DE2529673A1 - Verfahren zur herstellung eines weiterverarbeitungsfaehigen, homogenen, rieselfaehigen gemenges aus kautschuk verschiedener konsistenzs ohne oder mit thermoplastischen oder thermoelastischen einschluessen sowie festen und fluessigen zuschlagstoffen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

• "Verfahren zur HerstellunF eines weiterverarbeitungsfähigen, homogenen, rieselfähigen Gemenges aus Kautschuk verschiedener von sistenz ohne oder mit thermoplastischen oder thermoelastischen Einschliissen sowie festen und fliissieen Zuschlatrsstoffen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens" Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ilerstellung eines zur Weiterverarbeitung geeigneten rieselfähigen, homogenen Fertiggemenges aus Kautschukpulver (pulverförmiges Elastomer) und festen und flüssigen Zuschlagsstoffen, oder aus Kautschukkörnern (körniges Elastomer) mit festen und flllssigen Zuschlagsstoffen, oder aus Kautschukpulver oder Kautschukkörnern mit eingeschlossenen Thermoplasten oder Thermoelasten und festen und fliissigen Zuschlagsstoffen in einer Fertigungsstufe.
• Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchftjhrung des Verfahrens.
• Verfahren der eingangs beschriebenen Art sind bekannt.
• Bei diesen Verfahren wird der pulverförmire oder körnige Kautschuk oder der Kautschuk mit eingeschlossenen Thermoplasten oder Thermoelasten mit den festen und flüssigen Zuschlagsstoffen unter normalen Bedingungen ohne qualitative und ökonomische Optimierung der inneren und äußeren mechanischen und/oder thermischen Einflüsse vermengt, wobei Innenmischer oder Trockenschnellmiseber zum Einsatz kommen.
• Die vorlieeende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die bekannten Verfahren in Bezug auf die qualitative und ökonomische Optimierung der inneren und äußeren mechanischen und/oder thermischen Einflijsse so zu verbessern, daß in einer Fertigungsstufe unabhzineig von kiirzeren oder inneren Produktionsunterbrechungen und unabhängig von der Rezepturgestaltung des Gemenges - hoher oder niedriger Anteil der festen und/oder fliissigen Zuschlagsstoffe - ein rieselfeahiges, homogenes Fertiggemenge hergestellt werden kann.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeicinet ist, daß die Polymer-Körner zunächst zusammen mit den festen Zuschlagsstoffen bei einer Produkttemperatur von 300 C bis 40° C unter Fluidisierung iibereinen Zeitintervall von o, 5 Min. bis 2 Min. miteinander vermengt und gleichzeitig durch weitgehend von außen gehende Krnfte zerkleinert werden, wobei mit fortschreitender Vermengung eine Anlagerung der festen Zusclllagsstoffe an die Oberfläche der Polymer-Kröner erfolgt, welche mit anschließender Zugabe der flüssigen Zuschlagsstoffe iibereinen Zeitintervall von ca. O, 1 Min. bis 3 Min. unmittelbar in das Gemengehaufwerk bei einer konstanten Gemengetemperatur von ca. 300 C bis 400 C intensiviert und die Zerkleinerung weitgehend unterbunden wird und der Meng- und Anlaeerungsvoreang in einem Temperaturbereich von ca. 400 C bis 500 C anschließend um maximal 2 Minuten fortgesetzt wird.
• Um das Anlagern der festen Zuschlagsstoffe an das Polymer-Korn unter Einwirkung der fliissigen Zuschlagsstoffe zu optimieren wird in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, die Zugabe der fliissigen Zuschlagsstoffe innerhalb des Zeitintervalls von O,i Min.
• bis 3 Min. fortlaufend oder mit einer oder mehreren Unterbrechungen durchzufiihren. Die fortlaufende Zugabe der fltissigen Zuschlagsstoffe kann dann erfolgen, wenn der Anteil derselben, bezogen auf alle Bestandteile des Gemenges, gering ist; die unterbrochene Zugabe. ist in solchen Fällen notwendig, wenn der Anteil der fliissigen Zuschlagsstoffe, bezogen auf alle Bestandteile des Gemenges, hoch ist.
• Es hat sich herausgestellt, daß Anbackungen lv.ibrend der Gemengeherstellung an der Behälterinnenwand und am Mischwerkzeug auftreten. Derartige Anbackungen können nach der Erfindung dadurch vermieden werden, daß vnFrend des Mischens und Zerkleinerns das Gemengehaufverk bestimmte Temperaturen aufeist, welche vorzugsweise durch eine Beeinflussung der Geschwindigkeit des Polymer-Korns im Gemengehaufwerk erhalten werden. Diese Beeinflussung kann z.B, durch Erhöhung der Drehzahl des Mischwerkzeuges erfolgen.
• Von Bedeutung fitr das Anbacken an der Behälterinnenwand ist auch die Temperatur der nußeren Gemengehaufwerk-Grenzschicht, so daß weiter vorgeschlagen wird, diese Grenzschicht mit einer zusätzlichen Wärmezufuhr von außen zu beaufschlagen.
• Zur Optimierung des Mischvorganges ist ferner die Form der Wege der Einzelkomponenten im Gemengehaufwerk von Bedeutung. Es wird daher vorgeschlagen, daß durch von außen wirkende Kräfte auf die Einzelkomponenten diese im Gemengehaufwerk rotierende, schraubenförmige Wege zuriteklegen.
• Derartige Wege führen unter Betrachtung des Gesamthaufwerkes zur Bildung einer Material-Trombe, in der nach der Erfindung nur dann ein optimaler Misch-, Zerkleinerungs und Anlagerungsvorgang stattfindet, wenn die Material-Trombe eine stabile Form hat. Diese stabile Form ist nicht nur abh;angir von der Geschwindigkeit der Einzelkomponenten im Gemengehaufwerk sondern sie wird auch wesentlich vom Füllgrad der Mischeinrichtung bestimmt.
• Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführunr des erfindunosremaßen Verfahrens.
• Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem verschließbaren, zylindrischen Behalter mit iiberwieeend gewölbtem Boden mittig ein drehbar gelagerter Bodenräumer vorgesehen ist, an dessen nach oben verlängerter Antriebswelle mindestens ein Schlagmesser und ein mit Abstand dartiberliegendes Kreiselsogmesser angeordnet sind und ein am Behälterdeckel verstellbar angebrachtes Leitblech in das trombenförmige (:emenrchaufwerk eintaucht.
• Gegenfiber den bekannten Verfahren erreicht das erfindungsgemäß Verfahren ohne großen apparativen Aufwand lediglich durch eine Temperaturgestaltung des Gemengehaufwerkes, eine festgelegte Wegform der Einzelkomponenten im Gemengehaufwerk und einer festgelegtc- Geschwindigkeit der Einzelkomponenten auf ihrem Weg im Gemengehaufwerk in einer Fertigungsstufe die herstellung eines zur Weiterverarbeitung geeigneten rieselfähigen, homogenen Gemenges.
• Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren wird nachfolgend das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu seiner Durchftthrung näher beschrieben.
• Es zeigen: Fig. 1 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus einer Polymer-Korn-Anhä'ufung, Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus einer Polymer-Korn-Anhäufung und nach Zugabe der festen Zuschlagsstoffe, Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen Ausscl nitt aus einer Polymer-Korn-Anhäufung nach Zugabe der flüssigen Zuschlagsstoffe, Fig. 4 eine mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 5 im Prinzip eine mögiche Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä ßen Verfahrens mit angedeuteter stabiler Materialtrombenausbildung, Fig. 6 Vorrichtung der Fig. 4 mit angedeuteter instabiler Materialtrombenausbildung.
• Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, daß die einzelnen Polymer-Körner 1 noeh relativ groß sind und an ihrer Oberfläche noch keine Anlagerungen von Zusci'lagsstoffen aufweisen.
• Aus der Fig. 2 ist ersicitlich, daß die Polymer-Körner i durch die während des Mischens auftretenden inneren und äußeren Kräfte an Größe verloren haben und bereits an ihrer Oberfläche Anlagerungen von festen Zuschlagsstoffen aufweisen.
• Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Polymer-Körner t weitgehend ihre Größe beibehalten haben, jedoch in ihrer Form abgerundeter sind und die Anlagerungen größer geworden sind, was dem Einfluß der fliissigen Zuschlagsstoffe zuzuschreiben ist.
• Die Vorrichtung zur Durchfiihrung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie sie in der Fig. 4 dargestellt ist, besteht aus einem zylindrischen Behalter 2 der mittels eines Deckels verschließbar ist. Der Boden 3 des Behälters 2 hat eine tiberwiegend gewölbte Form. Im Behälter 2 ist mittig ein Bodenräumer 4 vorgesehen, der an einer drehbar gelagerten Antriebswelle 5 befestigt ist. An der iiber dem Bodenräumer 4 nach oben fortgefiihrten Antriebswelle 5 ist mindestens ein Schlagmesser 6 angeordnet, welches die Zerkleinerung der Polymer-Körner und der festen Zuschlagsstoffe bewirkt.
• Oberhalb des Schlagmessers 6 ist auf der gleichen Welle 5 ein sogenanntes Kreiselsogmesser 7 befestigt, welches aufgrund seiner Ausbildung den Materialstrom nach innen leitet, gleichzeitig durch Luftansaugung den Fluidisierungseffekt bewirkt und zusätzlich der Material-Trombe mit Unterstützung des Bodenräumers 4 und des Schlagmessers 6 die Rotationsbewegung des Gemengehaufwerkes bewirkt. Beeinflussend auf die Wegform der Einzelkörner des Gemengehaufwerkes wirkt ferner das am Behälterdeckel 3 befestigte Leitblech 8, welches bezüglich des Anstellwinkels und der Eintauchtiefe in das Gemengehaufmerk verstellbar ist. Als Antriebssystem dient ein Elelctromotor 9, dessen Drehzahl regelbar ist. Kraftiibertraeendes Element sind Keilriemen 10.
• Am Behälter 2 ist im Bodenbereich ein Auslaufstutzen ii angebracht, ihrer welchen mit pneumatischer Unterstiitzung 12 das Fertiggemenge aus dem Behälter 2 abgenommen wird.
• Der Verfahrensablauf ist anhand von zwei Ausführungsbeispielen im Folgenden näher beschrieben.
• Beispiel i In den Behälter 2 wird zunächst das Kautschukpulver nach Verschwenken des Deckels 3 manuell eingebracht. Dann erfolgt die Eingabe aller festen Zuschlagsstoffe in beliebirer Reihenfolge. Die Eingabe von Kautschukpulver und allen festen Zuschlagsstoffen kann auch bei geschlossenem Behalter 2 iiber Anschlußstutzen 13 erfolgen. Sobald das Kautschukpulver und die festen Zuschlagsstoffe in den Behälter 2 eingefüllt sind, beginnt der Mischvorgang durch die rotierende Bewegung der auf der Antriebswelle 5 angeordneten Elemente 4, 6, 7, wobei möglichst schnell die Ausgangsdrehzahl von 500 U/hlin. auf eine Enddrehzahl von 1500 U/Min. gebracht wird. Die erste Phase des Vermengens in der noch ein Zerkleinern der Polymer-Körner und der festen Zuschlagsstoffe bei gleichzeitiger Anlagerung letzterer an die Oberfläche der Polymer-Körner erfolgt dauert etwa 2 Min., wobei nur Kautschukpulver und feste Zuschlagsstoffe in Umlauf sind.
• Anschließend -zweite Phase- erfolgt die Zugabe der flüssigen Zuschlagsstoffe, die ca. 10 Sek. dauert und unmittelbar in das Gemengehaufwerk erfolgt, um Anbackungen an dem Kreiselsogmesser 7 und an der oberen Innenfläche des Behälters 2 zu vermeiden. Aufgrund der kurzen Eingabezeit von nur Io Sek, handelt es sich im vorliegenden Beispiel um ein Gemenge, bei dem der Anteil der flüssigen Zuschlagsstoffe sehr gering ist, es handelt sich weitgehend um ein Trockengemenge. Ein solches Trockengemenge ist z.B. für eine Feuerwehrschlauchmischung erforderlich. Weitere 2 Min. Mischzeit fiibren schließlich zur Herstellung des gewlinschten weiterverarbeitungsfähigen, rieselfähigen, homogenen Fertiggemenges.
• Beispiel 2 Die erste Phase läuft wie im Beispiel t ah. Die Zugabe von fltissigen Zuschlagsstoffen -zweite Phase- erfolgt innerhalb von 3 Min. in mehreren gleichen Zeitintervallen. Diese längere Eingabezeit bedingt einen sehr hohen Anteil an fltissigen Zuschlagsstoffen, welche einem Fertiggemenge entspricht, wie es z,B. zur Gummierung weicher Druckwalzen verwendet wird. Weitere 2 Min. Mischzeit, wie im Beispiel i, zur Fertigstellung des Gemenges, sind auch hier erforderlich.

Claims (8)

Ansprüche

1.) Verfahren zur Herstellung eines zur Weiterverarbeitung geeigneten rieselfähigen, homogenen Fertiggemenges aus k'autschukpulver (pulverförmiges Elastomer) und festen und flilssigen Zuschlagsstoffen, oder aus rvautschukkörnern (körniges Elastomer) mit festen und fliissigen Zuschlagsstoffen, oder aus Kautschukpulver oder Kautschukkörnern mit eingeschlossenen Thermoplasten oder Thermoelasten und festen und flllssigen Zuschlagsstoffen in einer Fertigungsstufe, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Polymer-Körner zunächst zusammen mit festen Zuschlagsstoffen bei einer Produkttemperatur von ca. 300 C bis 400 C unter Fluidisierung übereinen Zeitintervall von 0,5 Min. bis 2 Min. miteinander vermengt und gleichzeitig durch weitgehend von außen wirkende Kräfte zerkleinert werden, wobei mit fortschreitender Verengung eine Anlagerung der festen Zuschlagsstoffe an die Oberfläche der Polymer-Körner erfolgt, welche mit ansch3ießender Zugabe der fltlssigen Zuschlagsstoffe iibereinen Zeitintervall von ca. 0,i Min. bis 3 Min. unmittelbar in das Gemengehaufwerk bei einer konstanten Gemenretemperatur von ca. 300 C bis 400 C intensiviert und die Zerkleinerunr weitgehend unterbunden wird und der Meng- und Anlagerungsvorgang in einem Temperaturbereich von ca.

400 C bis 500 C anschließend um max. 2 Min. forteesetzt wird.

2.) Verfahren nach Anspruch i, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Zugabe der flüssigen Zuschlagsstoffe innerhalb des Zeitintervalls von O,1 Min. bis 3 Min. fortlaufend oder mit einer oder mehreren Unterbrechungen erfolgt.

3.) Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die verschiedenen Produkttemperaturen vom Beginn bis Ende des Mischvorganges weitgehend durch die Geschwindigkeit der Polymer-Körner im Gemengehaufwerk während des Mischens und Zerkleinerns gesteuert wird.

4.) Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die äußere Gemeneehaufwerk-Grenzschicht mit einer zusätzlichen Wärmezufuhr von außen beaufschlagt wird.

5.) Verfahren nach den Anspriichen 1 bis 4. d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß durch von außen wirkende Krfte ein rotierender, schraubenförmieer Kornumlaufweg im C.emengeEaufwerk erzeugt wird.

6.) Verfahren nach den Anspriichen 1 bis 5, d a d u rc h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Misch-, Zerkleinerungs- und Anlagerungsvorgang in einem Gemengehaufwerk mit stabiler Trombenform erfolgt.

7.) Vorrichtung zur Durchfiihrung des Verfahrens nach den Anspriichen i bis 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t daß in einem verschließbaren, zylindrischen Behalter (2) mit Uberwiegend gewölbtem Boden (3) mittig ein drehbar gelagerter Bodenräumer (4) vorgesehen ist, an dessen nach oben verlängerter Antriebswelle (5) mindestens ein Schlagmesser (6) und ein mit Abstand dariiberliegendes Kreiselsormesser (7) angeordnet sind und ein am Behnlterdeckel (3) verstellbar angebrachtes Leitblech (8) in das trombenförmige Cemengehaufwerk eintaucht.

8.) Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Leitblech in Trombenrichtung leicht gekriimmt ist und sein Anstellwinkel und seine Eintauchtiefe in das Gemengehaufwerk verstellbar sind.