DE3788706T2

DE3788706T2 - Verfahren zur Herstellung einer Feinkomponenten-Dichtungsmasse.

Info

Publication number: DE3788706T2
Application number: DE87115475T
Authority: DE
Inventors: Masamichi Danjo; Takayuki Kabasawa; Koichi Kano; Etuo Okada
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1986-10-23
Filing date: 1987-10-22
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2007-10-23
Also published as: US4810098A; JPS63234079A; JPH0476395B2; DE3788706D1; EP0264938A3; KR880005233A; EP0264938A2; EP0264938B1; KR950008652B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines einkomponentigen Dichtmittels, und genauer gesagt auf ein Verfahren zum Herstellen eines einkomponentigen Dichtmittels, welches in kontinuierlicher und effizienter Weise hergestellt werden kann, ohne durch die Umgebungsbedingungen am Ort der Herstellung beeinflußt zu werden, während das Niveau der Produkteigenschaften innerhalb eines gegebenen Bereiches aufrechterhalten wird.
Aus der Druckschrift "Kunststoff-Maschinen-Führer", von F. Johannaber und K. Stoeckhert, Carl Hanser Verlag, 1984, sind Mischmaschinen für die Herstellung oder Handhabung von Kunststoffen bekannt, wobei man von den in dieser Druckschrift dargestellten Maschinen ableiten kann, daß sie zur Durchführung eines Verfahrens zum Mischen von Pulvern und Zusätzen einschließlich des Mischungsvorganges geeignet sind. Darüberhinaus bezieht sich diese Druckschrift auch auf Maschinen für den Betrieb unter Vakuum, was zu einem Entgasen entsprechender Mischungen führen könnte.
Die EP-A-119.696 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines geschäumten Polyesterharzes niedriger Dichte, wobei dieses Harz von einem Speicherbereich her dosiert wird, in einer Heizzone erhitzt wird, zu einer ersten Mischzone transportiert wird, wo eine kleinere Menge eines Aufschäum- bzw. Blähmittels hinzugefügt und mit dem Polyesterkunstharz gemischt wird, und wobei weiterhin das aktivierte Kunstharz zu einem zweiten Mischbereich transportiert wird, wo es mit einer kleineren Menge eines Katalysators gemischt wird.
Die GB-B-1.111.693 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer ausdehnbaren, homogenen Mischung, insbesondere eines Phenolharzes, wobei Flüssigkeiten unter Temperaturkontrolle gemischt werden müssen, und wobei eine dritte Komponente in einen Mischer eingespritzt wird.
Die BE-B-640.357 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Mischung von Polyvinylpulver in einer Flüssigkeit, um eine homogene Suspension zu bilden, um beim Erwärmen ein schnelles Verschmelzen der jeweiligen Komponenten zu erreichen.
Ein Verfahren zum Mischen eines ersten Kunstharzmaterials, weiches aufgeschmolzen werden soll, mit einem Plastifizierer, und mit anschließendem Mischen der entstehenden Mischung mit einem zweiten Kunstharzmaterial, welches gegossen bzw. geformt werden soll, ist aus der JP-A- 57-22009 bekannt.
Ein Verfahren zum Herstellen eines unter Feuchtigkeit aushärtenden einkomponentigen Dichtmittels ist bereits als Verfahren zum Herstellen eines einkomponentigen Dichtmittels bekannt. Dieses Verfahren beinhaltet das Mischen eines vorläufig getrockneten Pulvers (z. B. Ruß, Calciumcarbonat oder dergleichen) mit einem Vorpolymerisat, sowie Mischen eines Katalysators mit der daraus entstandenen Mischung.
Da das Mischen mit einem Mischer in der Umgebungsluft statt findet, sind jedoch die folgenden Probleme mit diesem Verfahren verknüpft:
(a) Die Produktivität ist sehr gering und die Produktqualität leidet unter Instabilität aufgrund von Feuchtigkeit in der Luft,
(b) der Unterschied bzw. die Abweichungen zwischen verschiedenen Mischungen sind groß und auch der Verlust bei der Herstellung ist groß und
(c) es ist viel Arbeit und Zeit erforderlich, um die Ausrüstung zu reinigen.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Beachtung der oben erwähnten Probleme des konventionellen Verfahrens gemacht. Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Herstellen eines einkomponentigen Dichtmitteis bereitzustellen, das in effizienter Weise hergestellt werden kann, ohne durch Umgebungsbedingungen am Ort der Herstellung beeinflußt zu werden, indem eine kontinuierliche Herstellung in einem hermetisch abgeschlossenen Produktionsstrang ermöglicht wird.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Herstellen eines einkomponentigen Dichtmittels bereitzustellen, mit welchem die Schwankungsbreite der Eigenschaften, wie z. B. der Speicherstabilität bzw. Langzeitstabilität und der Viskosität, minimiert werden kann und das es ermöglicht, daß die Ausrüstung bzw. Ausrüstungsgegenstände nur in speziellen Teilen zu vorgegebenen Zeitabschnitten gereinigt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die vorstehend erwähnten Aufgaben gelöst durch ein Verfahren, welches die Schritte der anhängenden Ansprüche 1 bzw. 2 aufweist
Die zugehörige Figur ist ein Blockdiagramm des Verfahrens zum Herstellen eines einkomponentigen Dichtmittels gemäß der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf die Figur wird die Erfindung jetzt anhand eines Beispieles beschrieben.
Die Figur zeigt ein Blockdiagramm des Verfahrens zum Herstellen eines einkomponentigen Dichtmittels gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Verfahren zum Herstellen eines einkomponentigen Dichtmittels macht hauptsächlich Gebrauch von einer Zufuhrleitung 10 für Pulver-Rohmaterial (z. B. Ruß oder Calciumcarbonat als Verstärkungsmittel oder als Streckmittel), einer Zufuhrleitung 20 für ein Vorpolymerisat, einer Zufuhrleitung 30 für einen Plastifizierer bzw. Weichmacher und einer Zufuhrleitung 40 für einen Katalysator. Zwischen den Speichertanks für die jeweiligen Rohmaterialien bis hin zu Füllmaschinen sind hermetisch abgeschlossene Leitungen ausgebildet, die von der äußeren Atmosphäre abgeschirmt sind (gemäß einem Bereich, der durch die strichpunktierte Linie umrissen ist).
Der Aufbau der jeweiligen Zufuhrleitungen bzw. Zufuhrwege oder -linien wird jetzt beschrieben. Die Zufuhrleitung 10 für das pulvrige Rohmaterial führt zu einem Pulverspeichertank 10C, und zwar über einen Pulvertrockner 10A und einen Pulverkühler 10B. Das pulverige Rohmaterial, weiches aus dem Pulverspeichertank 10C abgegeben wird, wird durch einen Schneckenförderer 10F und einen Pulverzuführer 10E nach dem Abwiegen einer vorgegebenen Menge des Materials einem Mixer 50 zugeführt.
Der Vorgang bis zum Speichern des zuvor erwähnten pulvrigen Rohmaterials in einem Speichertank läuft folgendermaßen ab. Das pulverige Rohmaterial wird vorläufig in einem Pulvertrockner 10A angeordnet, wo es durch Dampfheizung und Heißluftzufuhr getrocknet wird, während es durch Umrühren gemischt wird bzw. in Mischbewegung gehalten wird. Dann wird es an einen Pulverkühler 10B übergeben, wo es mit Hilfe von Kühlwasser gekühlt wird. Das getrocknete und gekühlte Pulver wird in dem Pulverspeichertank 10C gespeichert.
In einer Vorpolymerisatzufuhrleitung 20 wird eine vorgegebene Menge eines Vorpolymers bzw. Vorpolymerisats in einem Vorpolymerisatspeichertank 20A gespeichert und über eine Pumpe 20B, einen Strömungsmesser 20C und einen statischen Mischer 20D einem Mischer 50 zugeführt, der für das Mischen des pulvrigen Rohmaterials und des Vorpolymerisats verwendet wird.
In einer Zufuhrleitung 30 für einen Plastifizierer bzw. Weichmacher, wird ein Weichmacher (z. B. Dialkylphthalat oder dergleichen) mit Dampf erhitzt, unter vermindertem Druck und durch Rühren dehydriert und in einem Dehydriertank 30A gekühlt. Dann wird er zu einen Speichertank 30B weitergeleitet, wo er gespeichert wird.
Der gespeicherte Weichmacher wird dann abgemessen bzw. dosiert in Vorbereitungstanks 30E und 30F unter Verwendung einer Pumpe 30C und eines Strömungsmessers 30D.
Eine vorbestimmte Menge von Zusätzen wird dem oben erwähnten Vorbereitungstank 30E zugeführt, wobei unter vermindertem Druck gerührt wird. Dann wird die sich daraus ergebende Mischung an einen Speichertank 30H weitergeleitet, wo sie gespeichert wird.
Eine vorbestimmte Menge eines Katalysators (der z. B. ein Amin oder dergleichen aufweist), wird dem Vorbereitungstatik 30F zugeführt, wobei unter vermindertem Druck gerührt wird. Dann wird die sich daraus ergebende Mischung an einen Speichertank 30 l weitergegeben, wo sie gespeichert wird.
Der oben erwähnte Weichmacher, die Zusätze und der Katalysator werden in den Speichertanks 30B, 30H und 30 l durch Umlauf von temperaturregelndem, warmen Wasser auf konstanter Temperatur gehalten.
Der Grund, weshalb kleinere Mengen der Zusätze und des Katalysators dem Weichmacher beigefügt werden, um Grundmischungen bzw. Ausgangssubstanzen herzustellen, bevor sie den Mischern 50 und 70 zugeführt werden, wie oben beschrieben, liegt darin, daß ein gleichmäßiges Mischen und Verteilen der Zusätze und des Katalysators in den Mischern 50 und 70 dadurch ermöglicht wird und daß die Dosiergenauigkeit verbessert wird.
Da eine Mehrzahl von Vorbereitungstanks 30F und Speichertanks 30 l vorgesehen sind, kann eine Mehrzahl von Dichtmittein mit verschiedenen Eigenschaften hergestellt werden, wobei die Hauptteile der Ausrüstung gemeinsam verwendet werden.
Der Fall, in weichem die oben erwähnten Rohmaterialien kontinuierlich in einem hermetisch geschlossenen Gerät gemischt werden, wird jetzt beschrieben.
Die in dem Speichertank 20A für das Vorpolymerisat und in dem Speichertank 30H für die Zusätze gespeicherten Materialien werden zu dem statischen Mischer 20B unter Druck zugeführt, während sie mit Hilfe der Pumpe 20B und des Strömungsmessers 20C, bzw. der Pumpe 30K und des Strömungsmessers 30L abgemessen bzw. dosiert werden. Die Materialien werden in dem statischen Mischer 20B miteinander vermischt und einem Mischer 50 zugeführt.
Gleichzeitig wird das in dem Pulvervorratstank 10C gespeicherte Pulver in einer vorbestimmten Menge über einen Schneckenförderer 10F und einen Pulverzuführer 10E einem Mischer 50 zugeführt, wo es mit den von dem statischen Mischer zugeführten Materialien gemischt wird. Wenn aufgrund der Anwesenheit kleinerer Mengen von Wasser, welches in dem pulverigen Rohmaterial verblieben ist, die Temperatur während des Mischens ansteigt, so wird die Reaktion des Vorpolymerisats gefördert bzw. beschleunigt. Das Mischen wird deshalb unter Kühlung in einer Art und Weise durchgeführt, daß ein homogenes, pastenartiges Material so schnell wie möglich erhalten werden kann.
Das gemischte, pastöse bzw. cremeartige Material wird unter Druck zu einer Pumpe 50A in eine Entgasungsvorrichtung 60 überführt, wo das pastöse Material unter vermindertem Druck entgast wird.
In dieser Entgasungsvorrichtung 60 wird das Material unter vermindertem Druck bei etwa 40ºC entgast. Damit wird in dem pastenartigen Material enthaltene Luft in wirksamer Weise entfernt Durch Erhitzen des pastenartigen Materials wird die Belastung unter Druckabfall zu Beginn aufgrund des Absenkens der Temperatur des Materials während eines Stillstandes abgesenkt und das Ausmaß des Entgasens wird verbessert.
Das in einem Zustand hergestellte Dichtmittel, in weichem Luft darin enthalten ist, wird unter dem Gesichtspunkt der geforderten Eigenschaften des Produktes und der Stabilität sowie Qualität desselben nicht bevorzugt.
Das so entgaste Material wird über eine Pumpe 60A und ein Strömungsmeßgerät 60B in einen Mischer 70 und dann in einen statischen Mischer 80 dosiert. Der in dem Speichertank 30 l gespeicherte Katalysator wird über eine Pumpe 40A und einen Strömungsmesser 40B in den Mischer 70 und dann in den statischen Mischer 80 dosiert, wobei der Katalysator mit der Paste bzw. Creme vermischt und in dieser verteilt wird.
Wenn der Katalysator im ersten Schritt dem System zugeführt wird, so entsteht die Gefahr, daß das Vorpolymerisat unter dem Feuchtigkeits-(Partial-)Druck in der Luft irgendwo in der Vorrichtung aushärtet und daß sich Stücke von dem ausgehärteten Produkt abschälen und in das Material eingearbeitet werden, weil die Aushärtreaktion von dem Zeitpunkt an, wenn das Material dem System zugeführt worden ist, bereits läuft oder abgelaufen ist. In Anbetracht dessen wird der Katalysator erst dem letzten Mischer zugeführt, um mit dem pastösen bzw. cremigen Material vermischt zu werden, welches sich in seinem stabilsten Zustand befindet, da es aufgrund des Entgasens von Luft frei ist.
Das gemischte Material wird mit Hilfe einer Füllmaschine 80A oder 80B in einen Kessel gefüllt
Vorzugsweise sollen der Weichmacher bzw. der Katalysator in Mengen von 10 bis 50% bzw. 0,01 bis 1%, bezogen auf 100% des Pulvers und des Vorpolymerisats, zugemischt werden.
Wenn die Menge des Weichmachers weniger als 10% beträgt, so wird die Härte so groß, daß das daraus entstehende Produkt als Dichtmittel ungeeignet ist. Wenn die Menge 50% übersteigt, wird die Härte zu gering. Deshalb sollte die Menge des Weichmachers vorzugsweise im Bereich von 10 bis 50% liegen.
Wenn die Menge des Katalysators geringer als 0,01% ist, so läuft im praktischen Gebrauch die Reaktion sehr langsam ab. Wenn die Menge 1% übersteigt, so ist die Topfzeit bzw. Verarbeitungszeit kurz, und die Speicher- bzw. Lagerstabilität wird beeinträchtigt deshalb ist eine solche Menge unter dem Gesichtspunkt der Bearbeitung und der Qualität nicht bevorzugt.
Demzufolge wird der Katalysator vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 1% verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein einkomponentiges Dichtmittel durch kontinuierliches Dosieren, Mischen und Entgasen der Materialien in hermetisch abgeschlossenen Anlagenteilen durchgeführt, wie oben beschrieben, so daß man die folgenden, ausgezeichneten Ergebnisse erhält.
(a) Das Dichtmittel wird unabhängig von den Umgebungsbedingungen am Ort der Herstellung hergestellt. Die Variationsbreite der Eigenschaften, wie z. B. der Lagerstabilität und der Viskosität, kann beträchtlich gesenkt werden.
(b) Es gibt keinen Verlust aufgrund der Adhäsion von Materialien an bzw. in einem Mischer.
(c) Das Reinigen der Anlage für jede Durchsatzmenge wie im Fall des konventionellen Verfahrens wird überflüssig, was zu einer verbesserten Arbeitsfähigkeit führt
(d) Die Sicherheit und Produktivität wird durch automatische Abläufe verbessert.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Mischung aus trockenem Pulver mit Zusätzen, einschließlich des Mischens und Entgasens der Mischung, wobei für die Herstellung eines einkomponentigen, unter Feuchtigkeit aushärtenden Dichtmittels das gesamte Verfahren in einem hermetisch abgeschlossenen System durchgeführt wird und die Schritte aufweist:

- kontinuierliches Zuführen eines trockenen Pulvermaterials, eines trockenen Vorpolymers und eines trockenen Weichmachers in entsprechende Speicherbehälter in dem hermetisch abgeschlossenen System,

- kontinuierliches Zuführen einer vorbestimmten Menge des Pulvermaterials, einer vorbestimmten Menge des Vorpolymerisats auf der Basis der Menge des Pulvermaterials, einer vorbestimmten Menge des Weichmachers, auf der Basis der Menge des Pulvermaterials und des Vorpolymerisats, und zwar aus den Speicherbehältern und zwar in einen Misch- und Entgasungsbereich,

- kontinuierliches Mischen und Entgasen der Mischung aus Pulvermaterial, Vorpolymerisat und Weichmacher in dem Misch- und Entgasungsbereich,

- kontinuierliches Zufügen und Mischen eines Katalysators zu der entgasten Mischung, und zwar in einer vorbestimmten Menge auf der Basis der Menge des Pulvermaterials, des Vorpolymerisats und des Weichmachers, und

- kontinuierliches Austragen der sich ergebenden Mischung zu einer Abfülleinrichtung.

2. Verfahren zum Herstellen einer Mischung aus trockenem Pulver mit Zusätzen einschließlich des Mischens und Entgasens der Mischung, wobei für die Herstellung eines einkomponentigen, durch Feuchtigkeit aushärtbaren Dichtmittels das gesamte Verfahren in einem hermetisch geschlossenen System durchgeführt wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

- kontinuierlich es Zuführen einer vorbestimmten Menge von trockenem Pulvermaterial, einer vorbestimmten Menge eines trockenen Vorpolymerisats auf der Basis der Menge des Pulvermaterials, und einer vorbestimmten Menge eines ersten Teiles eines trockenen Weichmachers auf der Basis der Menge des Pulvermaterials und des Vorpolymerisats, und zwar zu einem Mischer in dem hermetisch abgeschlossenen System, um eine pastenartige Mischung zu bilden,

- kontinuierliches Entgasen der pastenartigen Mischung in dem ersten Mischer unter Unterdruck,

- kontinuierliches Überführen der entgasten, pastenartigen Mischung zu einem zweiten Mischer,

- getrenntes Mischen einer vorbestimmten Menge eines Katalysators, auf der Basis der Menge des Pulvermaterials, des Vorpolymerisats und des ersten Teiles des Weichmachers, mit einer vorbestimmten Menge eines zweiten Teiles des Weichmachers auf der Basis der Menge des Pulvermaterials, des Vorpolymerisats und des ersten Teiles des Weichmachers,

- kontinuierliches Zuführen der so erhaltenen Mischung zu dem zweiten Mischer,

- Mischen der Mischung aus Katalysator und Weichmacher mit der engsten, pastenartigen Mischung in dem zweiten Mischer, und

- Austragen der entstehenden Mischung in dem zweiten Mischer zu einer Abfülleinrichtung.

3. Verfahren zum Herstellen einer Mischung aus trockenem Pulver mit Zusätzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator, bevor er mit der entgasten pastenartigen Mischung gemischt wird, mit einem Teil des Weichmachers gemischt wird.

4. Verfahren zum Herstellen einer Mischung aus trockenem Pulver mit Zusätzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß kleinere Mengen von Zusätzen dem Weichmacher hinzugefügt werden, bevor dieser mit dem Pulverrohmaterial und dem Vorpolymerisat gemischt wird.

5. Verfahren zum Herstellen einer Mischung aus trockenem Pulver mit Zusätzen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Muttermischungen bzw. Vormischungen aus Weichmacher gemischt mit Additiven oder Katalysator in dem hermetisch abgeschlossenen System gespeichert werden.

6. Verfahren zum Herstellen einer Mischung aus trockenem Pulver mit Zusätzen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Weichmachers in einem Bereich von 10% bis 50%, bezogen auf die Menge des Pulvers und des Vorpolymerisats, liegt.

7. Verfahren zum Herstellen einer Mischung aus trockenem Pulver mit Zusätzen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Katalysators in einem Bereich zwischen 0,01% bis 1%, bezogen auf die Menge von Pulver und Vorpolymerisat, liegt.