusetzen und zu verbacken.

Gemäß einem weiteren Merkmal von einigen Ausführungsformen der Erfindung wird das Aushärten des Bindemittels vor der Zufügung des Antiverbackmittels eingeleitet, jedoch ist das Aushärten

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nicht vervollständigt bzw. beendet, bis das Antiverbackmittel angewendet worden ist. Auf diese Weise ist gesichert, daß das Bindemittel einen direkten Kontakt mit der Oberfläche der Partikel hat und dennoch einen derartigen Grad der Bindekraftentfaltung zwischen den beiden Überzügen erlaubt, um eine feste Bindung dazwischen zu schaffen.

Die vorliegende Erfindung wird mit weiteren Aufgäbe und Merkmalen aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles verständlicher, wenn sie mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen gelesen wird. Es zeigen;

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Überziehen von Glaskügelchen oder anderen voneinander getrennten Partikeln in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren anhand eines Ausführungsbeispieles,

Fig. 2 einen stark vergrößerten Teilschnitt eines

Glaskügelchens, das durch Benutzung der Vorrichtung nach Fig. 1 mit einem Überzug versehen ist,

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Teiles

der Vorrichtung nach Fig. 1, wobei einige Teile vergrößert und teilweise geschnitten gezeigt sind,

Fig. 4 einen vertikalen Teilschnitt eines bei der vorgenannten Vorrichtung verwendbaren Speisemechanismus .

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In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Anlage gegeben, die zum aufeinanderfolgenden Aufbringen von Überzügen auf Glaskügelchen gemäß einer dargestellten Ausführungsform der Erfindung benutzt wird. Ein typisches mit einem Überzug versehenes Kügelchen ist in Fig. 2 bei 8 abgebildet, wobei in dieser Figur das Kügelchen und seine Überzüge zum Zwecke der leichteren Darstellung stark vergrößert gezeigt sind. Das gemäß der Erfindung mit einem Überzug versehene Kügelchen weist üblicherweise einen Durchmesser zwischen 6 und 100 Mikrometer auf. Abhängend von der besonderen Verwendung, der die Glaskügelchen zugeführt werden, kann jedoch die Größe der Kügelchen außerhalb dieses Bereiches liegen, ohne daß schädliche Auswirkungen auf den Überzugsprozeß die Folge sind.

Die zu überziehenden Kügelchen werden in einem Aufgabetrichter 10 vorrätig gehalten und mit einem gleichförmigen Maß durch den Aufgeber 11 entnommen« Der Aufgeber 11 besteht aus einem üblichen Aufbau und dient zum kontinuierlichen Zufördern der Kügelchen zum unteren Ende eines Elevators 12. Das obere Ende des Elevators 12 schließt ein Austragrohr 13 ein. Das Bewegungsmaß derKügelchen vom Aufgabetrichter 10 zum Austragrohr 13 wird " sorgfältig durch den Aufgeber und den Elevator 12 gesteuert, derart, daß die Kügelchen aus dem Austragrohr mit einer gleichförmigen Rate zwischen 450 kp/h und 2270 kp/h für Zwecke ausgetragen werden, die weiter unten näher erläutert sind.

Die vom Austragrohr 13 ankommenden Kügelchen werden von einem länglichen, horizontal angeordneten Schneckenförderer 15 empfang

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Der dargestellte Förderer 15 ist von dem Typ, wie er in dem US-Patent 3 130 070 offenbart und derart aufgebaut ist, um die Masse der Kügelchen entlang einem Versorgungsweg bzw. einem Förderweg, der durch den Förderer 15 definiert ist, kontinuierlich zu fördern. Wie in dem vorgenannten Patent näher ausgeführt ist, schließt der Förderer 15 eine längliche, rechtsgängige Schnecke 17 (Fig. 3) ein, die von einer Welle 18 getragen und mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit durch einen Elektromotor 19 angetrieben wird. Der Motor dreht die Welle in einer Richtung, bei der die Kügelchen in bezug auf die Figuren 1 und 3 von links nach rechts gefördert werden.

Der Schneckenförderer 15 weist einen Eingabeabschnitt 20, einen relativ unwirksamen Zwischenmischabschnitt 21 und einen Ausgabeabschnitt 22 auf, wobei alle Abschnitte miteinander fluchten. Der Abschnitt 20 ist an einer Stelle vorgesehen, um die Kügelchen vom Austragrohr 13 zu empfangen, und er ist ziemlich kurz. Der Abschnitt 21 ist etwas langer, und der Abschnitt 22 ist noch langer, wobei er angenähert die kombinierte Länge der Abschnitte 20 und 21 umaßt. .

Wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, bestehen die Windungen der Schnecke 17 in den Förderabschnitten 20 und 22 aus dem üblichen Aufbau und schließen gewöhnlich glatte, kontinuierliche Flankenflächen ein. Die Schneckenwindungen des Zwischenabschnittes 21 sind andererseits durch Vorsehen einer Reihe von Mischstreben und rechteckigen Öffnungen 26 abgeändert. Die Streben 25 sind

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verschweißt oder in anderer Weise starr angrenzend an den Außenumfang der Windungen mit 90-Grad-Intervallen in einer Weise befestigt, daß eine der Streben die gegenüberliegenden Einlaß- und Auslaßflankenflachen jeder Windung verbindet, während eine andere Strebe die gegenüberliegenden Flächen eines jeden Paares angrenzender Windungen miteinander verbindet. Die Öffnungen 26 sind ebenfalls mit 90-Grad-Intervallen um den Außenumfang der Schnecke 17 herum angeordnet, und zwar in der Mitte zwischen den Enden der mit jeder Schneckenwindung in Berührung stehenden Mischstreben. Die Öffnungen sind gebildet durch Herstellen von vier I-förmigen Einschnitten in jeder Windung und durch Biegen der durch die Einschnitte entstandenen Paneele in Richtung des Austragendes des Förderers 15» um Paddel 27 zu bilden. Diese Paddel stehen zu den Windungen angenähert im rechten Winkel.

Die Schnecke 17 rotiert in einem länglichen Trog 30 (Fig. 1). Ein elektrisches Widerstandsheizelement 31 von ebenfalls trogförmigem Aufbau ist in bezug auf den Trog 30 außerhalb angeordnet und erstreckt sich von einem Punkt, der sofort hinter dem Eingabeabschnitt 20 liegt-, entlang dem Mischabschnitt 21 und dem überwiegenden Bereich des Austragabschnittes 22.

Der Fördertrog 30 schließt eine Austragöffnung 35 am Auslaßende des Austragabschnittes 22 ein. Die Öffnung 35 kommuniziert mit einem Rohr 36, das zu einem Siebsortierapparat 37 von üblichem Aufbau führt. Die Kügelchen passieren ein oder mehrere Siebe (nicht gezeigt) in dem Siebapparat und gelangen in einen Ein-

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sacktrichter 38. Tom Einsacktrichter gelangen die Zügelchen zu einer Einsackschnecke 39, die abgemessene Mengen an Kügelchen in geeignete Versandtaschen oder andere Behälter fördert»

Wenn die zu überziehenden Kügelchen sich entlang dem durch den Schneckenförderer 15 definierten Förderweg bewegen, werden ein Bindemittel und ein Antiverbackmittel den Kügelchen an aufeinanderfolgenden vorbestimmten Stellen durch entsprechende Speiser 40 und 41 zugefügt. Der Speiser für das Bindemittel ist unmittelbar oberhalb des Eingabeabschnittes des Förderers 15 in dichter Nähe zu der Stelle angeordnet, an der die Kügelchen eingeführt werden. Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, schließt der Speiser 40 einen Lagertank 44 für das Bindemittel ein, der über eine Luftleitung 45 unter Druck gehalten wird. Die Leitung 45 ist mit einem geeigneten Trockner 46 versehen, um den Feuchtigkeitspegel der Luft auf einem Minimum zu halten. Das Material in dem Tank 44 wird in den Förderer 15 durch ein Sperrventil, das an den unteren Teil des Tanks angeschlossen ist, durch einen Durchflußmesser 48,durch eine Leitung 49 und durch eine Sprüh- bzw. Spritzdüse 50 eingeführt. Ein zweites Sperrventil 51 ist in der Leitung 49 vorgesehen, um eine Isolation bzw. ein Ausschalten des Durchflußmessers zu ermöglichen.

Das Bindemittel in dem Lagertank 44 besteht vorzugsweise aus einem Aminosilane. Besonders gute Ergebnisse wurden durch die Verwendung von Gamma-aminopropyltriethoxy-Silane erzielt, obgleich Bindemittel mit anderen primären, sekundären und tertiären

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Aminogruppen mit gutem Erfolg angewendet "werden können. Für diesen Anwendungsfall bestehen repräsentative aminofunktioneile Gruppen von Bindemitteln in folgenden Stoffen: Aminoalkyltrimethoxy-Silane, N (beta-aminoäthyl) -gamma-aminopropyltrimexthoxy-Silane, Triaminoalkyl-trime^thoxy-Silane, N-bis (beta-hydroxyäthyl) -gamma-aminopropyl-triethoxy-Silane, Gammaaminopropyl-trimethoxy-Silane, Gamma-aminopropyl-triäthyl-Akrylsäure-Silanadduct, Gamma-aminopropyl-triethoxy-Silane. Diese Bindemittel deuten den weiten Bereich der kommerziell erhältlichen Bindemittel an, die in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden können.

Der Speiser 41 für das Antiverbackmittel ist hinter dem Speiser für das Bindemittel oberhalb des Mischabschnittes 21 des Förderers 15 angeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Antiverbackmittel in den Förderer an einer Stelle eingeführt, die 168 cm von der Eintrittsstelle der Kügelchen vom Austragrohr 13 entfernt liegt. In anderen Ausführungsformen kann die Eintrittsstelle für das Antiverbackmittel von den Arbeitsparametern des Systems abhängen. In vielen Fällen ist es wichtig, daß die Aushärtung des Bindemittels vor der Einführung des Antiverbaekmittels eingeleitet ist, und aus diesem Grunde ist der vordere Teile des Heizelementes 31 auf der Zustromseite des Speisers 41 angeordnet.

Der Speiser 41 umfaßt einen niedrigvolumigen Speiser hoher Genauigkeit, der das Antiverbackmaterial in den Förderer 15 mit

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einer Rate τοη beispielsweise 13,6 kg pro Stunde einführt. Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist, umfaßt der Speiser 41
einen Einfülltrichter 55, der das Material τοη einem geeigneten Trichter 56 empfängt. Das Unterende des Einfülltrichters weist ein horizontal angeordnetes Rohr 57 auf. Dieses Rohr enthält
eine Förderschnecke 58, die durch einen Elektromotor 59 angetrieben wird, um das Material in dem Rohr vom Unter ende des Einfülltrichters 55 zu einer Ausgabeleitung 60 zu fördern, die zum
Förderer 15 (Fig. 3) führt. Ein Beweger 62 im Einfülltrichter
55 dient zum Erhalten des Materials in einem bewegten Zustand, wenn es nach unten zu dem Rohr 57 gelangt,·

Das Antiverbackmittel wird zum Förderer 15 mit einer sorgfältig kontrollierten Rate gefördert. Obwohl die Speiserate teilweise vom Typ des verwendeten Antiverbackmittels abhängt, sollte der Gewichtsbetrag des den Kügelchen zugefügten Antiverbackmittels in mehreren besonders vorteilhaften Ausführungen etwa zwischen einem halben und anderthalb Gewichtsprozent der Kügelchen liegen. Wenn die Kügelchen z.B. entlang ihrem Förderweg mit einer Rate von 1350 kp/h gefördert werden, sollte das Bindemittel mit einerRate zwischen 6,8 kp/h und 20,4 kp/h eingeführt werden. In Fällen, in denen der Betrag des Antiverbackmittels weit unter
diesem Bereich liegt, fällt seine Wirksamkeit merklich ab,
während ein Überschuß an Antiverbackmittel eine Vergeudung
darstellt -und die Wirkung des Bindemittels nachteilig beeinflussen kann.

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Ein besonders vorteilhaftes Antiverbackmittel besteht in dem Material, das von der Firma Kelco Corp., San Diego, California, unter ihrem Handelsnamen SOLOID kommerziell erhältlich ist. Dieses Material ist ein Aminsalz aus einem hydrophilen Kolloid und wird üblicherweise als ein'Verdicker für verschiedene Lösungsmittel benutzt. Dieses Material zeigte jedoch überraschenderweise die besondere Verwendungsfähigkeit bei der Bildung eines Antiverbacküberzuges auf Glaskügelchen.

Die in den Förderer 15 eingeführten Glaskügelchen werden durch den Eingabeabschnitt 20 mit einer gleichförmigen Rate gefördert. Wie schon erwähnt, liegt die Förderrate für die Kügelchen vorteilhaft zwischen 450 kp/h und 2270 kp/h. Wenn die Förderrate ■wesentlich unter, diesem Bereich liegt, ist es schwierig, eine entsprechende Einstellung des Antiverbackspeisers 41 zu erreichen, weil die Förderrate für das Antiverbackmittel dann zu niedrig wird, um das Material mit der erforderlichen Genauigkeit und Gleichmäßigkeit auf die Kügelchen anzuwenden. Bei sehr viel größeren Förderraten als 2270 kp/h sind die Überzüge auf den Kügelchen einer unvollständigen Aushärtung im Bereich des Förderers unterworfen. Besonders gute Ergebnisse wurden in Fällen erzielt, in denen die Förderrate der Kügelchen etwa 1.350 kp/h betrug.

Wenn die Kügelchen den Fördertrog 30 erreichen, gelangen sie sofort in Kontakt mit dem Bindemittel vom Speiser 40, und ein dünner unausgehärteter Film aus dem Bindemittel gelangt direkt

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auf die freie Oberfläche ^edes Kügelchens. Die Zuförderrate für das Bindemittel ist derart eingestellt, daß das Bindemittel unter Aushärtung einen Überzug 65 (Fig. 2) von verhältnismäßig genauer Dicke auf jedem Kügelchen erzeugt. Die Dicke dieses Überzuges liegt vorzugsweise im Bereich von wenigstens einer Molekularschicht und ist nicht größer als fünf Molekularschichten. Wenn die Überzugsdicke geringer ist als eine Molekularschicht, ist eine unausreichende Bindung bzw. Bindekraft zwischen dem Glas und dem Harz, mit welchem die Kügelchen verwendet werden, gegeben, während eine fünf Molekularschichten überschreitende Dicke in ähnlicher Weise eine starke Bindung zwischen dem Glas und dem Harz verhindert und eine Vergeudung von Überzugsmaterial darstellt. Für beste Ergebnisse sollte die Überzugsdicke bei ungefähr zwei Mölekularschichten liegen. Ein zweckmäßiges und vorteilhaftes Verfahren zur Bestimmung der Überzugsdicke ist in der US-Patentanmeldung mit der Serial-Nummer 28606Ö beschrieben.

Anschließend an die Anwendung des Bindemittels setzen die Kügelchen ihre Bewegung in dem verhältnismäßig . unwirksamen Förderabschnitt 21 fort. Die in dem Eingabeabschnitt 20 befindlichen Kügelchen befinden sich im Bodenbereich des Troges 30 mit einer Pegelhöhe, die gestrichelt mit 67 angedeutet ist. Wenn die Kügelchen den Abschnitt 21 erreichen, nimmt ihre Förderbewegung abrupt ab, und zwar aufgrund der Mischstreben 25, der rechteckigen Öffnungen 26 und der Paddel 27. Infolgedessen erreichen die Kügelchen in dem Abschnitt 21 eine Pegelhöhe 68, die zum vollständigen Eintauchen der Förderschnecke 17. ausreicht.

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Zu diesm Zeitpunkt wie auch während des gesamten Durchgangs durch den Abschnitt 21 ist die Masse der Kügelchen unterhalb des Pegels 68 einer starken Bewegung ausgesetzt und das Bindemittel wird dabei gleichmäßig über die Oberfläche jedes Kügelchens verteilt*

Kurz nachdem die Kügelchen in den Mischabschnitt 21 eintreten, wird die Aushärtung des Bindemittels auf jedem Kügelchen durch Anwendung von Wärme von dem Heizelement 31 eingeleitet. Wenn die Kügelchen ihre Bewegung durch den Mischabschnitt fortsetzen, wird das Antiverbackmittel an einer vorbestimmten Stelle zugeführt, wobei diese Stelle durch die Anordnung des Speiserohres 60 bestimmt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ±£ dieses Rohr an einer Stelle angeordnet, die etwa 90 cm hinter dem Beginn des Mischabschnittes liegt. Das Aushärten des Bindemittels ist an dieser Stelle nicht vollständig bzw. nicht abgeschlossen, mit dem Ergebnis, dasseine vorteilhafte Bindekraft zwischen dem Bindemittel und dem Antiverbackmittel wirkt. Aufgrund der Aushärtung des Antiverbackmittels entsteht ein gleichmäßiger Überzug 69 aus dem Antiverbackmittel (Fig. 2) auf dem überzug 65 aus dem Bindemittel bei jedem Kügelchen.

Während des gesamten Durchganges der Kügelchen durch den Mischabschnitt 21 verhindert die durch die Mischstreben 25, die rechteckigen öffnungen 26 und die Paddel 27 hervorgerufene Bewegung jede Agglomeration der Kügelchen, die sonst als ein Ergebnis der Wirkungen des Binde- und des Antiverbackmittels statt-

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finden könnte. Wie schon erwähnt, befindet sich zusätzlich der Pegel der den Mischabschnitt passierenden Kügelchen auf einer solchen Höhe, daß die Windungen der Schnecke 17 vollständig eingetaucht sind. Infolgedessen findet wenigstens der Hauptanteil der Bewegung unterhalb der Oberfläche der Masse der Kügelchen statt, wodurch ein chemischer Yerlust gemäß solchen Faktoren wie Verspritzen und Verdunsten wesentlich verringert ist.

Wenn die Masse der überzogenen Kügelchen den Austragabschnitt erreicht, fällt die Mischbewegung der Kügelchen stark ab. Das Maß der Förderbewegung der Kügelchen steigt an und ihre" Pegelhöhe reduziert sich so, wie es gestrichelt mit 70 dargestellt ist. Das Aushärten der beiden Überzüge auf jedem Kügelchen setzt sich fort, wenn diese durch den Ausgabeabschnitt weiterbewegt werden, und in der Zeit, in der die Kügelchen die Austragöffnung 35 erreichen, ist die Aushärtung abgeschlossen. Bei mehreren, vorteilhaften Ausführungen ist die durch das Heizelement 31 vorgesehene Aushärtetemperatur derart, daß die Temperatur der Kügelchen, wenn sie die Austragstelle erreichen, in dem Bereich zwischen 16 C und 71°C liegt. Wenn sich die Temperatur w.esentlich unterhalb 16 C an der Austragstelle befindet, weisen die Überzüge eine nicht ausreichende Aushärtung auf, während bei Temperaturen über 71°C das Antiverbackmittel auf den Kügelchen die Tendenz zum Zerfallen aufweist. Besonders gute Ergebnisse wurden in Fällen erzielt, in denen die Kugeltemperatur zwischen 27°C und 38⁰G gehalten wurde. Die überzogenen und ausgehärteten Kügelchen passieren das Rohr 36 und den Siebapparat 37 zum Sinsacktrichter 38,

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wo sie für den Yersand vorbereitet werden.

Die folgenden Beispiele sind zwecks Erläuterung der Erfindung angeführt und sollen nicht als eine Beschränkung der Erfindung betrachtet werden. Wenn es nicht anders angegeben ist, verstehen sich alle Anteil- und Prozentangaben als Gewichtsangaben.

Beispiel 1

Eine TerSuchsanordnung wurde nach dem in Fig. 1 gezeigten Typ aufgebaut. Der verwendete Förderer 15 wies eine Förderschnecke mit einem Durchmesser von 300 mm auf und wurde mit Glaskügelchen mit einem Zufördermaß von 1.350 kp/h gespeist. Die Glaskügelchen bestanden aus Sodakalksilica-Glas und hatten einen Durchmesser zwischen 6 und 60 Mikrometer.

Der Bindemittelspeiser war in dichter Nähe zur Einführungsstelle der Eügelchen angeordnet. Das Bindemittel wurde aus Gammaaminopropyltriethoxy-Silane gebildet und mit den Kügelchen mit einer Rate gemischt, die einen Überzug auf jedem Kügelchen von einer Dicke von zwei Molekularschichten erzeugte.

Der Speiser für das Antiverbackmittel war an einer Stelle angeordnet, die 168 cm von der Einführungssteile für die Kügelchen und 90 cm vom Beginn des Mischabschnittes entfernt war. Das Antiverbackmittel bestand aus dem vorgenannten SOLOID-Material und wurde in den Förderer mit einer gleichförmigen Rate von 13,6 kp/h eingeführt.

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Die Kügelchen wurden entlang dem Förderweg gefördert, der durch den Förderer mit seinem Eingabeabschnitt, seinem Mischabschnitt und seinem Austragabschnitt definiert ist. In dem Mischabschnitt .erhöhte sich der Pegelstand der Masse aus Kügelchen, um die Förderschnecke vollständig zu bedecken. Der Pegelstand der Kügelchen fiel ab, als die Kügelchen den Austragabschnitt erreichten. Kurz nach dem Erreichen des Mischabschnittes wurden die Kügelchen mit Wärme beaufschlagt, um das Aushärten des Überzugmaterials einzuleiten, und die Wärmeanwendung wurde fortgesetzt, bis die Kügelchen das Austragende des Austragabschnittes erreichten. An der Austragstelle waren die Überzüge auf den Kügelchen vollständig ausgehärtet, und die Temperatur der Kügelchen betrug angenähert 27⁰C,, Die so überzogenen Kügelchen gelangten durch den Siebsortierapparat zum Einsacktrichter.

Beispiel 2

Das Verfahren nach dem vorgenannten Beispiel wurde wiederholt, ausgenommen daß der auf die Kügelchen angewendete Wärmebetrag vergrößert wurde, um die Temperatur der Kügelchen an der Austragstelle auf 38⁰C anzuheben. Die Überzüge auf den Kügelchen waren wiederum zufriedenstellend und entsprachen stark angenähert den Überzügen, die nach dem Beispiel 1 erhalten wurden.

Beispiel 5

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, und zwar mit einem Zuförderwert für die Kügelchen von 900 kp/h und 2270 kp/h. Wiederum wurden gute Ergebnisse erzielt.

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Die Torstehend verwendeten Ausdrücke und Wendungen sind zum Zweck der Erläuterung der Erfindung benutzt worden und nicht im Sinne einer Beschränkung, und ferner ist bei der Benutzung solcher Ausdrücke und Wendungen nicht daran gedacht, irgendwelche Äquivalente der gezeigten und beschriebenen Merkmale oder Teile von ihnen auszuschließen, sondern es sei angemerkt, daß verschiedene Änderungen innerhalb des Gedankens der beanspruchten Erfindung möglich sind.

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Claims

Ur. Hugo Wiicken
Dipi.-ing. Thorn,-=, Wiicken ' 3 J₁ Aug. 1973

.Pi!twr.nv/^_e - _o . / Q Π O

24 Lübeck, BreiteStraße 52-54 /OHHJ3O

Fernruf 758 88 #Ä

Anmelder: Potters Industries Inc.

Carlstadt, New Jersey 07072, Industrial Road 600, USA

ArisOrüche

Verfahren zum Überziehen von "voneinander getrennten Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse aus einzelnen zu überziehenden Partikeln entlang einem Förderweg kontinuierlich gefördert wird, daß den Partikeln an einer vorbestimmten Stelle entlang des Förderweges ein Bindemittel zugeführt wird, um einen unausgehärteten Überzug auf der Oberfläche jedes Partikels vorzusehen, wobei die Dicke des Bindemittels auf jedem Partikel wenigstens ungefähr eine Molekularschicht und nicht mehr als ungefähr fünf Molekularschichten beträgt, daß die Aushärtung der so überzogenen Partikel durch Anwendung von Wärme auf die Partikel in Gang gesetzt wird, während die Partikel ihre Bewegung entlang dem Förderweg fortsetzen, daß die Partikelmasse bei ihrer Bewegung entlang dem Förderweg hinter der Stelle der Bindemittelzuführung besonders durchgerührt bzw. besonders bewegt wird, daß das Aushärten der überzogenen Partikel durch fortgesetzte Wärmeanwendung vervollständigt wird, während sich die Partikel entlang dem Förderweg fortbewegen, und daß die überzogenen und ausgehärteten Partikel an einer nachfolgenden vorbestimmten Stelle entlang des Förderweges ausgetragen werden.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel mit einem Bindemittel aus Gamma-aminopropyltriethoxy-Silane überzogen werden.
3. Verfahren zum Überziehen von ¥ΘΗ voneinander getrennten Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse einzelner zu überziehender Partikel entlang einem Förderweg kontinuierlich gefördert wird, daß den Partikeln an einer vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg ein Silane-Bindemittel zugeführt wird, um einen unausgehärteten Überzug auf der Oberfläche jedes Partikels vorzusehen, wobei die Dicke des Bindemittels auf jedem Partikel wenigstens ungefähr eine Molekularschicht und nicht mehr als ungefähr fünf Molekularschichten beträgt, daß das Aushärten der so überzogenen Partikel durch Anwendung von Wärme in Gang gesetzt wird, während die Partikel ihre Förderbewegung entlang dem Förderweg fortsetzen, daß die Pegelhöhe der Masse aus überzogenen Partikeln angehoben wird, wenn die Partikel sich durch einen Abschnitt des Förderweges fortbewegen,'daß die Partikelmasse besonders bewegt wird, während sich die Partikel durch den genannten Förderwegabschnitt bei einem erhöhten Pegelstand fortbewegen, daß das Aushärten der überzogenen Partikel durch fortgesetzte Wärmeanwendung vervollständigt wird, während sich die Partikel entlang dem Förderweg fortbewegen, und daß die überzogenen und ausgehärteten Partikel an einer nachfolgenden vorbestimmten Stelle entlang des Förderweges ausgetragen werden.

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4. Verfahren zum Überziehen von voneinander getrennten Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse aus einzelnen zu überziehenden Partikeln entlang einem Förderweg kontinuierlich gefördert wird, daß den Partikeln' ein Silanebindemittel an einer vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg zugeführt werden, um einen unausgehärteten Überzug auf der Oberfläche jedes Partikels vorzusehen, wobei die Dicke des Bindemittels auf jedem Partikel wenigstens etwa eine Molekularschicht und nicht mehr als etwa fünf Molekularschichten beträgt, daß das Aushärten der so überzogenen Partikel durch Wärmeanwendung in Gang gesetzt wird, während die Partikel ihre Förderbewegung entlang dem Förderweg fortsetzen, daß die Partikelmasse besonders bewegt wird, wenn sich die Partikel entlang einem Förderwegabschnitt fortbewegen, daß das Aushärten der überzogenen Partikel durch fortgesetzte Wärmeanwendung vervollständigt wird, wenn sich die Partikel entlang dem Förderwegabschnitt fortbewegen, und daß danach die überzogenen Partikeln an einer folgenden' vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg ausgetragen werden, wobeidie Wärme, die den Partikeln während ihrer Förderbewegung entlang dem Förderweg zugeführt wird, an der Austragstelle eine Partikeltemperatur erzeugt, die im Bereich zwischen 16° und 71° C liegt. .
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegelstand der Masse aus überzogenen Partikeln erhöht wird, wenn sich die Partikel durch den genannten'Förderweg-

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abschnitt fortbewegen.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel an der nachfolgenden vorbestimmten Stelle mit einer gleichförmigen Rate zwischen 450 kp/h und 2270 kp/h ausgetragen werden.
7. Verfahren zum Überziehen von voneinander getrennten Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse aus einzelnen zu überziehenden Partikeln entlang einem Förderweg kontinuierlich gefördert wird, daß den Partikeln ein Bindemittel an einer ersten vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg zugeführt wird, um einen unausgehärteien . Überzug auf der Oberfläche "jedes Partikels vorzusehen, daß das Aushärten der so überzogenen Partikel durch Wärmeanwendung in Gang gesetzt wird, während die Partikel ihre Förderbewegung entlang dem Fcrderweg fortsetzen, daß den Partikeln weiter ein Antiverbackmittel an einer zweiten vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg _: zugeführt wird und daß das Aushärten der Partikel durch fortgesetzte Wärmeanwendung vervollständigt wird, wenn sich die Partikel hinter der zweiten vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg fortbewegen.
8. Verfahren zum Überziehen von Glaskügelchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse aus zu überziehenden Glaskügelchen entlang einem Förderweg kontinuierlich gefördert wird, daß ein Antiverbackmittel den Kügelchen an einer vorbestimmten

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Stelle entlang dem Förderweg zugefügt wird, um einen Überzug auf der Oberfläche jedes Kügelchens vorzusehen, wobei das Antiverbackmittel ein Aminsalz aus einem hydrophilen Kolloid umfaSt, daß die Kügelchen besonders bewegt werden, während sie sich durch einen Förderwegabschnitt bewegen, daß das Aushärten des Antiverbackmittels auf den Kügelchen durch Wärmeanwendung auf die Kügelchen bewirkt wird', wenn sie sich entlang dem Förderweg hinter der vorbestimmten Stelle fortbewegen, und daß die überzogenen und ausgehärteten Kügelchen an einer nachfolgenden vorbestimmten.. Stelle entlang dem Förderweg ausgetragen werden.
9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kügelchen entlang dem Förderweg mit einer gleichförmigen Rate zwischen 4 50 kp/h und 2270 kp/h gefördert werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Kügelchen an der nachfolgenden vorbestimmten Stelle im Bereich zwischen 16° C und 71° C liegt.
11 . Verfahren zum Überziehen von GIaskügeichen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse aus zu überziehenden Glaskügeichen entlang einem Förderweg kontinuierlich gefördert wird, daß der Pegelstand der Masse erhöht wird, während sich die Kügelchen entlang einem Förderwegabschnitt fortbewegen, daß die Masse besonders bewegt wird, wähimd sich die Kügelchen

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entlang dem genannten Förderwegabschnitt mit dem erhöhten Pegelstand fortbewegen, daß den Zügelchen ein Antiverback-

mittel an einer vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg zugeführt wird, um einen Überzug auf der Oberfläche Jedes Kügelchen vorzusehen, wobei das Antiverbackmittel ein Aminsalz aus einem hydrophilen Kolloid umfaßt, daß das Aushärten des Überzuges auf den Kügelchen durch Wärmeanwendung auf die Kügelchen bewirkt wird, während sie sich entlang dem Förderweg hinter der vorbestimmten Stelle fortbewegen, und daß die überzogenen und ausgehärteten Kügelchen an einer nachfolgenden vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg ausgetragen werden.
12. Verfahren zum Überziehen von Glaskügelchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse aus zu überziehenden Glaskügelchen entlang einem Förderweg kontinuierlich gefördert wird, daß ein Silanebindemittel den Kügelchen bei einer ersten vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg zugeführt wird, um einen ungehärteten Überzug auf der Oberfläche jedes Kügelchens vorzusehen, daß das Aushärten der so überzogenen Kügelchen durch Wärmeanwendung in Gang gesetzt wird, während die Kügelchen ihre Förderbewegung entlang dem Förderweg fortsetzen, daß ein Antiverbackmittel den Kügelchen an einer zweiten vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg zusätzlich zugefügt wird, wobei das Antiverbackmittel ein Aminsalz aus e'nem hydrophilen Kolloid umfaßt, und daß das Aushärten der Kügelchen durch fortgesetzte Wärmeanwendung vervollständigt wird,

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während sich die Kügelchen entlang dem Förderweg hinter der zweiten vorbestimmten Stelle fortbewegen.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Gamma-aminopropyltriethoxy-Silane umfaßt,
14. Verfahren zum Überziehen von voneinander getrennten Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse aus einzelnen zu überziehenden Partikeln entlang einem Förderweg kontinuierlich gefördert werden, daß den Partikeln ein Silanebindemittel an einer ersten vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg zugeführt wird, um einen unausgehärteten Überzug auf der Oberfläche jedes Partikels vorzusehen, wobei die Dicke des Bindemittels auf jedem Partikel wenigstens etwa eine Molekularschicht und nicht mehr als etwa fünf Molekularschichten beträgt, daß das Aushärten der so überzogenen Partikel durch Wärmeanwendung in Gang gesetzt wird, während die Partikel ihre Förder bewegung entlang dem Förderweg fortsetzen, daß ein Antiverbademittel den Partikeln an einer zweiten vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg zusätzlich zugeführt wird, wobei das Antiverbackmittel ein Aminsalz aus einem hydrophilen Kolloid umfaßt, daß das Aushärten der überzogenen Partikel durch fortgesetzte Wärmeanwendung vervollständigt wird, während sich die Partikel entlang dem Förderweg hinter der zweiten vorbestimmten Stelle fortbewegen, und daß danach die überzogenen Partikel an einer nachfolgenden vorbestimmten Stelle entlang

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dem Förderweg ausgetragen werden, wobei die Wärme, die den Partikeln während ihrer Bewegung entlang dem Förderweg zugeführt wird, eine Partikeltemperatur an der Austragstelle erzeugt, die im Bereich zwischen 16° C und 71° 6 liegt.
15. Verfahren zum Überziehen von Glaskügelchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse aus zu überziehenden Glaskügelchen entlang einem Förderweg kontinuierlich gefördert wird, daß ein Silanebindemittel direkt auf die Oberfläche der Kügelchen an einer vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg angewendet wird, um. einen ungehärteten Überzug auf der Oberfläche jedes Kügelchens vorzusehen, daß das Aushärten der so überzogenen Zügelchen durch Wärmeanwendung in Gang gesetzt wird, während die Kügelchen ihre Förderbewegung entlang dem Förderweg fortsetzen, daß der Pegelstand der Masse aus überzogenen Kügelchen erhöht wird, während sich die Kügelchen entlang eines Förderwegabschnittes fortbewegen, daß die Masse besonders bewegt wird, während sich die Kügelchen entlang dem Förderwegabschnitt mit dem erhöhten Pegelstand fortbewegen, daß ein Antiverbackmittel den Kügelchen an einer zweiten vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg zusätzlich zugeführt wird, wobei das. Antiverbackmittel ein Aminsalz aus einem hydrophilen Kolloid umfaßt, daß die besondere Bewegung der Masse aus Glaskügelchen während der Zuführung des Antiverbackmittels fortgesetzt wird, um einen gleichmäßigen Antiverbackmittelüberzug auf Jedem Kügelchen auf dem

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Bindemittelüberzug vorzusehen, und daß das Aushärten der Kügelchen durch fortgesetzte Wärmeanwendung vervollständigt wird, während sich die Eügelchen entlang dem Förderweg hinter der zweiten vorbestimmten Stelle fortbewegen.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

der Gewichtsbetrag des den Kügelchen zugefügten Antiverbackmittels zwischen etwa einem halben und anderthalb Gewichtsprozent der Eügelchen beträgt.
17. Verfahren zum Überziehen von voneinander getrennten Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse aus zu überziehenden Partikeln entlang einem Förderweg mit einer Rate zwischen 450 kp/h und 2270 kp/h kontinuierlich gefördert- wird, daß ein Silanebindemittel direkt auf die Oberfläche der Partikel an einer ersten vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg zugeführt wird, um einen ungehärteten Überzug auf der Oberfläche jedes Partikels vorzusehen, wobei die Dicke des Bindemittels auf jedem Partikel wenigstens eine Molekularschicht und nicht mehr als fünf Molekularschichten beträgt, daß das Aushärten der so überzogenen Partikel durch Wärmeanwendung in Gang gesetzt wird, während die Partikel ihre Förderbewegung entlang dem/Förderweg fortsetzen, daß der Pegelstand der Masse aus überzogenen Partikeln erhöht wird, während die Partikel sich entlang einem Abschnitt des Förderweges fortbewegen, daß die Partikelmasse besonders bewegt wird, während sich die Partikel entlang dem Förderwegabschnitt mit dem erhöhten Pegelstand fortbewegen, daß ein

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Äntiverbaclanittel den Partikeln an einer zweiten vorbestimmten ■ Steile entlang des Förderweges zusätzlich zugeführt wird, wobei das Antiverbackmittel ein Aminsaiz aus einem hydrophilen Kolloid umfaßt, daß die besondere Bewegung der Partlkelinasse während der Zufügung des Antiverbackmittels fortgesetzt wird, um einen gleichmäßigen Antiverbackmittelüberzug auf jedem Partikel auf dem Bindemittelüberzug vorzusehen, daß das Aushärten der Partikel durch fortgesetzte Wärmeanwendung vervollständigt wird, während sich die Partikel entlang dem Förderweg hinter der zweiten vorbestimmten Stelle fortbewegen, und daß danach die überzogenen Partikel an einer nachfolgenden vorbestimmten Stelle entlang dem Förderweg ausgetragen werden, wobei die Wärme, die den ^artikeln während ihrer Förderbewegung entlang dem Förderweg zugefügt wird, an der Austragstelle eine Partikeltemperatur erzeugt, die im Bereich zwischen 15° C und 71° C liegt.

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