DE2511971C3

DE2511971C3 - Verfahren zum Herstellen von Zusatzstoffe enthaltenden Polyvinylchlorid-Mischungen

Info

Publication number: DE2511971C3
Application number: DE2511971A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Horst 5840 Schwerte Papenmeier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-03-19
Filing date: 1975-03-19
Publication date: 1981-05-27
Also published as: FR2330444A1; DE2511971A1; GB1541052A; DE2511971B2; FR2330444B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Zusatzstoffe enthaltenden Polyvinyl-Chlorid-Mischungen, bei dem ein Gemenge aus pulverlörmigem Polyvinylchlorid (PVC) und den Zusatzstoffen einem Umwälzvorgang unterworfen wird und die Zusatzstoffe unter Diffusion an die Oberfläche des PVC-Pulvers angelagert werden. Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 14 54 823 bekannt.

Bei dem bekannten Verfahren wird mit einem Schnell- oder Spiralmischer gearbeitet, mit dessen Hilfe unter Ausnutzung von Reibungswärme das Gemenge •uf Temperaturen zwischen 65 und 95° C gebracht wird, ύ. h. auf eine Temperatur, die die Diffusion der Zusatzstoffe in das PVC-Pulver begünstigt.

Aus der nämlichen Druckschrift ist auch ein Heißmischverfahren bekannt, das sich eines Mischers mit schnell umlaufendem Mischwerkzeug bedient, wobei unter Ausnutzung erheblicher Scherkräfte und erhöhter Temperaturen ein schmelzflüssiges, solvatiliertes Harz erhalten wird, bei dem die Zusatzstoffe in einheitlicher Verteilung bei gleichzeitig einheitlicher Benutzung durch die PVC-Teilchen vorliegen. Man trhält eine feste, zusammengeschmolzene Masse, die •nschließend einem Zerkleinerungsprozeß unterworfen werden muß, um lagerbar und weiterverarbeitbar zu lein.

Aus der DE-OS 16 69 824 ist ein Verfahren zum Abriebmischen bekannt, bei dem styrolhaltige polymere Teilchen abschleifend oder intensiv mit Pigment in trockenem Zustand in einem hochtourigen Schaufelmischer gemischt werden. Dabei reiben Schaufelflächen mit Spitzengeschwindigkeiten von mehr als 60m/sek schleifend das pulverförmige Pigment in die Oberfläche der polymeren Teilchen wie Perlen ein und bewirken eine feste Oberflächenhaftung zwischen diesen.

Allen vorbeschriebenen Verfahren ist gemeinsam, daß sie mit einer mehr oder minder starken Erhöhung der Temperatur der am Mischprozeß beteiligten Materialien verbunden sind, was nicht nur bei vielen in Frage kommenden Zusatzstoffen schädlich ist, sondern auch in den meisten Fällen zu einer ungünstigen Energiebilanz führt, denn es ist üblich, PVC-Pulver nach dem Aufbereiten mit Zusatzstoffen zunächst auf Lager zu nehmen, d.h. wieder abzukühlen, bevor es der Weiterverarbeitung unterzogen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, die Zuschlagstoffe schonend und energiesparend an die Körner des PVC-Pulvers anzulagern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der früher übliche Einsatz von Wärme zur Begünstigung der Diffusion durch mechanischen Druck ersetzt. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren schnell und auch ökonomisch, da keine nennenswerten Wärmeverluste eintreten.

Das kalt vorgemischte Gemenge wird nach der mechanischen Druckbehandlung wechselweise aufgelockert, umgeschichtet und einer wiederholten Druckbehandlung unterworfen, da hierdurch etwa noch nicht gebundener Zuschlagstoff mit großer Wahrscheinlichkeit an das PVC-Kern gebunden wird.

Ein weiterer, sehr wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß eine Regelung der Verfahrensparameter, vor allem des Preßdrucks, sehr viel leichter vorzunehmen ist als bei den herkömmlichen Verfahren, insbesondere kann die Regelung des Drucks als entscheidender Verfahrensparameter nahezu verzögerungsfrei vonstatten gehen. Auch wärmeempfindliche Zuschlagstoffe können verarbeitet werden, da keine nenntnswer.c Erwärmung des Mischguts erfolgt Es hat sich herausgestellt, daß die in Betracht kommenden Zuschlagstoffe durch die Druckbehandlung nicht negativ beeinflußt werden.

Besonders vorteilhaft eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Anlagerung von flüssigen Zuschlagstoffen an das Schüttgutkorn. Diese können durch Benetzung der Druckwerkzeuge mit der Zuschlagstoff-Flüssigkeit dem Schüttgut allmählich und wohldosiert zugegeben werden. Das Schüttgutkorn nimmt während der Druckbehandlung den Zuschlagstoff von dem Druckwerzeug ab. Es kann so der Zuschlagstoff in sich steigernden Anteilen nach und nach in das PVC-Korn eingearbeitet werden, was sich als günstiger erweist, als wenn zum Anlagern sofort die volle Zuschlagstoffmenge zur Verfügung stünde. Es ist auf diese Weise zugleich auch möglich, flüssige Zuschlagstoffe in geringster Menge gleichmäßig im Schüttgut zu verteilen, was bislang kaum befriedigend möglich war.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtungen naher erläutert, Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Teller als Träger, einem Kegel als Druckwerzeug und einer Schnecke als Auflockerungswerkzeug;

Fig.2 eine Vorrichtung mit einem Behälter als Träger, einer parabolischen Walze als Druckkörper und einer parabolischen Schneckenwelle als Auflockerungs-

und Trensportwerkzeug;

F i g. 3 eine weitere Vorrichtung mit einer Trommel als Träger und Walzen als Druckwerkzöuge;

F i g. 4 eine Vorrichtung mit einem endlosen Förderband als Träger, Walzen als Druckwerkzeuge und Vibratoren als Auflockerungseinrichtungen.

Die Vorrichtung nach F i g. 1 zeigt einen rotierenden Teller la als Träger für das zu behandelnde Gut, auf den etwa in der Mitte mittels zweier Zuführungseinrichtungen 2 und 3, vow denen nur die Rohrenden dargestellt sind, PVC-Pulver P und Zugschlagstoff Z aufgegeben werden. Auf dem Teller durchmischen sich die beiden Komponenten des Guts. Ober dem Teller ist ein kegelstumpfförmiger Druckkörper 4a angeordnet, der auf der Telleroberfläche abrollt oder in geringem is Abstand über dieser angeordnet ist Er preßt das Gut, das ihm durch die Tellerrotation zugeführt wird, gegen den Teller la und übt damit eine Druckwirkung auf das Gut aus. Weiterhin ist dem Teller la eine Schneckenwelle Sa zugeordnet, die ebenfalls etwa kegelförmige Gestalt hat Sie ist in Bewegungsrichtung des zu behandeiden Guts gesehen hinter dem Druckkörper 4ä angeordnet Diese Schneckenwelle Sa lockert das behandelte Gut wieder auf und fördert es gleichzeitig um einen geringen Betrag in Richtung des Tellerrandes, so daß ein Teil davon vom Teller abgeräumt wird. Das auf dem Teller verbliebene Gut wird daher erneut der Druckbehandlung durch den Druckkörper 4a unterworfen, was der Anlagerung der Zuschlagstoffe an das PVC-Pulver förderlich ist Das Schüttgut durchläuft also nach dem Aufbringen auf den Teller bis zu seinem Abräumen eine spiralähnliche Bahn. Die Schneckenwelle 5a ist von einem Motor M angetrieben; auch der Druckkörper 4a kann von einem Motor angetrieben sein, der hier nicht dargestellt ist, sofern er nicht durch den Reibungskontakt vom Teller la angetrieben wird. Soll der Zuschlagstoff dem PVC-Pulver nicht auf einmal, sondern allmählich zugegeben werden, dann ist die Beschickungseinrichtung zweckmäßigerweise mit einer Mündung ausgestattet, die sich fast über den gesamten Tellerradius et-streckt, wie gestrichelt mit 3' dargestellt

Bei der Vorrichtung nach F i g. 2 ist der Gutträger ein rotierender kegelstumpfähnlicher Behälter It. der sich nach oben erweitert Die Materialkomponenten werden wieder mit zwei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 vergleichbaren Zufuhrungseinrichtungen 2 und 3 in den Behälter hineingegeben. In diesem werden sie durch mischt, wozu gegebenenfalls in dem Behälter \b noch ein eigenes Mischwerkzeug, das hier nicht dargestellt ist angeordnet sein kann, z. B. als am Boden des Behälters \b rotierender Flügel oder Teller. Weiterhin ist im Behälter \b ein kegelähnlicher Druckkörper Ab angeordnet dessen Mantelfläche nahe der inneren Umfangsfläche des Behälters \b angeordnet ist oder auf dieser abrollt Weiterhin ist im Behälter Xb eine Schneckenwelle 5b an der inneren Behälterwand angeordnet,die von einem Motor Mangetrieben ist.

Im Betrieb wandert das zum Behälterboden eingegebene, sich durchmischende Gut durch die Rotation des Behälters \b nach außen. Aufgrund der gewählten parabolischen Gestalt d&s Behälters \b läßt sich bei einer bestimmten Drehzahl ein Zustand erzeugen, bei dem an allen Punkten des Behältermantels die auf das im Behälter befindliche Gut einwirkende, von der Fliehkraft herrührende Auftriebskomponente von der Schwerkraftkompotiente ausgeglichen wird, so daß das Gut an der Behälterwand unbewegt verharrt Es erfährt daher durch den Druckköroer Ab eine wiederholte Druckbehandlung. Die Schneckenwelle 5b vermittelt dem Mischgut eine Bewegungskomponente nach oben und lockert es gleichzeitig auf. Wenn e» den obere>i Rand des Behälters erreicht hat, fließt es über diesen nach außen ab. Der Druckkörper Ab kann radial in Richtung des Pfeils A versetzt werden, um damit den Druck zwischen ihm und der Behälterwand, der auf das zu behandelnde Gut sich überträgt einzustellen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, eine Vorspannung, z. B. mittels einer Feder, in Richtung auf die Behälterwand zu erzeugen.

Die Vorrichtung nach F i g. 3 umfaßt als Träger eine um eine geneigte Achse rotierende rohrförmige Trommel 1 c, an deren einem Ende das zu bearbeitende PVC-Pulver P mittels der Beschickungseinrichtung 2 eingegeben wird. Die Trommel Ic ist auf Rollen 6 gelagert von denen wenigstens eine durch einen Motor M angetrieben ist und der Trommel ic eine Drehbewegung verleiht In der Trommel sind im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Druckkörper in Form zylindrischer Walzen Ac angeordnet die vo · einer gemeinsamen Welle 7 getragen werden, die durch geeignete Lager, von denen hier nur eines dargestellt ist radial in bezug auf die Trommelachse verstellt werden kann. Die Lager bestehen aus einem Lagerklotz 8, in deru ein Schlitz 1 angeordnet ist in dem das eigentliche Wellenlager 10 geführt ist In Richtung des Schlitzes 9 ist das Wellenlager 10 durch Schrauben 11 einstellbar. An dem, der Beschickungseinrichtung 2 abgewandten Ende der Trommel ic ist eine Auffangeinrichtung 12 für das behandelnde Gut angeordnet

Die Beschickungseinrichtung 3 für den Zuschlagstoff Z besteht aus einem Rohr, das sich durch die Trommel leerstreckt und mit einer Vielzahl von auf seiner Länge verteilten öffnungen 13 versehen ist

Im Betrieb wird das PVC-Pulver P durch die Beschickungseinrichtung 2 in den Innenraum der rotierenden Trommel Ic hineingegeben. Der Zuschlagstoff Z, der beispielsweise flüssig ist wird H die Trommel gesprüht Durch die Rotation der Trommel durchmischen sich die Komponenten. Das Mischgut geh jgt dann weiter zwischen die erste Druckwalze Ac und die Trommelinnenwand und erfährt dort die erste Druckbehandlung. Danach verläßt <"s diesen ersten Druckbereich und wird im Zwischenraum zwischen der ersten und der zweiten Druckwalze durch die Trommelrotation wieder aufgelockert bevor es unter der mittleren, d. h. der zweiten Druckwalze 4c, die zweite Druckbehandlung erfährt Sodann wiederholt sich der Auflockerungsvorgang vor der letzten Druckwalze, wo das Mischgut die dritte Druckbehandlung erfährt und nach Auflockerung anschließend an die Auffangeinrichtung 12 abgegeben wird. Da die Beschik kungscinrichtung 3 für den Zuschlagstoff Zsich als Rohr mit vielen öffnungen 13 durch die gesamte Trommel erstreckt, nimmt d?h?r der Anteil des Zuschlagstoffes Z in bezug auf das PVC-Pulver P in Richtung auf den Trommelauslaß allmählich zu.

Die Parameter bei der Druckbehandlung können durch die Rotatio.^geschwindigkeit der Trommel ic sowie die Lagereinstellung der Welle 7 der Druckwal zen 4c eingestellt werden. Eine weitere Einflußgröße ist die Länge der einzelnen Druckwalzen ic Sind die Walzen relativ lang, dann erfährt das Mischgut eine längere Druckbehandlung als wenn die Walzen 4c relativ kurz wären. Elfte Differenzierung kann weiterhin dadurch erreicht werden, daß die Durchmesser der einzelnen Druckwalzen 4c voneinander verschieden

sein können, so daß sich hierdurch auch unterschiedliche Drücke zwischen den Druckwalzen 4c und der Trommelinnenwand ergeben.

Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform zeigt F i g. 4. Bei ihr ist der Träger ein endloses, umlaufendes Förderband id, das über zwei Umlenkwalzen 16, von denen eine angetrieben ist, geführt ist. Am Bandanfang wird das PVC-Pulver P zugeführt. Als Druckkörper sind bei diesem Ausführungsbeispiel mehrere Druckwalzen 4d vorgesehen, die dem oberen Trum des Förderbandes !(/gegenüberstehen, gegebenenfalls auch auf dem Förderband id abrollen können. Als Gegenlager, um den Druck aufzufangen, sind weiterhin unter dem oberen Trum des Förderbandes id den Druckwalzen 4c/ gegenüber jeweils Gegendruckwalzen 14 angeordnet. Vor der ersten Druckwalze 4c/ und zwischen den Druckwalzen sind Beschickungseinrichtungen 3 für Zuschlagstoffe) angeordnet. Es sei an

dieser St?!!? betont dS^ hi*»r uria anr>H hpi ^a_n tnurvr beschriebenen Ausführungsbeispielen die Einzelkomponenten in bereits durchmischtem Zustand den jeweiligen Vorrichtungen zugeführt werden können. Zwischen den einzelnen Druckwalzen und, in Bewegungsrichtung gesehen, hinter der letzten Druckwalze ist jeweils unter dem oberen Trum des Förderbandes id eine Vibratoreinrichtung 5c/angeordnet, die von einem Magneten 15, hydraulisch oder in anderer geeigneter Weise angetrieben ist und das Förderband an der entsprechenden Stelle versetzt, um zu bewirken, daß sich das oben auf dem Förderband lc/befindliche Mischgut auflockert.

Im Betrieb erfährt das auf das Förderband geleitete Gemenge unter der ersten Druckwalze 4c/ eine Druckbehandlung, wird durch die Vibratoreinrichtung 5c/danach aufgelockert, gelangt unter die nachfolgende Druckwalze und wird anschließend wieder durch Vibration aufgelockert. Der Vorgang kann sich dann gegebenenfalls, je nach Länge des Förderbandes und Anzahl der entsprechenden Druck- und Vibratoreinrichtungen wiederholen. Schließlich wird es am anderen Ende des oberen Trums des Förderbandes Id vom Förderband abgeworfen.

Diese Vorrichtung nach F i g. 4 weist besondere Vorteile auf. Es ist möglich, die Druckwalzen 4c/ unabhängig voneinander in ihrem Abstand zum Förderband Ic/ bzw. in ihrer Vorspannung gegen das Förderband Ic/ zu verstellen. So kann man z.B. vorsehen, daß auf das Mischgut unter der ersten Druckwalze nur ein leichter Druck ausgeübt wird, der Druck unter der zweiten Druckwalze größer ist und unter der dritten Druckwalze noch weiter gesteigert ist oder umgekehrt, je nach den Erfordernissen. Die Druckwalzen können freilaufend sein und nur durch den Reibungskontakt mit dem Förderband angetrieben sein, es kann aber auch einzelnen oder allen Druckwalzen 4c/ ein Antriebsmotor, vorzugsweise ein gemeinsamer für die angetriebenen Walzen zugeordnet sein, der in F i g. 4 allerdings nicht d?.!""??·?"· '*·■ Insbesondere erlaubt diese Ausführungsform auch eine leichte Zugänglichkeit des Mischguts auf dem Förderband zum Zwecke der Probenentnahme, so daß im Betrieb leicht und schnell die erforderlichen Nachregelungen der Verfahrensparameter vorgenommen werden können. Man kann die Bandgeschwindigkeit verändern, die Druckwirkungen an den einzelnen Druckwalzen Ad unterschiedlich einstellen und sogar die Vibratoreinrichtungen 5c/ beeinflussen, um beispielsweise die Auflockerung des Mischguts zu forcieren. Auch können durch die verschiedenen Zuschlagstoff-Beschickungseinrichtungen 3 unterschiedliche Zuschlagstoffe getrennt zugeführt werden. Es sei auch betont, rfaß die Beschickungseinrichtungen 3 bei diesem wie auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen derart ausgerichtet sein können, daß die Druckwerkzeuge mit dem Zuschlagstoff Z besprüht werden, was insbesondere bei der Verarbeitung flüssiger Zuschlagstoffe günstig sein kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Zusatzstoffe enthallenden Polyvinylchlorid-Mischungen, bei dem ein Gemenge aus pulverförmigem Polyvinylchlorid und den Zusatzstoffen einem Umwälzvorgang unterworfen wird und die Zusatzstoffe unter Diffusion an die Oberfläche des Polyvinylchlorid-Pulvers angelagert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlagern der 2fosatzstoffe erfolgt, indem man auf das Gemenge in sich wiederholender Folge beim Hindurchführen zwischen zwei gegeneinandergedrückten Druckkörpern kurzzeitig einen Druck von wenigstens 1 N/mm² ausübt und es jeweils dazwischen einer Auflockerung unterzieht

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzstoffe dem Polyvinylchlorid-Pulver allmählich vor und zwischen den wiederholten Druck- und Auflockerungsbehandlungen zügegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge in dünner, flächerihafter Schicht der Druckbehandlung unterworfen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wiederholten Druckbehandlungen mit unterschiedlichen Preßdrücken vorgenommen werden.

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