DE2459093A1 - Verfahren und vorrichtung zur umhuellung von pellets aus aufgeschaeumtem polystyrol fuer die herstellung von leichtbeton-formkoerpern - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur umhuellung von pellets aus aufgeschaeumtem polystyrol fuer die herstellung von leichtbeton-formkoerpern

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Description

Patentanmeldung
des Herrn Mario Cattaneo
Via Sempione, 6
Bergamo / Italien
"Verfahren und Vorrichtung zur Umhüllung von Pellets aus aufgeschäumtem Polystyrol für die Herstellung von Leichtbeton-Formkörpern"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umhüllung von Pellets aus aufgeschäumtem Polystyrol für die Herstellung von Leichtbeton-Formkörpern und.eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Verfahren zur Umhüllung von Pellets aus aufgeschäumtem Polystyrol sind aus der Praxis in verschiedenen Ausführungsformen
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bekannt. Nach einem dieser bekannten Verfahren wird so vorgegangen, daß die Pellets in eine mit einem Rührwerk versehene Wanne eingebracht werden, die eine Mischung aus Epoxydharzen und Zement oder Kalk aufweist. Nach einer bestimmten Mischzeit werden die so umhüllten Pellets aus der Wanne entfernt und als wärme- und schallisolierendes sowie gewichtsreudzierendes Füllmaterial der weiteren Verarbeitung zu den Leichtbeton-Formkörpern zugeleitet. Die so hergestellten Leichtbeton-Formkörper finden insbesondere in der Bauwirtschaft Verwendung und zeichnen sich einerseits durch geringes Eigengewicht und andererseits durch gute Wärme- und Schallisolation aus. Nachteilig ist bei diesem bekannten Verfahren, daß die umhüllten Pellets feucht abgezogen werden und das sie umhüllende Kunstharz nicht polymerisiert ist. Bei der Lagerung oder beim Transport zur Weiterverarbeitung entstehen so Krümel und Zusammenbackungen, wodurch die Weiterverarbeitung zu den Formkörpern beeinträchtigt wird. Nach einem anderen Verfahren hat man anstelle der Epoxydharze auch schon einen Klebstoff eingesetzt, wie er z.B. in der Landwirtschaft zur Haftung von Insektenvertilgungsmitteln an Blättern und dgl. angewendet wird. Derartige Klebemittel sind jedoch wasserlöslich, so daß aufgrund des Ausbleibens der PoIymerisierung der Kunstharze sich die Umhüllung bei einer Berührung mit Feuchtigkeit zumindest teilweise löst. Ferner wurde beobachtet, daß der Zement oder Kalk in der als Umhüllung dienenden Schicht bei Berührung mit Wasser zu nachteiligen chemischen Reaktionen führt, die zu einem Faulen des Zements oder des Kalkes in den hergestellten Leichtbeton-Formstücken Anlaß geben. Das führt zu einer nachteiligen Herabminderung der Festigkeit der einzelnen Leichtbeton-Formstücke. Von besonderem Nachteil ist jedoch, daß bislang die Umhüllung der Pellets diskontinuierlich geschieht, was zu nachteiligen Totzeiten bei der
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Herstellung führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Umhüllung von Pellets aus aufgeschäumtem Polystyrol für die Herstellung von Leichtbeton-Formkörpern und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wobei kontinuierlich eine festhaftende und wirksame Umhüllung der Pellets erzielbar ist, die gleichzeitig nachteilige chemische Reaktionen vermeidet .
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß den Pellets in einem Durchlaufmischer zunächst kontinuierlich und dosiert Wasser und Kunststoff zugegeben und danach kontinuierlich eine dosierte Menge eines oder mehrerer inerter Füllstoffe beigegeben wird und anschließend die so behandelten Pellets einer Trocknung und Polymerisation unterzogen werden.
Die erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß einerseits eine kontinuierliche Umhüllung der Pellets sichergestellt ist und diese andererseits polymerisiert der Herstellung von Leichtbeton-Formkörpern zuführbar sind.
Im einzelnen läßt sich das Verfahren auf verschiedene Weise weiter ausbilden. So geht ein Vorschlag dahin, daß die Pellets mit einer Wasser-Kunstharzemulsion unter dosierter Zugabe eines oder mehrerer inerter Füllstoffe im Mischer umhüllt werden. Zweckmäßig werden als Kunstharze Vinylharze verwendet. In weiterer Ausbildung hierzu geht ein Vorschlag dahin, daß die Vinylharze unter Zumischung eines eine Dispersion erleichternden synthetischen Reagenzstoffes mit dem Wasser zu einer Dispersion gemischt werden. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, so vorzugehen, daß die Aufgabe des Wassers mit dem Kunststoff
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sowie der Füllstoffe quer zur Transportrichtung der Pellets durchgeführt wird. Ein weiterer Vorschlag besteht darin, daß jedem in Pellets aus Polystyrol 10 Liter Wasser sowie 2 kg PoIyazetovinylharz mit hohem Polymerisationsvermögen, 20 - 40 kg Methylzellulose sowie als Füllstoff 20-4Og staubfeines Bariumbioxyd, Kieselgur, Steatit oder Dolomit zugeführt wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit der Kennzeichnung, daß ein Misehergehäuse mit darin rotierenden Mischwerkzeugen vorgesehen ist und an das Misehergehäuse über Dosiervorrichtungen zunächst ein Vorratsbehälter für die Pellets, zumindest über eine gemeinsame Zuführleitung zwei Vorratsbehälter zur Bereitung der Wasser-Kunstharzmischung und zumindest ein Vorratsbehälter für die Füllstoffe angeschlossen sind und im Auslaufbereich des Mischers vor einer Schikane eine Heizeinrichtung mit zumindest einem Infrarotstrahler vorgesehen ist. Der Mischer selbst läßt sich auf verschiedene Weise den Erfordernissen anpassen. So geht ein Vorschlag dahin, daß der Mischer ein sich im wesentlichen in waagerechter Richtung erstreckendes Misehergehäuse mit zwei darin angeordneten gegenläufig arbeitenden und nebeneinanderliegenden Mischerschnecken aufweist. Nach einem anderen Vorschlag ist der Aufbau so getroffen, daß der Mischer aus einem sich im wesentlichen lotrecht erstreckenden und mit Mischflügeln ausgerüstetem Gehäuseteil mit Pelletzuführung und Wasser-Kunstharzzuführung besteht und daran ein sich in waagerechter Richtung erstreckendes Gehäuseteil mit Mischeinrichtung und oberer Füllstoffaufgabe und anschließender Heizeinrichtung angeschlossen ist. Zweckmäßig ist im einzelnen der Aufbau so getroffen, daß für die Aufgabe der Füllstoffe ein sich quer zur Transportrichtung der Pellets erstreckendes Zylindergehäuse mit Füllstoffzuführung und einer über einem Lochboden arbeitenden Förderschnecke vorgesehen ist.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung ausführlich erläutert; es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Seitenansicht,
Fig. 2 das Endteil der Vorrichtung nach Fig. 1 in Ansicht,
Fig. 3 eine Teilansicht der Aufgabeeinrichtung für den inerten Füllstoff,
Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 1.
Wie die Figuren zeigen ist mit 1 ein Vorratsbehälter für die Pellets aus aufgeschäumtem Polystyrol bezeichnet, welche zu umhüllen sind; mit 2 und 2' sind Vorratsbehälter für die Mischung von Wasser und Kunstharzen bezeichnet, wobei diese Vorratsbehälter doppelt vorgesehen sind, damit die Möglichkeit des kontinuierlichen Arbeitsverfahrens gegeben ist, auch wenn einer der Vorratsbehälter leer ist. Zu diesem Zweck kann bei leerem Vorratsbehälter 2, während dessen Nachfüllung, automatisch das Steuerventil 5 umgeschaltet werden, damit der Vorratsbehälter 21 Wasser und Kunstharz abgibt; mit 5 ist eine Pumpe zum Verspritzen der kunstharzhaltigen Flüssigkeit bezeichnet. Mit 3 ist ein Vorratsbehälter für einen inerten Füllstoff bezeichnet. Die Pellets aus aufgeschäumtem Polystyrol, die Mischung aus Wasser und Künstharz und der inerte Füllstoff werden einem Mischergehäuse 7 zugeleitet,und zwar an den Stellen A, B und C. Das Mischergehäuse 7 besteht vorzugsweise aus einem rohrförmigen Körper, in welchem innen zwei mit Mischflügeln versehene Wellen 8 gegenläufig angetrieben gelagert sind, welche zur
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Förderung des eingefüllten Materials dienen. An der Strecke, welche dem Einfüllstellen nachgeordnet ist, besitzt das Mischergehäuse 7 eine Trocknungszone 10 mit Heizung. Am Ausgang des Mischergehäuses 7 ist eine Schikane 11 vorgesehen, welche für einen Moment eine Schranke für die Pellets bildet, welche um herauszutreten sich etwas anhäufen müssen, um das Hindernis zu überwinden, so daß sie etwas länger in der Trocknungszone 10 mit darüber angeordneter Kuppel verharren, wobei über die letztere die Kondensate abgesaugt werden. Das Einfüllen der Pellets an der Stelle A kann mit Gefälle erfolgen oder mittels eines Transportgeräts oder einer Füllschnecke veränderlicher Geschwindigkeit zwecks Mengendosierung. Diese Möglichkeit ist bei 4 schematisch angedeutet, wo ein Dosiergerät mit Schnecke für veränderliche Geschwindigkeit gezeigt ist. Die Polystyrol-Pellets in dem Mischergehäuse 7 werden aufgrund der Drehung der gegenläufigen Wellen 8> die entsprechend über eine an eine Antriebseinheit angeschlossene Transmission ebenfalls mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben werden, nach rechts gemäß Fig. 1 verschoben und gelangen damit unterhalb der Stelle B, wo die Zugabe von Wasser mit Kunstharz mittels der Pumpe 5 erfolgt. Die Zugabe des Wassers geschieht über ein quer zur Transportrichtung der Pellets verlaufendes Rohr mit Düsen, so daß eine gleichmäßige Befeuchtung erzielt wird. Die Verteilervorrichtung, welche mit einem Dosierhahn versehen ist, kann beliebiger geeigneter Ausbildung sein, z.B. für Beregnung oder Zerstäubung eingerichtet sein. Die so angefeuchteten Pellets werden bei ihrem weiteren Vorschub unter der Stelle C vorbeigeführt, wo die Zugabe des inerten Füllstoffes erfolgt, und zwar mittels einer Dosiervorrichtung 6. Diese Dosiervorrichtung 6, die deutlicher in der Fig. 3 bezeichnet ist, weist eine Schnecke mit Untersetzungsgetriebe 13 für veränderliche Geschwindigkeit auf; zur Dosierung ist diese Schnecke innen in einem Zylinder-
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gehäuse 14 angeordnet, dessen Boden mit Schlitzen 12 versehen ist, die quer verlaufen.
Die Gesamtheit der eingefüllten Stoffe bei A, B und C, also die Pellets, die jetzt umhüllt sind, gelangt in eine Trocknungszone 10, in welcher das Material völlig getrocknet wird, so daß das Produkt am Ausgang einwandfrei getrocknet ist. Das Trocknen in der Trocknungszone 10 kann mittels Heißluft geschehen, wobei ein Doppelmantel des Mischergehäuses beheizt wird, sowie mit Infrarotstrahlern (die Anordnung von Infrarotstrahlern ist für einen raschen Ablauf der Polymerisation der Harze erforderlich). Das zum Austrag 16 geschobene Material trifft auf die Schikane 11 und bevor es austreten kann, muß es sich stauen, um diese Schikane zu überwinden; dadurch wird der Verbleib in der Trocknungszone 10 mit der Ansaugkuppel für die Kondensate verlängert.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 wird nun eine Abwandlung zur Fig. 1 beschrieben. Darin sind gleiche oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, höchstens unter Zusatz eines Strichs. Der Unterschied gegenüber dem Durchlaufmischer nach Fig. 1 besteht darin, daß d as Mischergehäuse aus einem senkrechten Gehäuseteil 17 besteht, das als ein zylindrischer Turm ausgebildet ist, in dessen Innerem bei A und bei B, vom Boden ausgehend, die Polystyrolpellets und die Mischung aus Wasser und Kunstharz eingeführt werden. Diese Materialien werden mittels einer mit Flügeln versehenen Welle 18, die durch eine Getriebe 19 angetrieben wird, im Gehäuseteil 17 nach oben befördert, zu dem waagerechten Gehäuseteil 7' des Mischers. Die Zugabe des inerten Füllstoffes erfolgt bei C wie in Fig. 1. Dies gilt gleichfalls für die Trocknungszone 10'.
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Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen
Wie bereits eingangs beschrieben sieht die Erfindung auch eine besondere Rezeptur für das erfindungsgemäße Verfahren vor. Es wurde bereits erwähnt, daß die zur Umhüllung verwendeten Komponenten aus einer Mischung von Kunstharz und Wasser sowie einem inerten Füllstoff anstatt aus Zement oder Kalk bestehen, die bei den bisher bekannten Verfahren benutzt wurden. Die Erfindung sieht anstelle der bei den bekannten Verfahren benutzten teueren Epoxydharze die billigeren Vinylharze vor, die entsprechend mit einem synthetischen Reagenzstoff versetzt werden, um die Dispersion des Kunstharzes im Wasser zu begünstigen. Es wurde eine gute Ausbeute gefunden, wenn pro m Volumen von aufgeschäumten Polystyrolpellets eine Mischung aus Wasser und Harz folgender Zusammensetzung zugegeben werden:
Wasser: 10 Liter
Polyazetatovinylharz hohen Polymerisationsvermögens: 2 kg
Wirkstoff hohen Wasseraufnahmevermögens (Methylzellulose): 20-4Og (also zwischen 0,1 und 0,2 % bezogen auf die Harzmenge)
Komponente als Wirkstoff zur Hemmung des Fließvermögens (Aufrauhung der Polystyrol-Pellets) und zur Gewichtszunahme und ohne Beeinflussung der zur Verwendung gelangenden Erzeugnisse, z.B. Bariumbioxyd (staubfein), Kieselgur (staubfein), Steatit (staubfein), Braunspat (staubfein) und dgl.: 20 - 40 gr (also 0,1 bis 0,2 % bezogen auf die Kunstharze).
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Ein Versuch hat ergeben, daß der Leichtbeton-Formkörper mit eingebetteten, gemäß vorgenannter Zusammensetzung umhüllten Pellets beträchtlich höheren Druck- und Biegewiderstand gegenüber den nach bekannten Verfahren hergestellten Formkörpern aufweisen.
Obgleich das Verfahren ausgezeichnete Resultate bei Verwendung der oben aufgeführten Materialien ergibt, ist dasselbe auch für den Einsatz der bisher verwendeten Harze geeignet, beispielsweise für Epoxydharze, denn das nach Abschluß des Verfahrens gemäß der Erfindung erhaltene Material besteht aus
umhüllten, bereits trockenen Pellets, welche daher frei von den Nachteilen der Bildung von Klümpchen, Häufchen und ähnlichen Anbackungen sind.
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Claims (10)

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen 10 - Patentansprüche :
1. Verfahren zur Umhüllung von Pellets aus aufgeschäumtem Polystyrol für die Herstellung von Leichtbeton-Formkörpern, dadurch- gekennzeichnet, daß den Pellets in einem Durchlaufmischer zunächst kontinuierlich und dosiertWasser und Kunstharz und danach kontinuierlich eine dosierte Menge eines oder mehrerer inerter Füllstoffe beigegeben wird und anschließend die so behandelten Pellets einer Trocknung und Polymerisation unterzogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets mit einer Wasser-Kunstharz-Emulsion unter dosierter Zugabe eines oder mehrerer inerter Füllstoffe im Mischer umhüllt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunstharz Vinylharze verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vinylharze unter Zumischung eines synthetischen Reagenzstoffes mit dem Wasser zu einer Dispersion gemischt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabe des Wassers mit dem Kunststoff sowie der Füllstoffe quer zur Transportrichtung der Pellets durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem m Pellets aus Polystyrol 10 Liter Wasser sowie 2 kg Kunstharz
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- 11 -
(Polyazetovinylharz) , 20-4Og Methylzellulose und 20 - 40 g Füllstoff aus staubfeinem Bariumbioxyd, Kieselgur, Steatit oder Dolomit aufgegeben wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mischergehäuse (7) über Dosiervorrichtungen (4, 6) zumindest an einem Vorratsbehälter (1) für die Pellets, zumindest über eine gemeinsame Zuführungsleitung an zwei Vorratsbehälter (2, 21) zur Bereitung der Wasser- Kunstharz-Mischung und zumindest an einem Vorratsbehälter (3) für die Füllstoffe angeschlossen ist und im Auslaufbereich des Mischergehäuses (7) vor einer Schikane (11) eine Heizeinrichtung (10) mit zumindest einem Infrarotstrahler vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer ein sich im wesentlichen in waagerechter Richtung erstreckendes Misehergehäuse (7) mit zwei darin nebeneinander angeordneten und gegenläufig angetriebenen Mischschnecken (8) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer aus einem sich im wesentlichen lotrecht erstreckenden und mit Mischflügeln (18) ausgerüsteten Gehäuseteil (17) mit Pelletzuführung und Wasser-Kunststoffzuführung besteht und daran ein sich in waagerechter Richtung erstreckendes Gehäuseteil (71) mit Mischeinrichtung, Fördererfüllstoffaufgäbe und anschließender Heizeinrichtung (10) angeschlossen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Aufgabe der Füllstoffe ein sich quer zur Transportrichtung der Pellets erstreckendes Zylindergehäuse (14) mit Füllstoff zuführung und einer nur über einen Lochboden (12) arbeitenden Förderschnecke (16) vorgesehen ist.
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