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Verfahren zur Zubereitung einer wärmehärtbaren Harzform-
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masse Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zubereitung von Formmassen
aus wärmehärtbaren Harzen, wie Phenol-, Epoxy-, Diallylphthalat- und ungesättigten
Polyesterharzen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren
zur Zubereitung von wärmehärtbaren Harzformmassen nach einem kontinuierlichen, automatischen
Walzverfahren. Der benutzte Ausdruck "kontinuierliches, automatisches Walzverfahren"
bezieht sich dabei auf einen Warmknetwalzprozess, bei dem die Ausgangsmaterialien
kontinuierlich auf Knetwalzen aufgegeben werden und die um die eine Walze herumgeschlungene
Lage oder "Folie" der Ausgangsstoffe mittels einer Kombination aus einem Pflugschaber,
Schneidelementen und Förderflügeln ohne weiteres kontinuierlich von der Zufuhrzone
zur Abzieh- oder Austragzone überführt werden kann.
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Die erfindungsgemäß erzielbaren Verbesserungen bestehen in: 1. einem
Verfahren zur Verlagerung des Folien- bzw. Lagenaustragpunkts entsprechend einer
Änderung der Lagentemperatur während des Knetens der Stoffe unter Erwärmung nach
einem
kontinuierlichen, automatischen Walzverfahren und/oder 2. einem Verfahren zur Einstellung
der Walzentemperatur in Abhängigkeit von einer Temperaturänderung der Lage während
des Knetens unter Erwärmung nach dem vorgenannten Walzverfahren und/oder 5. einem
Verfahren zur Steuerung der Aufgabe der Qusgangsstoffe auf die Knetwalzen in Abhängigkeit
von einer Temperaturänderung der Lage während des unter Erwärmung erfolgenden Knetens
nach dem vorgenannten Walzverfahren und/oder 4. einem Verfahren zur kontinuierlichen
Zugabe eines auch als Plastifizierungsmittel bzw. Weichmacher wirkenden Lösungsmittels
in einem vorbestimmten Mengenverhältnis zu den auf die Walzen aufgegebenen Ausgangsstoffen
während des unter Erwärmung erfolgenden Knetvorgangs nach dem vorgenannten Verfahren
und/oder 5. einem Verfahren zum Aufwirbeln des zugeführten Füllstoffes mittels bezüglich
der Feuchtigkeit eingestellter Luft zur Erleichterung des Mischens beim unter Erwärmung
erfolgenden Kneten nach dem kontinuierlichen, automatischen Walzverfahren.
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Bei der Zubereitung von wärmehärtbaren Harzformmassen wird das Spritzformen
gegenüber dem bisher üblichen Formpressen oder Pressspritzen bevorzugt, weil beim
Spritzformen nur ein kurzer Formzyklus nötig, eine einfache Automatisierung erreichbar
und das Formen mit hohem Wirkungsgrad bzw. hoher Wirtschaftlichkeit durchführbar
ist, so daß dieses Spritzformverfahren in der Praxis auf zahlreichen Gebieten der
Industrie zur Rationalisierung der Formvorgänge angewandt wird. Um möglichst großen
Nutzen aus der Beschleunigung und der Automatisierung bei Anwendung des Spritzformverfahrens
ziehen zu können und Produkte mit gleichförmiger Güte bei hoher Austragleistung
zu gewährleisten, w=rd eine Formmasse benötigt, deren Formbarkeit bei jedem Arbeitsgang
jeweils
gleich ist, die über einen langen Zeitraum beim kontinuierlichen
oder Strangformverfahren hinweg stabil ist und die keiner manuellen Anpassung der
Formbedingungen an die verschiedenen Fertigungschargen des Materials bedarf, d.h.
die sozusagen eine gleichbleibende Formbarkeit und gleichbleibende physikalische
Eigenschaften besitzt. Für eine derartige Formmasse bestand bisher in der einschlägigen
Industrie ein großer Bedarf.
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Wärmehärtbare Harzformmassen werden im allgemeinen dadurch zubereitet,
daß verschiedene Harze, Härter, Füllstoffe, Trennmittel und andere Zuschlagstoffe
miteinander vermischt werden und das so erhaltene Gemisch unter Erwärmung geknetet
wird, um ihm Fließfähigkeit, Aushärtbarkeit und die für das Formen oder Gießen geeigneten
Fülleigenschaften zu verleihen. Von den unter Erwärmung erfolgenden Knetverfahren
eignet sich das sog. Walzverfahren am besten für die Erzielung von Formlingen hoher
Güte.
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Dieses Walzverfahren wird einmal nach einem Chargenverfahren und zum
anderen nach einem kontinuierlichen Verfahren durchgeführt, wobei letzteres bezüglich
der Produktionsleistung ersterem überlegen ist. Beim Knetvorgang mittels Walzen
unter Erwärmung laufen gleichzeitig eine chemische Umsetzung, eine Trocknung, eine
Homogenisierung und eine Verdichtung ab. Es ist bekannt, daß der Verlaufsgrad dieser
Erscheinungen Fließfähigkeit und Formbarkeit der Masse beeinflußt, doch ist es in
der Praxis schwierig, jeweils die völlig gleichen Bedingungen zu reproduzieren.
Dies stellt aber einen wichtigen Faktor beim Verfahren zur Zubereitung von Harzformmassen
dar. Beim kontinuierlichen Walzverfahren ist zwar die Einstellung der Arbeitsbedingungen
einfach, doch stand bisher noch keine bewährte Formel zur Steuerung des Knetgrades
unter-Erwärmung zur Verfügung.
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Für die Steuerung der Knetbedingungen unter Erwärmung wurde allgemein
ein Verfahren angewandt, bei dem in einer Verfahrensstufe unmittelbar nach dem Trocknen
und Pulverisieren im Anschluß an das unter Erwärmung erfolgende Kneten von der Formmasse
Proben entnommen werden, um deren charakteristische Eigenschaften, wie Fließfähigkeit,
zu bestimmen, wobei die Walzknetbedingungen, wie Walzentemperatur, Lagenaustragpunkt
auf der Walze, Menge der auf die Walze aufzugebenden Ausgangsstoffe und dgl. in
Abhängigkeit von den betreffenden Meßergebnissen geregelt werden. Dieses Vorgehen
erfordert jedoch eine beträchtliche Zeitspanne für die Messung der Fließfähigkeit
anhand eines Unterschieds zwischen der Fließfähigkeitsmeßstelle und der Stelle,
an welcher das Kneten unter Erwärmung vor sich geht, woraus sich eine Verzögerung
bis zu dem Zeitpunkt ergibt, an dem die erforderliche Regel-ung der Arbeitsbedingungen
erzielbar ist. Zudem ist es bei diesem Vorgehen unmöglich, die Einstellung oder
Regelung bis zu einem solchen Grad durchzuführen, daß ein gleichmäßiges Vermischen
auch von in nur sehr kleiner Menge eingesetzten Materialien realisierbar ist.
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Insbesondere bei der Zubereitung von Phenolharzformmassen ist es außerdem
ueblich, ein Lösungsmittel zur Gewährleistung einer guten Knetwirkung und zur Erzielung
ausgezeichneter Fließfähigkeit einzusetzen. Hierbei ist es besonders wichtig, daß
die Menge des eingesetzten Lösungsmittels genau festgelegt und auserdem an allen
Stellen des Gemisches gleichmäßig verteilt ist.
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Wenn die Menge des zugesetzten Lösungsmittels nicht konstant ist,
müssen zur Erzielung konstanter Fließfähigkeit die Arbeitsbedingungen für jede einzelne
Charge geändert werden, auch wenn das Lösungsmittel gut dispergiert ist und sich
der Dispersionszustand nicht stellenweise ändert. Dies führt selbstverständlich
zu Güteunterschieden zwischen den einzelnen Chargen.
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Wenn andererseits die Dispersion des Lösungsmittels unzureichend ist
und sich der Dispersionszustand lokal bzw.
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stellenweise ändert, erweisen sich die zubereiteten Massen, wenn sie
unter konstanten Bedingungen hergestellt werden und konstante Fließfähigkeit besitzen,
als ungleichmäßig und von mangelhafter Güte, auch wenn die Menge des zugesetzten
Lösungsmittels richtig ist.
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Das üblichste bisherige Vorgehen zur Zugabe von Lösungsmittel ist
ein solches, bei dem eine vorbestimmte Lösungsmittelmenge einem Gutmischer eingegeben
wird, so daß das Lösungsmittel einwandfrei mit den Materialien vermischt wird, bevor
das entstandene Gemisch dem Walzkneten unterworfen wird. Obgleich bei diesem Vorgehen
jederzeit eine genaue Steuerung der zugesetzten Lösungsmittelmenge möglich ist,
kann damit keine zufriedenstellende Dispersion des Lösungsmittels erreicht werden.
Dies beruht hauptsächlich auf dem Umstand, daß selbst bei Zugabe des Lösungsmittels
in zerstäubter Form ein Anschmelzen oder Verschmelzen der Harzteilchen beim Mischen
zur Bildung einer Harzmasse auftreten kann. Bei der Eingabe des Lösungsmittels in
die Mischvorrichtung kann sich das Harz zudem auch an der Innenwand des Mischers
und an den Elementen, mit denen die Stoffe in Berührung kommen, absetzen, wodurch
die Verarbeitung übermäßig stark erschwert wird.
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Da nicht nur die Menge des Weichmachers, sondern auch die Güte des
Füllmittels geändert wird, konnte bisher keine Formmasse erzielt werden, die sowohl
bezüglich Formbarkeit als auch bezüglich Güte gleichmäßig, d.h. stets gleichbleibend
ist. Das bisher angewandte Verfahren ist daher mit dem Mangel behaftet, daß das
Bemühen zur Egalisierung der Güte der Formmassen zu ungleichmäßiger Formbarkeit
führt, während ein Versuch, die Formbarkeit bei einem Fertigungsvorgang zu egalisieren,
zu ungleichmäßiger Güte führt.
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Im Bestreben, die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile auszuräumen,
wurden erfindungsgemäß zunächst Untersuchungen bezüglich eines Regelverfahrens mit
schnellem Ansprechen angestellt. Aufgrund dieser Untersuchungen hat es sich gezeigt,
daß die Folien- bzw. Lsgentemperatur unmittelbar vor oder nach der Abnahme der Lage
von den Walzen, und weniger die Eigenschaften der endgültig erhaltenen Formmasse,
einen Hauptfaktor für die Erzielung gleichbleibender Massen darstellt. Insbesondere
hat es sich herausgestellt, daß eine schnelle und einwandfreie Regelung unter Ermöglichung
der Zubereitung von gleichbleibenden Massenzusammensetzungen gewährleistet werden
kann, indem die Abziehstelle in Abhängigkeit von der Lagentemperatur eingestellt
und die Knetwalzentemperatur entsprechend geregelt oder die Aufgabe menge der Ausgangsstoffe
auf die Knetwalzen entsprechend gesteuert wird. Eine andere, erfindungsgemäß durchgeführte
Untersuchung hat ebenfalls gezeigt, daß die Zugabe des Lösungsmittels mit konstanter
Geschwindigkeit oder Menge gewährleistet werden kann, wenn diese Lösungsmittel zugabe
auf die beheizten Knetwalzen erfolgt und die Mengen der den Walzen zugeführten Ausgangsstoffe
sowie des Lösungsmittels kontinuierlich geregelt werden.
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Aufgrund einer weiteren Untersuchung bezüglich der Eigenschaften der
Ausgangsstoffe wurde festgestellt, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Füllstoffs einen
großen Einfluß auf die Einstellung der Fließfähigkeit im Verfahrenverlauf hat, und
zwar insbesondere in bezug auf Formbarkeit und Produktgüte beim Spritzformen.
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Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
kontinuierlichen und wirksamen bzw. wirtschaftlichen Zubereitung von wärmehärtbaren
Harzformmassen zu schaffen, die
stabilisierte Eigenschaften, wie
stabilisierte Fließfähigkeit und Formbarkeit, besitzen und die Formkörper mit gleichbleibenden
Eigenschaften und gleichbleibender Güte zu liefern vermögen.
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Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Knetwalzenanordnung
mit Merkmalen nach der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in
Fig. 1, von der Gutaufgabeseite her gesehen, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung
eines Pflugschabers bzw. -kratzers mit Schneidelementen und Förderflügeln gemäß
der Erfindung, Fig. 4 eine Schnittansicht eines Vorratsbehälters, der als Durchwirbelungsmischer
mit einer erfindungsgemäS-angewandten Feuchtigkeitsregeleinrichtung wirkt, und Fig.
5 eine perspektivische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform eines Pflugschabers
gemäß der Erfindung.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung sind folgende Einzelheiten
veranschaulicht: Eine Ausgangsstoff-Zufuhröffnun, über welche die Ausgangsstoffe
auf Knetwalzen 2 und 5 aufgegeben werden, eine Gutführung 4, eine weitere Gutführung
5, ein Abstreif- bzw. Pflugschaber oder -kratzer 6, Knetgutlagen-Schneidelemente
7, deren Schneidkanten nach links und rechts bewegbar sind, Förderflügel 8, eine
Gutfolie bzw.
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-lage 9, eine Knetgutlage 9'j eine geschnittene Knetgutlage 9",
ein
Austragschaber 1o zum Abnehmen einer Austragmasse 11 aus den auf die Knetwalzen
aufgegebenen Ausgangsstoffen 12, ein Infrarot-Strahlungsthermometer 15, eine Austragschaber-Tragstange
14, eine Füllstoff-Zufuhröffnung 15, ein Feuchtigkeitsregel-Lufteinlaß 16, eine
poröse Platte 17, eine Entlüftung 18, ein Feuchtigkeitsmesser 19, ein Schieber 20
und eine Füllstoff-Austragöffnung 21 zum Austragen eines Füllstoffs 22.
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Gemäß Fig. 1 sind die beiden Knetwalzen 2 und 3 so angeordnet, daß
sich die Formmasse "folienartig" bzw. als Lage um die Walze 3 herumwickelt. Über
der Walze 3 ist ein sog. Pflugschaber 6 so angeordnet, daß sich sein zugeschärftes
Ende 6' tangential zur Walzenmantelfläche und in Berührung mit der Walze erstreckt.
Ersichtlicherweise erstreckt sich der Pflugschaber 6 über die Gesamtlänge der Knetwalze
5 hinweg, d.h. vom Ausgangsstoff-Aufgabepunkt zum Formmassenlagen-Abziehpunkt. Auf
der Oberseite des Pflugschabers 6 sind praktisch lotrechte Schneüelemente 7 vorgesehen,
welche die Knetgutlage mit ihren Schneidkanten (zu Streifen) schneiden.
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An der Rückseite jedes Schneidelements 7 ist ein materialeinheitlich
damit ausgebildeter Förderflügel 8 vorgesehen, der eine bestimmte Neigung zur Lagenabziehseite
hin besitzt. Jedes Schneidelement 7 mit seinem Förderflügel 8 besteht mithin aus
einem Block. Im Betrieb der Vorrichtung wird die um die Knetwalze 5 herumgewickelte
Gutlage 9 aufwärts getragen und durch den Schaber oder Kratzer 6 von der Walzenoberfläche
abgestreift und unmittelbar darauf durch das Schneidelement 7 zu Abschnitten 9'
und 9" geschnitten.
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Der getrennte Abschnitt 9 des lagenförmigen, gekneteten Guts wird
durch den Förderflügel 8 fortlaufend zur Lagenabziehseite weitergefördert. Die Zahl
der Sätze von Schneidelementen und Förderflügeln bestimmt sich nach der Größe der
Walzen, der Knetzeit und anderen Faktoren. Bei Walzen normaler Größe sind jedoch
2-6 solche Sätze vorgesehen.
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Am Ende des Lagenabziehschnitts ist für die Knetgutlage ein Austragschaber
1o angeordnet, der so ausgelegt ist, daß er entsprechend dem jeweiligen Knetgrad
lagenverstellbar ist.
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An beiden Enden der Knetwalzenanordnung sind Gutrührungen 4 und 5
angeordnet.
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Im folgenden ist das erfindungsgemäße Knetverfahren unter Verwendung
der eben beschriebenen Vorrichtung erläutert.
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Zunächst werden die Ausgangsstoffe für die gewünschten fflärmehärtbaren
Harzformmassen, z.B. verschiedene Harze, Härter, Füllstoffe, Trennmittel und andere
Zuschläge, gleichmäßig gemischt und kontinuierlich der Aufgabestelle der Vorrichtung
zugeführt. Wenn die beheizten Knetwalzen 2 und 3 in die durch die Pfeile angedeuteten
Richtungen in Drehung versetzt werden, werden die Ausgangsstoffe 12 unter Bildung
der "Folie" oder Lage 9 geknetet, die sich um die Walze 3 herumlegt. Die um die
Walze 3 herumgelegte Gutlage 9 wird sodann durch den Pflugschaber 6 von der Walzenoberfläche
abgestreift und wieder in den Walzspalt eingeführt, so daß sie erneut durchgeknetet
wird. Während der kontinuierlichen Zufuhr der Ausgangsstoffe vom einen Ende der
Anordnung her wird die Knetgutlage 9' (allmählich) zur Lagenaustragseite gefördert.
Um bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung diese Förderung zwangsläufiger vor sich
gehen zu lassen, wird die Knetgutlage 9' durch den Schaber 6 von der Walzenoberfläche
abgestreift und durch das Schneidelement 7 (zu Streifen) geschnitten, worauf die
so geteilte Lage 9" durch die Förderflügel 8 zwangsläufig zur Abzieh- oder Austragseite
gefördert wird. Nach einer erneuten Unilaufbewegung wird diese geteilte Knetgutlage
9" schließlich durch den an der Lagenaustragseite angeordneten Lagenaustrag-Schaber
lo von der Walzenoberfläche getrennt bzw. abgestreift.
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Das Infrarot-Strahlungsthermometer 13 dient zur Messung der Temperatur
der um die Walze herumgewickelten oder eben abgezogenen Lage. Mit diesem Thermometer
ist die Temperatur der Gutlage berührungsfrei meßbar.
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Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform befindet sich die Ausgangsstoff-Zufuhröffnung
oder -düse 1 gemäß Fig. 1 an der linken Seite der Vorrichtung. Wenn sich diese Zufuhröffnung
jedoch an der rechten Seite der Vorrichtung befindet, sind der Pflugschaber sowie
die Schneidelement- und Förderflügelsätze auf die in Fig. 5 dargestellte Weise angeordnet.
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Für die Temperaturmessung bei gekneteten Materialien wird überlicherweise
ein Thermometer mit einem Thermoelement oder einem Thermistor verwendet. Ein solches
Thermometer wird jedoch leicht beschädigt, und ist somit für die kontinuierliche
Messung ungeeignet. Erfindungsgemäß hat es sich erwiesen, daß mit einem Infrarot-Strahlungsthermometer
eine kontinuierliche bzw. Dauermessung der Knetguttemperatur möglich ist, ohne daß
das Thermometer mit dem Knetgut in unmittelbare Berührung gelangt.
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Wenn jedoch ein solches Infrarot-Strahlungsthermometer für die Temperaturmessung
von nach Chargenverfahren zu lagenförmigem Knetgut geformten Stoffen benutzt wird,
ergeben sich hierbei große Temperaturunterschiede, so daß ein solches Thermometer
kaum als zuverlässiges Leitmittel für die Regelung des Materialstroms herangezogen
werden kann. Durch Verwendung eines solchen Infrarot-Strahlungsthermometers in einem
kontinuierlichen Knetverfahren wird es dagegen möglich, die Temperatur der kontinuierlich
abgezogenen, gekneteten Lage (genau) zu bestimmen. Hierdurch wird es ohne weiteres
möglich, die Fließfähigkeit der zubereiteten Formmasse durch Einstellung der Arbeitsbedingungen
derart zu steuern, daß
die Temperatur der abgezogenen Lage konstant
wird. Auf diese Weise lassen sich Formmassen mit stabilisierter Fließfähigkeit höchst
wirksam und wirtschaftlich zubereiten. Außerdem kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Vorrichtung eine bedienungslose, automatische Regelung realisiert werden. Es hat
sich hierbei gezeigt, daß beim kontinuierlichen, automatischen Walzverfahren, bei
dem die Lagentemperatur zur entsprechenden Einstellung der Abzieh- oder Austragstelle
durch ein Infrarot-Strahlungsthermometer kontinuierlich gemessen wird, die Formmassen
gleichbleibender Fließfähigkeit mit hohem Wirkungsgrad zubereitbar sind, indem das
Thermometer der Austragstelle betrieblich zugeordnet wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in hohem Maß störungssicher,
leicht zu bedienen, für kontinuierliche Arbeitsweise geeignet und in der Lage, hochqualitative
Formmassen mit äußerst hohem Wirkungsgrad bzw. höchster Wirtschaftlichkeit zu liefern.
Die Vorrichtung vermag daher in hohem Maße zur Rationalisierung des Herstellungsvorgangs
sowie zu Einsparungen bei Einsatz auf industrieller Basis beizutragen.
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Im folgenden sind die Einzelheiten des Mechanismus gemäß der Erfindung
im einzelnen erläutert: Zunächst wird die erste Möglichkeit zur Regelung oder Steuerung
der Bedingungen zum Kneten unter Erwärmung beim kontinuierlichen, automatischen
Walzverfahren gemäß der Erfindung näher beschrieben. Die um die Knetwalze herumgelegte
Lage wird vom Austragsohaber an der Stelle abgenommen, an welcher die vorgesehene
Temperatur erreicht ist, so daß eine Masse konstanter Güte erhalten wird. Wahlweise
kann
die Lage unter Verschiebung ihres Abzieh- oder Austragpunkts
abgenommen werden, so daß die Lage mit einer gewutrischten Temperatur abgenommen
werden kann. Der für das Abnehmen der Lage vorgesehene Schaber oder Abstreifer ist
so ausgebildet, daß er in Abhängigkeit von der Lagentemperatur verschiebbar ist.
Wenn nämlich die Temperatur der abgenommenen Lage die Solltemperatur übersteigt,
wird der Schaber in eine Position verschoben, in welcher die Lagentemperatur niedriger
ist. Fällt die Temperatur dagegen unter die Solltemperatur ab, so wird der Schaber
zur anderen Seite verschoben.
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2. Ein bedeutsames Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das bisher
übliche Walzensystem mit Zentralbohrung durch ein Walzensystem mit Durchgangs öffnungen
oder -kanälen ersetzt wird, so daß eine einfache und schnelle Regelung der Walzenoberflächentemperatur
in Abhängigkeit von änderungen der Lagentemperatur möglich ist. Beim Zentralbohrung-Walzensystem
wird das zur Beheizung der Walze(n) benutzte Medium lediglich durch das Zentrum
der betreffenden Walze geleitet, weshalb dieses System eine kleine Wärmeübergangsfläche
besitzt und nur langsam anspricht. Aus diesem Grund ist es bei diesem System äußerst
schwierig, die Temperatur an der Walzenoberfläche schnell und konstant zu regeln.
Beim erfindungsgemäß verwendeten Walzensystem mit Durchgangskanälen sind dagegen
in dem dicht an der Walzenmantelfläche befindlichen Bereich zahlreiche Heizmedium-Kanäle
ausgebildet, so daß der Wärmeübergangs-Wirkungsgrad merklich erhöht und eine schnelle
Regelung der Walzentemperatur gewährleistet werden kann.
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In Verbindung mit dem kontinuierlichen, automatischen Walzverfahren
gemäß der Erfindung ist zudem auf folgendes hinzuweisen:
Die Temperaturen
an den verschiedenen Teilen der um die Walze herumgelegten Lage werden gemessen,
worauf die Bedingungen für das unter Erwärmung erfolgende Kneten durch Regelung
der Walzentemperatur so eingestellt werden, daß die Lagentemperatur an der Lagenaustragstelle
bei entsprechender Verschiebung des Austragschabers der vorgesehenen bzw. Solltemperatur
entspricht. Wenn die angestrebten Bedingungen hergestellt sind, wird dann die Lagenaustragposition
festgelegt und die kontinuierliche Zubereitung eingeleitet. Die Lagentemperatur
auf der Walze kann dabei je nach der Menge der aufgegebenen Ausgangsstoffe und anderen
Faktoren variieren.
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5. Gemäß einer anderen Möglichkeit zur Regelung oder Steuerung der
Bedingungen für das unter Erwärmung erfolgende Kneten nach dem kontinuierlichen,
automatischen Walzverfahren gemäß der Erfindung werden die Temperaturwerte an verschiedenen
Stellen der um die Knetwalze herumgelegten Gutlage gemessen und die Menge der zugeführten
Ausgangsstoffe so geregelt, daß die Temperatur der Lage an ihrem Ausgangspunkt der
Solltemperatur entspricht. Als Gutfördereinrichtung wird überlichweise ein Trommel-
bzw. Umlaufförderer, ein Schneckenförderer oder ein Bandfördersystem verwendet.
Beim Umlauf- bzw. Trommelförderer oder Schneckenförderer kann die Zufuhrmenge an
Gut durch Anderung der Fördererdrehzahl variiert werden, während dies beim Bandförderer
durch Änderung der Laufgeschwindigkeit dieses Förderers erfolgen kann.
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Nach jeder der angegebenen Möglichkeiten (1), (2) und ()) für das
kontinuierliche, automatische Walzverfahren läßt sich im Vergleich zum Chargenverfahren
ein gleichförmigeres und stabilisiertes, unter Erwärmung erfolgendes Kneten auf
den Walzen erzielen. Außerdem werden dabei die Ausgangsstoffe kontinuierlich zugeliefert,
wobei sie in Form einer
endlosen Lage vom einen Ende der um die
Walze herumgeschlungenen Lage oder an jeder beliebigen anderen Stelle abgenommen
werden können, so daß sich das erfindungsgemäße Zubereitungsverfahren zweckmäßig
durchführen läßt.
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Beim Chargenverfahren ist der Materialstrom dagegen nicht kontinuierlich,
und die Lagentemperatur variiert von Teil zu Teil bzw Charge zu Charge, weshalb
dieses Verfahren für die Regelung des Zubereitungsvorgangs nicht zu empfehlen ist.
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Wie erwähnt. können beim kontinuierlichen Walzverfahren, bei dem die
Temperatur der kontinuierlich abgezogenen Lage entsprechend geregelt wird, im Vergleich
zu den bisher angewandten Verfahren Schwankungen der Fließfähigkeit der Formmassen
unter Gewährleistung gleichmäßiger und ausgezeichneter Formbarkeit weitgehend ausgeschaltet
werden.
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Die Formmassen aus wärmehärtbaren Harzen, wie Phenol-, Epoxy-, Diallylphthalat-
und ungesättigten Polyesterharzen, können nach dem bisherigen Walzverfahren zubereitet
werden.
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Es hat sich allerdings herausgestellt, daß bei Anwendung der Erfindung
auf solche wärmehärtbaren Harze, welche nach einem Walzverfahren zu Formmassen umwandelbar
sind, aus jedem dieser Harze Formmassen erhalten werden können, die im Vergleich
zu den nach den bisherigen Verfahren erhaltenen Formmassen eine geringere Gütesbeuung
zeigen sowie hohe Gleichförmigkeit und Formbarkeit besitzen.
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Die erfindungsgemäßen Techniken lassen sich für die Behandlung aller
Arten von wärmehärtbaren Harzen, wie Phenol-, Epoxy-, Diallylphthalat- und ungesättigte
PolyesterharzeX anwenden, die in einem Walzvorgang zu Formmassen geformt werden
können. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können
also hochqualitative
Produkte auf den Markt gebracht werden, so daß dieses Verfahren einen erheblichen
technischen Fortschritt bietet.
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4. Nachstehend ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
auf die Zubereitung von Formmassen aus Phenolharz erläutert.
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Dabei wird zunächst das mittels einer Mischvorrichtung homogen gemischte
Ausgangsmaterial in einen getrennten Materialspeiser eingebracht, aus dem eine dosierte
Menge dieses Guts auf die Knetwalzen aufgebracht wird, Dem Gut wird dabei mittels
einer eine konstante Förderleistung besitzenden Pumpe, die in kbhängigkeit von der
Zufuhrmenge der Ausgangsstoffe betreibbar ist, kontinuierlich ein Lösungsmittel
zugesetzt, das gleichzeitig auch als Weichmacher wirkt. Ein gleichmäßiges Durchkneten
unter Erwärmung wird durch Regelung der zugefükrten Lösungsmittelmenge in Abhängigkeit
von der Zufuhrmenge der Ausgangsstoffe gewährleistet.
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Diese kontrollierte Zugabe des Lösungsmittels läßt sich dadurch erreichen,
daß das Lösungsmittel mit Hilfe einer (Sprü Düse auf die Ausgangsstoffe aufgesprüht
wird. Erfindungsgemäß kann als Lösungsmittel Wasser, Methanol, Furfural, Furfurylalkohol
usw. benutzt werden.
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5. Ein anderes Merkmal der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Zubereitung von Phenolharz-Formmassen für das Spritzformen, bei dem ein als
Ausgangsstoff für die Formmassen verwendeter, pulveriger Füllstoff zunächst in einem
Vorratsbehälter gespeichert wird, welcher aufgrund entsprechender Mechanismen als
Fluidisierungsmischer mit Feuchtigkeitsregeleinrichtung wirkt und in welchem der
Füllstoff
durch Luft oder durch feuchtigkeitsgesteuerte bzw. -geregelte
Luft aufgewirbelt und homogenisiert wird. Nach der Einstellung des Feuchtigkeitsgehalts
auf einen vorgesehenen Wert wird der Füllstoff mit den anderen Stoffen vermischt
und unter Erwärmung geknetet.
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Der erfindungsgemäß verwendete, pulverförmige Füllstoff kann von beliebiger,
für die Zubereitung von Phenolharz-Formmassen für das Spritzformen üblicher Art
sein. Beispiele für solche Füllstoffe sind organische Pulver, wie Holzmehl, Pulpe
bzw. Holzstoff, Walnußschalenmehl, Kokosnußschalenmehl usw., sowie anorganische
Pulver, wie pulverisiertes Aluminiumoxid, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Magnesit,
Glimmer, Ton, Kaolin, Talcum, Asbest, Siliziumoxidpulver, Diatomeenerde, Glas usw.,
wobei diese Stoffe jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwendet werden
können.
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Die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Vorrichtung ist ein
als Fluidisierungsmischer ausgebildeter und als solcher wirkender Vorratsbehälter,
durch den der Füllstoff mittels Luft oder feuchtigkeitsgeregelter Luft fluidisiert
und homogenisiert und außerdem in seinem Feuchtigkeitsgehalt auf einen geeigneten
Wert eingestellt wird.
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Das erfindungsgemäße Zubereitungsverfahren ermöglicht ein stabilisiertes
und gleichmäßiges Durchkneten der Masse unter Erwärmung, was für die Herstellung
von Formmassen hoher Güte wesentlich ist. Außerdem ermöglicht das Verfahren eine
einfache Einstellung der Fließfähigkeit des Guts, wobei auf eine besondere Einstellung
der Knetbedingungen für jeden Massenanteil verzichtet werden kann, so daß gleichförmige
Formmassen mit jeweils gleichem Fließ- und Aushärteverhalten und ohne Streuung zwischen
den einzelnen Anteilen erhalten werden können. Die erfindungsgemEß erhaltenen Formmassen
sind
beim Spritzformen ausgezeichnet formbar und praktisch frei von Schwankungen der
Formbarkeit und der Güte zwischen den einzelnen Formschüssen. Außerdem sind keine
Formbarkeits- und Güteuntersohiede zwischen den einzelnen Anteilen bzw. Chargen
zu beobachten, so daß mit diesen Formmassen äußerst stabil gleichbleibende Spritzformkörper
durch kontinuierliches und automatisches Spritzformen herstellbar sind.
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Da zudem das Speichern, das gleichmäßige Vermischen und die Feuchtigkeitsgehalteinstellung
des Füllstoffs beim erfindungsgemäßen Verfahren gleichzeitig erfolgen können, wird
insgesamt die Aufstellfläche für die Installation der Ausrüstungsteile verringert,
während auch die Mischzeit im Vergleich zu den bisherigen Verfahren verkürzt wird.
Darüber hinaus ist es dabei möglich, auftie Verfahrensschritte der Messung (Dosierung)
und Regelung jeder einzelnen Füllstofflosladung zu verzichten, so daß ohne das Erfordernis
für manuelle Arbeit Produkte mit stabilisierter Güte erzielbar sind, Die Erfindung
bietet somit hervorragende Möglichkeiten für die Rationalisierung des Herstellungsverfahrens
sowie wirtschaftliche Vorteile für industrielle Anwendungszwecke.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand von Vergleichsbeispielen und
Beispielen näher erläutert, in denen sich alle Teile- und Prozentangaben, soweit
nicht anders angegeben, auf Gewicht beziehen.
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Vergleichsbeispiel 1 loo Teile Phenolharz (üblicherweise ein Novolakharz)
werden mit 15 Teilen Hexamethylentetramin, 70 Teilen Holzmehl, 15
Teilen
Asbest, 4 Teilen Stearinsäure und 4 Teilen Lampenanze ruß vermischt, worauf dasSrunter
den üblichen kontinuierlichen Walzbedingungen einem Warmkneten mittels Walzen unterworfen
wird, und zwar unter Regelung der Walzentemperatur auf 90° C an der wärmeren Walze
und auf 60°C an der kühleren Walze und durch Einstellung der Gutzufuhrskala (entsprechend
der Aufgabegeschwindigkeit) auf 17 und der Lagenaustragskala (entsprechend der Länge
von der Gutaufgabeöffnung zur Lagenaustragstelle) auf 10. Unter diesen Bedingungen
werden Formmassen zubereitet.
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Die Temperatur der-abgezogenen Lage liegt während der Zubereitung
zwischen 980 und 1120C. Die Streuung der Fließfähigkeit der so erhaltenen Formmassen
beträgt 34, während die mit einer Versuchsform ermittelte Formbarkeit (Fülleigenschaft
und Aushärtbarkeit) in einem mittleren Bereich liegt.
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Beispiel 1 (a) Die gleichen Ausgangsstoffe wie in Vergleichsbeispiel
1 werden dem Warmkneten unter den folgenden Bedingungen des kontinuierlichen Walzens
unterworfen: Walzentemperatur auf der Seite höherer Temperatur auf 9o°C und auf
der Seite niedrigerer Temperatur auf 60°C und Gutzufuhrskala (Aufgabegeschwindigkeit)
auf 17 eingestellt.
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Zur Erzielung der gewünschten Fließfähigkeit wird die Lagenabzieh-
bzw. austragstelle so eingestellt, daß die Temperatur der abgezogenen Lage im Bereich
von 1070 bis 110°C liegt, während die Skala der Lagenaustragstelle zwischen 8 und
11 variiert wird. Dabei beträgt die Streuung der Fließfähigkeit der erhaltenen Formmassen
nur 5X, und die mit einer Versuchsform ermittelte Formbarkeit ist ausgezeichnet.
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(b) Die gleichen Ausgangsstoffe wie im Vergleichsbeispiel 1 werden
dem Warmkneten unter den folgenden Bedingungen des knntinuierlichen Walzen unterworfen:
Walzentemperatur an der Seite höherer Temperatur auf 155°C und an der Seite 0 niedrigerer
Temperatur auf 8o C eingestellt; Gutzufuhrgeschwindigkeitsskala (Aufgabegeschwindigkeit)
auf 21 eingestellt.
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Zur Erzielung der gewünschten Fließfähigkeit wird die Lagenaustragstelle
so eingestellt, daß die Temperatur der abgezogenen Lage im Bereich von 107 - 110°C
liegt, während die Skala der Lagenaustragstelle zwischen 7,5 und 10 variiert wird.
Dabei beträgt die Streuung der Fließfähigkeit der so erhaltenen Formmassen nur 6%,
und die mittels einer Versuchsform ermittelte Formbarkeit ist ausgezeichnet.
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Beispiel 2 Mit dem Ziel, Formmassen mit demselben Fließfähigkeitsgrad
wie bei den Formmassen gemäß Beispiel 1 zu erhalten, werden Ausgangsstoffe im selben
Gemisch wie nach Vergleichsbeispiel 1 unter Erwärmung einem Knetvorgang unterworfen,
bei dem die Gutzufuhrskala auf 17 und die Lagenaustragskala auf 1o eingestellt sind
und die Walzentemperatur so geregelt wird, daß die Temperatur der abgezogenen Lage
im Bereich von 85 - looOC liegt. Die Walzentemperatur beträgt an der Walze mit höherer
Temperatur 85 - ?ooOC und an der Walze mit niedrigerer Temperatur 55 - 7oOC.
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Die Fließfähigkeitsstreuung der erhaltenen Formmassen beträgt 6%,
und jede Formmasse besitzt eine ausgezeichnete Formbarkeit in der Versuchsform.
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Beispiel 3 Ahnliche Warmknetvorgänge werden unter Verwendung der Ausgangsstoffe
im gleichen Mischungsverhältnis wie in Vergleichsbeispiel 1 durchgeführt, wobei
die Walzentemperatur auf der Seite höherer Temperatur auf 9o°C und auf der Seite
niedrigerer Temperatur auf 60°C und die Lagenaustragskala auf 10 eingestellt werden.
Die Gutzufuhrskala wird so eingestellt, daß die Temperatur der abgezogenen Lage
im Bereich von 107 -110°C liegt. Zu diesem Zweck wird die Gutzufuhrskala zwischen
15 und 24 variiert.
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Die Streuung der Fließfähigkeit der dabei erhaltenen Formmassen beträgt
5%, und die Formbarkeit dieser Formmassen in einer Versuchsform erweist sich als
ausgezeichnet.
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Vergleichsbeispiels 2 loo Teile eines handelsüblichen Epoxyharzes
werden mit 1o Teilen Diaminodiphenylmethan, 100 Teilen Ton, 40 Teilen Glasfasern,
4 Teilen Zinkstearat und 4 Teilen Ruß vermischt, um die Ausgangsmasse für Epoxyharz-Formmassen
zu bilden.
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Diese Ausgangsmasse wird dann unter den üblichen Bedingungen des kontinuierlichen
Walzens einem Durchkneten unter Erwärmung unterworfen, wobei die Walzentemperatur
an der Seite höherer Temperatur auf 95 0C und auf der Seite niedrigerer Temperatur
auf 60°C eingestellt wird sowie die Gutzufuhrskala auf 16 und die Lagenaustragskala
auf 19 gesetzt werden. Bei dieser Verarbeitung werden entsprechende Formmassen erhalten.
Die Austragstemperatur der Lage liegt bei 77 - 860C.
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Die Fließfähigkeitsstreuung der so erhaltenen Formmassen beträgt 27%
und die Formbarkeit dieser Massen in einer Versuchsform kann als gut eingestuft
werden.
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Beispiel 4 Die gleiche Ausgangsmasse wie beim Vergleichsbeispiel 2
wird unter Erwärmung mittels Knetwalzen und unter den gleichen Bedingungen wie in
Vergleichsbeispiel 2 bezüglich der Einstellung der Walzentemperatur und der Gutzufuhrmenge
durchgeknetet, wobei jedoch die Lagenaustragstelle so eingestellt wird, daß die
Austragstemperatur der Lage im Bereich von 79 - 82 0C liegt. Die Skala der Lagenaustragstelle
wird zwischen 16 und 21 variiert.
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Die Fließfähigkeitsstreuung der auf diese Weise zubereiteten Formmassen
beträgt 5%, und jede Formmasse zeigt eine ausgezeichnete Formbarkeit in einer Versuchsrorm.
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Beispiel 5 Die auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2 zubereiteten
Ausgangsmassen werden unter Erwärmung durchgeknetet wobei die Ausgangsstoff-Zufuhrskala
auf 16 und die Lagenaustragskala auf 19 eingestellt sind und die Walzentemperatur
so geregelt wird, daß die Temperatur der abgezogenen Lage im Bereich von 79 - 820C
liegt. Die Walzentemperatur beträgt dabei an der wärmeren Seite 80 - looOC und an
der kühleren Seite 65 - 750C.
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Die auf diese Weise erhaltenen Formmassen besitzen eine Fließfähigkeitsstreuung
von nur 5% und eine ausgezeichnete Formbarkeit in einer Versuchsform.
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Beispiel 6 Die gleichen Ausgangsmassen wie beim Vergleichsbeispiel
2 werden unter Erwärmung durchgeknetet, indem die Walzentemperatur an der wärmeren
Seite auf 95 0C und auf der kühleren
Seite auf 60°C, die Lagenaustragskala
auf 19 und die Gutzufulrrskala so eingestellt werden, daß die Austragstemperatur
der Lage im Bereich von 79 - 820C liegt. Dazu wird die Gutzufuhrskala zwischen 17
und 25 variiert.
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Die Streuung der Fließfähigkeit der so erhaltenen Formmassen beträgt
5%, und jede Masse zeigt in einer Versuchsform eie ausgezeichnete Formbarkeit.
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Vergleichsbeispiel 2 Zu 100 Teilen Diallylphthalatharz (Diallylorthophthalat)
werden 4 Teile tert.-Butylperbenzoat, , loo Teile Glasfasern, 50 Teile Calciumcarbonat,
4 Teile Calciumstearat und rr Teile Ruß zugemischt, um die Ausgangsmassen für Diallylphthalatharz-Formmassen
zu bilden, die dann unter den üblichen kontinuierlichen Walzknetbedingungen einem
Warmkneten unterworfen werden, nämlich bei einer Temperatur von 80 C an der wärmeren
Walze und von 650C an der kühleren Walze sowie bei Einstellung der Gutzufuhrskala
auf 17 und der Lagenaustragskala auf 55.
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Die Fließfähigkeitsstreuung der so erhaltenen Formmassen beträgt 36%,
und die Formbarkeit (Füllfähigkeit und Aushärtbarkeit) dieser Formmassen in einer
Versuchsform entspricht einer mittleren Güte.
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Die Lagentemperatur während des Zubereitungsvorgangs liegt bei 92
- 10)°C.
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Beispiel 7 Die gleichen Ausgangsmassen wie beim Vergleichsbeispiel
5 werden unter denselben Bedingungen wie bei diesem Vergleichsbeispiel 5 bezüglich
der Einstellung der Walzentemperatur und der Gutzufuhrskala unter Erwärmung geknetet,
wobei jedoch die Lagenaustragstelle so eingestellt wird, daß die Temperatur
der
abgezogenen Lage im Bereich von 97 - 1co°C liegt.
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Dazu wird die Skala der Lagenaustragstelle zwischen 30 und 76 variiert.
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Die erhaltenen Formmassen besitzen eine Fließfähigkeitsstreuung von
6% und eine ausgezeichnete Formbarkeit.
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Beispiel 8 Dieselben Ausgangsmassen wie in Vergleichsbeispiel 3 werden
unter Erwärmung geknetet, wozu die Gutzufuhrskala auf 17 und die Lagenaustragskala
auf 35 eingestellt werden, während die Walzentemperatur so eingestellt wird, daß
die Austragstemperatur der Lage im Bereich von 97 - 100°C liegt.
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Die Walzentemperatur beträgt dabei an der wärmeren Seite 80-90°C und
an der kühleren Seite 60 - 70°C.
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Die so erhaltenen Formmassen besitzen eine Fließfähigkeitsstreuung
von 5% und eine ausgezeichnete Formbarkeit.
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Beispiel 9 Die gleichen Ausgangsstoffe bzw. -massen wie beim Vergleichsbeispiel
7 werden unter Erwärmung bei einer Walzentemperatur von 80°C an der wärmeren Seite
und von 650C an der kühleren Seite sowie bei Einstellung der Lagenaustragskala auf
55 durchgeknetet, während die Gutzuführskala so eingestellt ist, daß die Temperatur
der abgezogenen Lage im Bereich von 97 - 100°C liegt. Die Gutzufuhrskala wird dazu
zwischen 15 und 20 variiert.
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Die Streuung der Fließfähigkeit der dabei erhaltenen Formmassen beträgt
5%, und jede dieser Formmassen zeigt beim Formen in einer Versuchsfom eine ausgezeichnete
Formbarkeit.
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Vergleichsbeispiel 4 Zu loo Teilen ungesättigten Polyesterharzes (Tetraphthalsäure-Typ)
werden 1o Teile Diallylphthalatmonomeres, 3 Teile tert-ButylperbenzoatJ 1oo Teile
Glasfasern, 200 Teile Galciumcarbonat, 4 Teile Zinkstearat und 4 Teile Ruß zugemischt,
um die Ausgangsmassen für ungesättigte Polyesterharz-Formmassen zu bilden. Diese
Ausgangsmassen werden unter den üblichen Bedingungen beim kontinuierlichen Walzkneten
erwärmt und geknetet, nämlich bei Einstellung der Walzentemperatur auf 95°C an der
Seite höherer Temperatur und auf 70°C an der Seite niedrigerer Temperatur sowie
bei Einstellung der Gutzufuhrgeschwindigkeits-Skala auf 17 und der Austragpositionsskala
auf 55.
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Die Streuung der Fließfähigkeit der so erhaltenen Formmassen beträgt
44%, und die Formbarkeit (Füllfähigkeit und Aushärtbarkeit) in einer Versuchsform
entspricht einem mittleren Güte grad.
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Die Lagentemperatur beträgt während des Zubereitungsvorgangs 78 -
9o°C.
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Beispiel io Die nach Vergleichsbeispiel 4 zubereiteten Ausgangsmassen
werden unter denselben Bedingungen des kontinuierlichen Walzknetens wie beim Vergleichsbeispiel
4, nämlich bezüglich der Einstellung der Walzentemperatur und der Gutzufuhrskala
unter Erwärmung durchgeknetet, während die Lagenaustragstelle so eingestellt wird,
daß die Temperatur der abgezogenen Lage im Bereich von 81 - 840C liegt. Die Skala
der Lagenaustragstelle wird zu diesem Zweck zwischen 31 und )6 variiert.
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Die so erhaltenen Formmassen besitzen eine Fließfähigkeitsstreuung
von 6% und eine ausgezeichnete Formbarkeit.
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Beispiel 11 Die gleichen Ausgangsmassen wie beim Vergleichsbeispiel
4 werden unter Einstellung der Gutzufuhrskala auf 17, der Lagenaustragskala auf
35 und der Walzentemperatur auf einen solchen Wert, daß die Temperatur der abgezogenen
Lage im Bereich von 81 - 840C bleibt, unter Erwärmung durchgeknetet.
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Hierbei beträgt die Walzentemperatur an der wärmeren Seite 85 - ?ooOC
und an der kühleren Seite 65 - 8o0C.
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Die dabei erhaltenen Formmassen zeigen eine Fließfähigkeitsstreuung
von 6 und eine ausgezeichnete Formbarkeit.
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Beispiel 12 Die gleichen Ausgangsstoffe oder -massen wie beim Vergleichsbeispiel
4 werden unter Erwärmung geknetet, wozu die Walzentemperatur an der wärmeren Seite
auf 95 0C und an der kühleren Seite auf 70 0C und die Lagenaustragskala auf 35 eingestellt
werden. Die Gutzufuhrskala wird dabei so eingestellt, daß die Temperatur der abgezogenen
Lage im Bereich von 81 - 840C liegt. Die Gutzufuhrskala wird dazu zwischen 14 und
25 variiert.
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Die resultierenden Formmassen zeigen eine Fließfähigkeitsstreuung
von 5% und bei Versuchen mit einer Versuchs form eine ausgezeichnete Formbarkeit.
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Beispiel 13 Die Streubereiche der Fließfähigkeit, der Formbarkeit
und der Verarbeit-barkeit der auf die beschriebene Weise erhaltenen Formmassen wurden
auf die in der folgenden Tabelle angegebene Weise untersucht. Wie aus dieser Tabelle
hervorgeht, besitzen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Phenolharz-
Formmassen
eine geringe Streuung der Fließfähigkeit und eine ausgezeichnete Formbarkeit. Die
Verarbeitbarkeit wurde aufgrund der Aufgabe der Stoffe auf die Knetwalzen verbessert.
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TABELLE Vergleichs- Vergleichsbeispiel 5 beispiel 6 Beispiel 15 Verfahren
Füllstoff in Füllstoff konti- Füllstoff konti-Mischer nuierlich auf nuierlich zur
zugegeben Walzen aufgegeben. walzen aufgege-(Kein geregeltes ben (i vorge-Verhältnis
zu Aus- schriebener Mengangsstoffen re entsprechend der Ausgangsstoffzufuhr zugesetzt)
Streuung der Groß Mittel Gering Fließfähigkeit Formbarkeit Ausreichend Gut Ausgezeichnet
Verarbeit- Mangelhaft Gut barkeit Vergleichsbeispiel 7 Es werden wahllos 20 verschiedene
Proben von jedem der pulverförmigen Füllstoffe Holzmehl, Calciumcarbonat und Ton
zubereitet. Die Wassergehalte der Proben, nach 3-stündigem Erwärmen auf 100°C gemessen,
sind dabei folgende: Holzmehl maximal 13,4%, minimal 4,3%; Calciumcarbonat maximal
1,6%, minimal 0,1%; Ton maximal 5,4%, minimal o,2%. Sodann werden 70 Teile jeder
Holzmehlprobe, 30 Teile jeder Calciumcarbonatprobe und 10 Teile jeder Ton-Probe
einem Gemisch aus 100 Teilen Novolakharz, 15 Teilen Hexamethylentetramin, 4 Teilen
Stearinsäure, 4 Teilen Lampenruß und 4 Teilen Furfurol zugesetzt. Aus den Gemischen
werden durch unter Erwärmung erfolgendes
Kneten bei Knetwalzentemperaturen
von 140°C bzw. 85 0C zwanzig Formmassenchargen zubereitet. Die für die Einstellung
der Fließfähigkeit bzw. Fluidität während des Durchknetens unter Erwärmung erforderliche
Walzknetzeit beträgt - 6 min.
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Jede dieser Formmassen wird unter Verwendung einer handelsüblichen
Spritzformmaschine und einer Versuchsform kontinuierlich geformt. Dabei werden die
Püllfähigkeit bzw. der Füllungsgrad bei jedem Schuß' das äußere Aussehen und die
,St eifigkeit der Formkörper bestimmt, wobei der Gesamt-Fehlerfreiheitsgrad als
Formbarkeit (in %) ausgedrückt wird.
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Der höchste Formbarkeitsgrad bei diesen 20 Chargen der Form massen
beträgt 100% und der niedrigste 45%.
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Beispiel 14 Das gesamte restliche Holzmehl von 20 verschiedenen3 nach
Vergleichsbeispiel 7 gebildeten Proben wird in einen Fluidisierungsmischer eingegeben
und in diesem 48 h lang mittels auf eine Feuchtigkeit von 24 - 55% eingestellter
Luft gemischt und fluidisiert. Nach der Behandlung wird das Holzmehlgemisch in 20
Proben aufgeteilt, die einen maximalen Feuchtigkeitsgehalt von 7,1% und einen minimalen
Feuchtigkeitsgehalt von 6,5% besitzen. Jeweils 70 Teile jeder dieser Holzmehlproben
werden einem Gemisch aus ioo Teilen Novolakharz, 15 Teilen Hexamethylentetramin,
30 Teilen Calciumcarbonat, 10 Teilen Ton, 4 Teilen Stearinsäure, 4 Teilen tampenruß
und 4 Teilen Furfural zugesetzt. Die Gemische werden unter Erwärmung bei Walzentemperaturen
von 140°C bzw. 850C zu 20 Formmassen-Chargen geknetet. Die für die Einstellung der
Fließfähigkeit während des Durchknetens erforderliche Walzknetzeit beträgt 4 - 4,5
min. Die Formbarkeit dieser 20 Formmassen-Chargen beim Spritzformen zeigt einen
Höchstwert von 100% und einen Mindestwert von 97%.
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Beispiel 15 Die Gesamtmenge der 20 Proben des Calciumcarbonats und
der 20 Proben des Tons, die nach Vergleichsbeispiel 7 zubereitet worden sind, werden
jeweils in einen Wirbelmischer eingegeben und in diesem mit auf einen Feuchtigkeitsgehalt
von 24 - 35% eingestellter Luft gemischt und aufgewirbelt.
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Nach dieser Behandlung wird jede Masse in zwanzig Proben aufgeteilt.
Der Wassergehalt beträgt maximal o,3% und minimal o,1% für Calciumcarbonat sowie
maximal o,5% und minimal o,2% für Ton. Sodann werden 50 Teile jeder Calciumcarbonatprobe,
1o Teile jeder Ton-Probe und 70 Teile jeder Holzmehlprobe nach Beispiel 14 einem
Gemisch aus loo Teilen Novolakharz, 15 Teilen Hexamethylentetramin, 4 Teilen Stearinsäure,
4 Teilen Lampenruß und 4 Teilen Furfural zugesetzt. Aus den Gemischen werden durch
unter Erwärmung erfolgendes Kneten bei Walzentemperaturen von 1400 bzw. 850C zwanzig
Forinmassen-Chargen zubereitet. Die Walzknetzeit beträgt konstant 4 min, wobei ohne
spezielle Einstellung der Bedingungen jeweils der gleiche Fließfähigkeitsgrad erreicht
wird. Die Formbarkeit dieser 20 Chargen der Formmassen beträgt maximal 1ovo% und
minimal 99%.