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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das kontinuierliche Beschichten von
Stücken
oder Kernen eines Gummimaterials, wie Kaugummi oder Bubblegum. Die
Gummikerne werden in rotierenden Trommeln durch Sprühen beschichtet,
während
sie erhitzt und getrocknet werden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es
gibt zahlreiche bekannte beschichtete Kaugummi- und Bubblegum-Produkte.
Eines dieser Produkte ist der Kaugummi der Marke Chiclets, hergestellt
von der Firma Warner-Lambert. Herkömmlicherweise werden beschichtete
Kaugummi- und Bubblegum-Produkte
durch zeitaufwändige
und arbeitsintensive chargenartige Herstellungsverfahren erzeugt.
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Für Chargenverfahren
werden große
rotierende Behälter
verwendet, um die Gummikerne oder -stücke zu beschichten. Anfangs
wird das Gummimaterial durch eine Standardextrusion oder durch Chargenverfahren
hergestellt und in große
dünne Materiallagen
mit einer Breite von einigen Inch oder einem Fuß oder mehr geformt. Trennungslinien
werden in die Gummilagen gedrückt
oder ausgebildet, wodurch die Formen der kleineren Stücke (a/k/a "Kerne") aus Gummi gebildet
werden und die Lagen dann in einer kühleren oder unter einer gekühlten Atmosphäre gelagert
werden können,
um sie für
eine Weiterverarbeitung in den gewünschten Zustand zu bringen.
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Entsprechend
den gegenwärtigen
chargenartigen Verfahren, die zum Beschichten der Gummikerne verwendet
werden, werden die Lagen aus Gummimaterial in rotierende Mischer
abgeladen, wo sie getrennt und in einzelne Kerne durch ein Taumelverfahren
aufgebrochen werden. Danach wird eine Beschichtungslösung, wie
ein Zuckersirup, dem Mischer hinzugefügt, während sich der Mischer dreht.
Heißluft
mit einer Temperatur von etwa 48,9°C (etwa 120°F) wird verwendet, um die beschichteten Kerne
zu trocknen.
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Um
ein gleichförmiges
und durchgehend beschichtetes Gummiprodukt mit einer Beschichtung der
gewünschten
Dicke zu bilden, wird dieses Verfahren zahlreiche Male wiederholt,
bis die erforderliche Beschichtung abgeschlossen ist. Um eine annehmbare
Beschichtung zu erzeugen, kann dieses Verfahren bis zu 40–50 mal
wiederholt werden, wobei jedes Mal kleine dünne Schichten hinzugefügt werden.
Dieses Verfahren kann zum Fertigstellen bis zu 6–7 Stunden benötigen und
ist arbeitsintensiv.
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Auf
die gleiche Weise ist es auch möglich, eine
abschließende
Wachsbeschichtung hinzuzufügen,
um eine glänzende
Oberfläche
auf den beschichteten Gummiprodukten zu erzeugen. Sobald sämtliche
Beschichtungsschichten fertiggestellt sind, werden die beschichteten
Gummistücke
zu einer anderen Station oder einem anderen Bereich überführt, wo
sie auf eine herkömmliche
Weise zusammengesetzt und verpackt werden.
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US 5010838 betrifft ein
Gerät zum
kontinuierlichen Beschichten von essbaren Kernen in Pfannen, das
eine Beschichtungstrommel zum Drehen um eine geneigte Achse und
zumindest eine Nachbehandlungstrommel enthält, die ebenfalls zum Drehen um
eine geneigte Achse angeordnet ist. Die Beschichtungstrommel und
die Nachbehandlungstrommel weisen jeweils eine Einlassöffnung an
deren oberen axialen Ende und eine Auslassöffnung an deren un teren axialen
Ende auf. Ein Mittel zum Zuführen
von trocknendem Gas, wie Luft, zu den essbaren Kernen, solange sie
in den Trommeln sind, ist vorgesehen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Beschichtungsverfahren
für Kaugummi-
und Bubblegum-Produkte bereitzustellen. Es ist eine andere Aufgabe
der Erfindung, die Zeit und die Arbeit zu verringern, die gegenwärtig benötigt wird,
um beschichtete Gummiprodukte herzustellen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
bereitzustellen, das kontinuierlich Stücke oder Kerne aus Gummimaterial
beschichtet. Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
beschichtete Kaugummi- und Bubblegum-Produkte herzustellen, die
auf eine schnellere, weniger teure und effizientere Weise hergestellt
werden, als gegenwärtige
chargenartige Verfahren.
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Diese
und andere Aufgaben und Zwecke der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung der Erfindung offenbar, wenn sie
im Einklang mit den beigefügten
Zeichnungen und anhängigen
Ansprüchen
gesehen wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes Beschichtungsverfahren
für Kaugummi-
und Bubblegum-Produkte, wie in den Ansprüchen definiert, bereit. Die
kleinen Kerne oder Stücke
aus Gummimaterial werden in einer oder in mehrere rotierende zylindrische
Trommeln eingeführt,
die in Bezug auf eine horizontale Ebene geneigt sind. Eine Reihe von
Sprühdüsen, die
sich in die Trommel erstrecken, beschichten die Materialkerne leicht
mit einer Zuckerlösung.
Ein kontinuierlicher Strom an beheizter Luft wird durch die Trommeln
umgewälzt
und trocknet die Beschichtungslösung
auf den Gummikernen zu der gleichen Zeit, wie das Material beschichtet wird.
Wo eine Reihe von Trommeln vorgesehen ist, werden Leitungen oder
Fördergeräte verwendet,
um die Trommeln zu verbinden und das zu beschichtende Material von
einer Trommel zur anderen zu transportieren.
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Die
Formulierungen für
die Beschichtungslösung
können
ebenfalls zu verschiedenen Stufen des Beschichtungsverfahrens eingestellt
werden, um eine durchgehendere und gleichmäßigere Beschichtung bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung beschichtet Kaugummi- und Bubblegum-Produkte
auf eine schnellere, weniger teure und einfachere Weise als heute
bekannte Verfahren und um eine durchgehendere und gleichförmigere
Beschichtung sicherzustellen.
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In
einem abwechselnden Verfahren kann ein chargenartiger Behälter verwendet
werden, um eine oder mehr Anfangsbeschichtungsschichten auf den Kernen
oder Stücken
aus Gummimaterial aufzubringen, bevor sie in die rotierenden Trommeln
eingeführt
werden.
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Weitere
Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
nach einer Durchsicht der folgenden Beschreibung offenbar, insbesondere
wenn sie im Einklang mit den beigefügten Zeichnungen und anhängenden
Ansprüchen
gesehen wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1–3 zeigen
schematisch ein chargenartiges Verfahren aus dem Stand der Technik;
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4 zeigt
schematisch ein Beschichtungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung;
und
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5 zeigt
schematisch ein abwechselndes Verfahren zum Beschichten von Gummiprodukten gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Beste Ausführungsform(en)
zum Durchführen
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist eine wesentliche Verbesserung gegenüber bekannten
Systemen zur Herstellung beschichteter Kaugummi- und Bubblegum-Produkte.
In dieser Hinsicht zeigen 1–3 ein
entsprechendes chargenartiges Verfahren, das derzeit verwendet wird,
um beschichtete Gummiprodukte herzustellen.
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Wie
in 1 gezeigt, beinhaltet das Verfahren 10 ein
großes
rotierendes korbartiges Mischgerät 12 (a/k/a "Mischer"). Der Mischer 12 ist
angepasst, um durch einen Motor 13 und verbundenem Antriebsmechanismus 17 rotiert
zu werden, und kann eine Reihe von Leitblechen oder Stegen 14 in
dem inneren Hohlraum 15 beinhalten, die verwendet werden, um
das Taumeln von in dem Mischer angeordneten Materialien zu unterstützen. Lagen
von Kaugummi- oder Bubblegum-Material 16, die auf eine
herkömmliche
Weise erzeugt werden, werden in den Mischer 12 eingeführt. Das
Gummimaterial kann durch eine beliebige kontinuierliche Extrusion
oder durch ein chargenartiges Verfahren hergestellt und in große flache
Lagen 16 geformt werden, die dann eingeschnitten werden
und in eine Kühlatmosphäre a/k/a ("Kühler") eingebracht werden können, um
in den gewünschten
Zustand gebracht zu werden. Wie in 1 gezeigt,
weisen die Materiallagen 16 eine Reihe von Einkerbungslinien 18 auf,
die in die Materiallagen (auf eine beliebige herkömmliche
Weise) eingedrückt
oder eingeformt sind und die einzelnen Kerne oder Stücke an Gummimaterial 20 im
Umriss darstellen.
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Wenn
die Lagen aus Gummimaterial 16 in den Mischer 12 eingeführt werden,
trennt und bricht das Rotieren des Mischers die Materiallagen in
einzelne kleine Materialkerne 20 auf. Die Kerne werden nach
der Größe sortiert,
um einzelne Gummistücke bereitzustellen,
die, wenn beschichtet, verpackt und dann auf dem Marktplatz verkauft
werden.
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Wie
in 2 gezeigt, wird Zuckersirup 22 zu dem
rotierenden Mischer 12 hinzugefügt, um die Materialstücke 20,
die in dem Mischer gedreht und getaumelt werden, zu beschichten.
Der Sirup 22 kann von Hand durch Einsprühen in den Mischer durch eine
Sprühdüse oder
dergleichen hinzugefügt
werden. Nachfolgend wird Heißluft 24 in
den rotierenden Mischer eingeleitet, um den Beschichtungssirup 22 zu
trocknen, der auf die Materialkerne 20 aufgetragen ist.
Die Luft weist typischerweise eine erhöhte Temperatur auf, wie 26,7
bis 32,2°C
(80 bis 90°F), welche
den Sirup auf dem Gummimaterial trocknet. Die in dem Verfahren verwendete
Luft kann auf zahlreichen Wegen ausgetragen werden, wie über eine eingeschlossene
Abgasabführung
(nicht gezeigt), oder einfach durch Ablassen in den Raum.
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Um
ein fertig beschichtetes Gummimaterial mit einer annehmbaren Beschichtung
bereitzustellen, das die geeignete Dicke und Oberflächengüte aufweist,
werden die Beschichtungs-, Taumel- und Trockenverfahren, wie in 2 gezeigt,
bis zu 40–50 Mal
wiederholt, bevor die beschichteten Kerne fertig gestellt sind.
In dieser Hinsicht wird eine dünne Schicht
auf die Materialkerne 20 in jedem Schritt des Verfahrens
aufgebaut. Auf diese Weise bildet sich die Beschichtung gleichmäßig auf
den Materialstücken auf.
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Die
chargenartige Beschichtung des Gummimaterials ist arbeitsintensiv
und beinhaltet, wie angegeben, drei getrennte Verfahrensschritte
(Sprühen, Taumeln
und Trocknen). Das Verfahren aus dem Stand der Technik kann insgesamt
6–7 Stunden
benötigen,
um die 40–50
Stufen abzuschließen.
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Sobald
die Materialstücke 20' fertig beschichtet
sind, werden sie, wie in 3 gezeigt, in einzelne Pfannen 28 abgeladen
und zu dem Verpackungsabschnitt oder -bereich, beispielsweise einem Fördersystem 26,
geschickt, um in einzelne Päckchen
oder Schachteln an Gummimaterial zusammengefügt und auf den Markt befördert zu
werden.
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Für eine glänzende Oberfläche auf
den beschichteten Stücken
aus Gummimaterial, ist es auch möglich,
eine Wachsbeschichtung hinzuzufügen.
Für diesen
Zweck verwendet der letzte der zahlreichen Schritte des Beschichtungsverfahrens
eher ein auf Wachs basierendes Material als ein Zuckersirupmaterial.
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Eine
zweite Art eines Verfahrens aus dem Stand der Technik verwendet
ein verlängertes
horizontales Rohr, in den die Materiallagen eingebracht werden und
einem ähnlichen
Beschichtungsverfahren folgen. Drehen des Rohres trennt das Material
in einzelne Stücke
auf, während
ein Zucker, der in den Mittelpunkt gesprüht wird, verbunden mit einer
Quelle an beheizter Luft, die Stücke
beschichtet und trocknet. Das Material bleibt in dem Rohr für zahlreiche Stunden,
während
die Sprüh-
und Trockenschritte immer wieder wiederholt werden, bis eine geeignete Dicke
der Beschichtung erzeugt ist. Ein System zum Beschichten von Gummimaterial
auf diese Weise ist von der Firma Dumoulin erhältlich.
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Gemäß dem beanspruchten
Verfahren wird ein Gerätesystem
zum kontinuierlichen Beschichten von Stücken oder Kernen aus Kaugummi-
oder Bubblegum-Material verwendet. Dieses System und das Gerät sind in 4 gezeigt
und im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die Materiallagen 16 zunächst in
eine rotierende Trommel oder einen Mischer 12 eingebracht,
um sie zum Taumeln zu bringen und in einzelne Materialstücke 20 aufzubrechen.
Einzelne Kerne oder Materialstücke 20 werden
dann durch einen Fördermechanismus 32 zu
dem oberen oder ersten Ende 33 des zumindest einen Rotationstrommelmechanismus 34 befördert. In
dieser Hinsicht kann die vorliegende Erfindung entweder einen Rotationstrommelmechanismus 34,
oder wie bevorzugt, eine Reihe von zwei oder mehr Rotationstrommelmechanismen 34, 34', wie in 4 gezeigt,
verwenden. Die Anzahl an einzelnen Trommelmechanismen, die verwendet
werden, um die Gummimaterialien kontinuierlich zu beschichten, hängt von
einer Reihe von Faktoren ab, wie die Geschwindigkeit des Verfahrens,
die Dicke der gewünschten
Beschichtung, und die Qualität
des gewünschten
fertig gestellten Produktes.
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Der
Trommelmechanismus 34 enthält einen Rahmen 36 und
ein zylindrisches Trommelglied 35, das um eine Achse 38 drehbar
ist, die in Bezug auf eine horizontale Ebene geneigt ist. Der Neigungsgrad
oder -winkel ist vorzugsweise einstellbar, so dass der Zeitraum,
den die Kerne in dem Trommelglied verbringen, und die Schichtzahl
oder Beschichtungsdicke auf jedem Materialkern wie gewünscht eingestellt
werden können.
Für diesen
Zweck können hervorstehende
Stützglieder 60,
die durch einen Motor 62 aktiviert werden, verwendet werden,
um die Anhebung des Trommelmechanismus zu ändern.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
in dem System das rotierende Trommelglied 35 bezüglich der
Horizontalen geneigt oder angewinkelt, so dass die Materialkerne 20 in
das Trommelglied auf eine gleichförmige und aufeinander folgende
Weise ein- und austreten werden. In dieser Hinsicht ist ein "zuerst rein, zuerst
raus"-System bevorzugt,
wobei die ersten Materialkerne, die in den Einlass oder das erste
Ende 33 des Trom melgliedes eintreten, auch die ersten Materialkerne
sind, die aus dem Trommelglied austreten oder dieses verlassen.
Dies wird sicherstellen, dass sämtliche
Materialkerne gleichmäßig und
gleich bleibend behandelt werden und dass die gleiche Menge an Beschichtungsmaterial
und die gleiche Beschichtungsdicke auf jedem Gummimaterialkern aufgetragen
wird.
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Eine
Reihe von Sprühdüsen 40 erstrecken sich
in jede der Trommelglieder 35 entlang deren Längen und
werden verwendet, um eine feine Beschichtungslösung 42 auf die Stücke oder
Kerne aus Gummimaterial 20 aufzusprühen, die in sie eingeführt werden.
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Vorzugsweise
beinhaltet die Trommel eine Reihe von angewinkelten Leitblechen,
Stegen oder "Drallnuten" (nicht gezeigt)
mit Einbauten, welche die Materialstücke 20 zum Taumeln
bringen, wenn sich diese von dem ersten Ende 33 zu dem
Auslass oder zu dem Ausgangsende 39 jedes der Trommelglieder 35 bewegen.
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Eine
Beschichtungslösung,
wie ein Zuckersirup, wird in die Trommel 34 von einem Aufbewahrungstank
oder einem Behälter 50 eingeleitet.
Die Beschichtungslösung
enthält
vorzugsweise etwa 60–70
% Zucker, 30–35
% Wasser und verschiedene kleine Prozentsätze an anderen Bestandteilen.
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Erhitzte
Luft wird in die Trommelglieder 35, 35' von einer Druckquelle 52, 52' eingeleitet,
um die Materialstücke 20 zu
trocknen, die mit der Beschichtungslösung 42, 42' beschichtet
werden. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das Beschichtungsmaterial auf den einzelnen Stücken oder
Kernen aus Gummimaterial 20 zur gleichen Zeit getrocknet,
wie die Lösung
auf die Materialstücke
aufgetragen wird. Dies gewährleistet
eine gleichförmige
gleichbleibende Beschichtung und erlaubt den Aufbau von zahlreichen
dünnen
Schichten oder Mengen an Beschichtungsmaterial auf jedem Kern.
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Die
Luft kann in die Trommelglieder 35, 35' auf eine Reihe
verschiedener Arten eingeleitet werden, aber vorzugsweise wird sie
durch Perforierungen in den Seitenwänden der inneren Trommelglieder
eingeleitet, um einen im Wesentlichen gleichmäßigen Strom an beheizter Luft überall in
dem inneren Hohlraum des Trommelgliedes zu ermöglichen.
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Wenn
eine Reihe an Rotationstrommelmechanismen 34, 34' usw. verwendet
wird, werden kleine Fördermechanismen 54 oder
Leitungen herkömmlicher
Ausführung
verwendet, um die zu beschichtenden Materialstücke 20 von einem Trommelglied
zum anderen zu befördern.
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Die
Sprühdüsen 40 sind
innerhalb der Trommeln befestigt und drehen sich nicht mit ihnen.
Die Sprühdüsen 40 sind
entlang einer oder mehrerer Leitungen 41 angeordnet, die
sich entlang der Innenseite der Rotationstrommelglieder 35 erstrecken.
Der Zucker oder andere auf die Kerne zu beschichtende Materialien
können
als Flüssigkeit
oder als trockenes Pulver aufgetragen werden, obwohl eine feuchte
Beschichtung bevorzugt ist. Wenn ein Pulver verwendet wird, kann
es in die rotierenden Trommelglieder von einem Zentralrohr auch
vorzugsweise als Sprühnebel
eingeleitet werden.
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Die
Trommelglieder sind vorzugsweise bezüglich einer horizontalen Ebene
um einige Grad, wie 1–5°, geneigt
oder angewinkelt. Es ist auch bevorzugt, einen einstellbaren Mechanismus 60, 62 zu
haben, der die Neigung oder den Neigungswinkel der Trommelglieder ändern kann.
Eine Änderung
des Winkels der Trommelglieder beeinflusst die Geschwindigkeit,
mit der die Produkte durch sie hindurchgeführt werden. Somit ist es mög lich, das
Beschichtungsverfahren wie gewünscht
zu beschleunigen oder zu verlangsamen, um die Dicke und/oder die
Qualität
der Beschichtung zu ändern.
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Die
Wände der
rotierenden Trommelglieder 35, 35' sind vorzugsweise aus einem Sieb
oder einem Maschenwerk gefertigt, so dass beheizte Luft einfach
hindurch treten kann. Die Sprühdüsen 40 erstrecken
sich längsweise
in Reihe innerhalb der Trommelglieder 35. Die Düsen 40 sind
an einer Leitung oder einem Träger 41 angebracht,
der innerhalb des Trommelgliedes 34 angeordnet ist, vorzugsweise entlang
dessen Zentralachse. Jede der Düsen 40 ist Betriebsweise
mit einem Kanal oder einer Leitung verbunden, durch welche die Beschichtungslösung zum
Ausstoß oder
Ausstrom von der Düse
fließt.
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Das
verwendete System zum Trocknen des Materials in den Trommelgliedern 35, 35' enthält vorzugsweise
eine feststehende Verkleidung oder einen Rahmen 56, der
sich um einen Abschnitt des inneren Trommelgliedes 35 erstreckt.
Luft wird in den Rahmen oder in die Verkleidung 56 durch
einen Einlass eingeleitet und mit einer Luftquelle 52 verbunden. Diese
Luftquelle kann von einem beliebigen herkömmlichen Typ sein, wie etwa
ein Gebläse
(nicht gezeigt). Die Luft wird auch durch einen Heizmechanismus
herkömmlichen
Typs (nicht gezeigt) beheizt, so dass beheizte Luft in das Trommelglied
durch dessen perforierte oder vermaschte Seitenwände eingeleitet wird. Vorzugsweise
ist die Luft auch entfeuchtet.
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Die
Luft wird aus den Trommelgliedern 35, 35' auch kontinuierlich
ausgeblasen, um kontinuierlich neu beheizte Luft dem Inneren des
Trommelgliedes zuzuführen
und somit die Beschichtungslösung auf
den Materialstücken
im Wesentlichen umgehend zu trocknen.
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Im
Betrieb werden die kleinen Kerne oder Materialstücke 20 in das Einlassende 33 des
ersten Trommelgliedes 35 eingeführt. Während das Tommelglied rotiert,
fließen
Materialstücke 20 aufgrund der
Schwerkraft längsweise
durch das Trommelglied, um durch die Lösung 42, die von den
Düsen 40 versprüht wird,
beschichtet zu werden. Falls gewünscht, können Türen oder
andere Zugangsglieder an dem Auslassende 39 des Trommelgliedes
vorgesehen sein, um einen eingeschlossenen Zylinder für das Beschichtungs-
und Trocknungsverfahren bereitzustellen.
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Die
Trommelglieder werden mit etwa 15–35 Umdrehungen/min gedreht,
abhängig
von der gewünschten
Strömungsgeschwindigkeit
des Materials und der Beschichtungslösung. Während die Trommelglieder rotieren,
tragen die Flansche, Stege oder Einbauten innerhalb der Trommel
die Materialstücke um
den Umfang des Trommelgliedes herum und erlauben ihnen, innerhalb
des Trommelgliedes herumzufallen oder zu taumeln. Auf diese Weise
wird ein Vorhang oder eine "Wand" aus Material, beabstandet von
den Seitenwänden
des Trommelgliedes, erzeugt.
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Die
Düsen 40 können in
Richtung des Vorhangs oder der Welle aus Material gerichtet sein,
die innerhalb des Trommelgliedes 35 gebildet wird, um effektiv
jeden der Materialkerne zu beschichten. Die beheizte Luft von der
Luftzufuhr 52 wird durch das Material hindurch eingesogen
und ausgeblasen. Die beheizte Luft trocknet die Beschichtungslösung 42 auf
den Materialstücken 20.
Vorzugsweise beträgt die
Temperatur der beheizten Luft etwa 65,6–121,1°C (etwa 150–250°F), und liegt vorzugsweise innerhalb
des Bereiches von 93,3–104,4°C (200-–220°F), um die
Materialstücke
bei einer Temperatur von etwa 48,9°C (etwa 120°F) zu halten. Die beheizte Luft
kann auch in Richtung des Vorhangs oder der Welle aus Material gerichtet
werden, die innerhalb der rotierenden Trommel gebildet wird. Auf diese
Weise kann die Beschichtung im Wesentlichen zur gleichen Zeit getrocknet
werden, wie sie auf die Kerne aufgetragen wird.
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Während sich
die Materialstücke 20 entlang der
Länge der
Trommelglieder 35, 35' vorwärts bewegen, werden die Materialstücke mit
aufeinander folgenden Schichten oder Mengen an Beschichtungslösung beschichtet,
um eine äußere Hülle aufzubauen.
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Vorzugsweise
wird ein Computer-Mikroprozessor zum Steuern des Betriebs des kontinuierlichen
Beschichtungssystems oder -gerätes 30 verwendet.
Beispielsweise kann der Computer verwendet werden, um die elektrische
Leistung zu dem Gerät,
den Neigungswinkel der Trommelglieder, die Rotationsgeschwindigkeit
der Trommelglieder, die Sprühfunktionen
der Düsen
und den Luftstrom und -temperatur in dem Trocknungssystem zu regeln.
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Bevorzugt
weisen die Trommelglieder 35, 35' eine Länge von 10–12 Fuß auf, obwohl sie gemäß der Erfindung
eine größere oder
kürzere
Länge aufweisen
könnten.
Auch um die Materialien mit einer annehmbaren Beschichtung für Kaugummi-
und Bubblegum-Produkte
zu beschichten, ist vorzugsweise eine Reihe von Trommelgliedern
vorgesehen. Die Trommelglieder können
in einer durchgehenden Linie, wie in 4 gezeigt,
angeordnet sein, oder sie können
in einer gestaffelten Anordnung bereitgestellt werden, wobei jedes
Trommelglied vertikal oberhalb des anderen angeordnet ist, was weniger
Bodenraum in der Herstellungseinrichtung benötigen würde.
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Um
eine gleichmäßige Materialbeschichtung bereitzustellen,
ist es wünschenswert,
dass jeder der einzelnen Materialkerne oder -stücke 20 im Wesentlichen
zur gleichen Zeit durch das rotierende Trommelglied hindurchtritt.
Das bedeutet, dass die ersten Materialstücke, die in den Einlass des
ersten Trommelgliedes eingeführt
werden, auch die ersten Materialstücke sind, die aus dem Trommelglied
an dessen Auslassende austreten, oder davon entfernt werden. Um
dies zu erreichen, kann der Neigungswinkel der rotierenden Trommel
erhöht
werden. Dies verhindert, dass einzelne Stücke oder Materialgruppen an
Ort und Stelle zum Taumeln gebracht werden, was dazu führen würde, dass
unterschiedliche Mengen an Beschichtungslösung auf verschiedene Materialstücke in dem
Trommelglied aufgetragen werden.
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Es
ist auch wünschenswert
zu Beginn zu verhindern, dass die Gummimaterialstücke in dem
Anfangstrommelglied in einem kontinuierlichen Beschichtungssystem
zusammenkleben oder -ballen. Gummimaterial, wenn es erhitzt oder
in eine erhöhte Temperatur
versetzt wird, wird anhaftend oder klebrig, und einzelne Stücke an Gummimaterial
können aneinander
haften, was unerwünscht
ist. Deshalb werden die Materialstücke in das erste rotierende Trommelglied
bei einer relativ niedrigen Temperatur eingeführt. Auch die dem Anfangstrommelglied
in einer Reihe von Trommelgliedern zugeführte Luft kann eine niedrigere
Temperatur aufweisen, als die Lufttemperatur in nachfolgenden Trommelgliedern,
um zu verhindern, dass die Materialstücke zusammenkleben, bis eine
oder mehr Schichten an Beschichtungslösung auf ihnen anhaften. Sobald
die Materialstücke
eine Anfangsbeschichtung aufweisen und innerhalb der rotierenden
Trommeln getaumelt werden, kann die Lufttemperatur erhöht werden.
Auch sollte, um die Klebrigkeit zu verringern, die in das System
eingeleitete Luft entfeuchtet werden.
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Ein
kontinuierliches Beschichtungsverfahren zum Beschichten einzelner
Kerne oder Stücke
aus Gummimaterial verringert die Kosten und die Zeit zum Herstellen
beschichteter Gummiprodukte wesentlich. Beispielsweise kann ein
Chargenverfahren zum Beschichten von Material, welches bis zu 6–7 Stunden
benötigen
könnte,
mit der vorliegenden Erfindung in 1–3 Stunden fertig gestellt
werden. In dieser Hinsicht führt
die vorliegende Erfindung im Gegensatz zu Verfahren aus dem Stand
der Technik, welche in im Wesentlichen drei verschiedenen Schritten
die Beschichtungen hinzufügen
(Sprühen),
die Kerne taumeln und diese dann trocknen, alle drei dieser Schritte
im Wesentlichen zur gleichen Zeit aus. Außer für eine kurze Unterbrechung
des Sprühens zum
Düsenreinigen
(etwa 5 Sekunden pro Minute), finden die Sprüh-, Taumel- und Trockenverfahren gleichzeitig
statt.
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Zudem
wird in der Anlage weniger Bodenraum benötigt, um die beschichteten
Produkte durch ein kontinuierliches Beschichtungsverfahren herzustellen.
Beispielsweise könnte
ein System, das sechs rotierende Trommelglieder in Reihe verwendet,
durch eine einzelne Person mit einem computergesteuerten Verfahren
gesteuert werden. Im Gegensatz dazu wäre es notwendig, eine Anzahl
von Gruppen von jeweils bis zu zehn Mischern und eine Mannschaft
von sechs Leuten oder mehr einzusetzen, um die gleiche Menge an
beschichtetem Gummimaterial herzustellen.
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Die
Kapitalkosten für
Erwerb, Aufbau und Betrieb des kontinuierlichen Beschichtungssystems sind
ebenfalls wesentlich geringer als die Kosten zum Bereitstellen eines
arbeitenden Chargenverfahrens, um ähnliche Ergebnisse zu garantieren.
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Um
die optimale Oberflächengüte für ein beschichtetes
Produkt bereitzustellen, ist es wünschenswert sicherzustellen,
dass die ersten wenigen Schichten an Beschichtungslösung so
glatt wie möglich
sind. Je glatter und gleichmäßiger die
Anfangsbeschichtungen sind, desto glatter und gleichmäßiger werden
die nachfolgenden Beschichtungen und das endgültige Produkt sein.
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Um
sicherzustellen, dass die Anfangsbeschichtungen gleichmäßig und
durchgehend sind, ist es auch möglich,
das alternative Be schichtungsverfahren 80, wie in 5 gezeigt,
zu verwenden. In diesem Verfahren oder System 80, werden
zu Beginn ein oder mehr Mischer 12 aus dem Stand der Technik verwendet,
um die einzelnen Kerne oder kleinen Stücke aus Material auseinander
zu brechen und Anfangsbeschichtungen darauf bereitzustellen.
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Sobald
eine oder mehr Anfangsbeschichtungen oder Mengen an Beschichtungsmaterial
auf den Materialstücken
bereitgestellt sind, werden die Materialien zu einem rotierenden
Trommelglied befördert oder
transportiert. Danach werden alle nachfolgenden Beschichtungen auf
den Kernen oder dem Material durch das kontinuierliche Beschichtungsgerät und -system
bereitgestellt.
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Eine
andere Art, bei der die Beschichtung der Kaugummi- und Bubblegum-Produkte
verbessert wird, ist es, die Formulierung des Zuckersirups oder der
Beschichtungslösung,
die in dem kontinuierlichen Verfahren verwendet wird, zu verändern. Die
Formulierung der Beschichtung kann auch von Trommelglied zu Trommelglied
in einem kontinuierlichen Verfahren oder von einem Ausgangs-Chargenmischer und
nachfolgend zu den rotierenden Trommelgliedern geändert werden.
Beispielsweise ist eine typische Formulierung für die Sirupbeschichtung wie folgt:
Zucker
66 %
Wasser 31 %
Stärke
1 %
Gummiarabikum 1 %
Titandioxid 1 %.
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Es
ist auch möglich,
diese Prozentsätze
zu variieren. Beispielsweise kann der Zuckergehalt zwischen 50–80 % variiert
werden, wobei der Wassergehalt dementsprechend angepasst wird. Die
anderen Bestandteile werden vorzugsweise um nicht mehr als 1–2 % variiert.
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Auch
könnte
mehr Gummiarabikum zu dem Sirup hinzugefügt werden, um dessen Prozentsatz auf
mehr als 1 % bei den Anfangsstufen des Beschichtungsverfahrens zu
erhöhen.
Danach könnte der
Gummiarabikum-Prozentsatz auf 0,25 % oder weniger in nachfolgenden
Stufen des Beschichtungsverfahrens abgesenkt werden.
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Die
rotierenden Trommelglieder, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet
werden können, können von
einer beliebigen herkömmlichen
Art eines rotierenden maschenartigen Trommelgliedes sein, wie die
kontinuierlichen Systeme, die derzeit von Coating Machinery Systems,
Inc. in Ames, Iowa, bereitgestellt werden.
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Wie
bereits angedeutet, könnte
das Beschichtungsmaterial gleichfalls ein trockenes Pulver wie auch
eine flüssige
Lösung
sein. Ferner könnte das
Beschichtungsmaterial eine zuckerfreie Beschichtung wie auch eine
Zuckerbeschichtung sein. Beschichtungen dieser Arten sind heutzutage üblich und
Fachleuten bekannt.
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Mit
der vorliegenden Erfindung werden Materialstücke gleichmäßiger und in wesentlich geringerer
Zeit beschichtet als mit einer chargenartigen Beschichtungsbearbeitung
erreicht wird. Der Bodenraum in der Anlage wird auch, um 20 % oder
mehr, wesentlich verringert, verglichen mit chargenartigen Beschichtungsverfahren.
Die Zeitverringerung kann 30 % oder mehr betragen.
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Während besondere
Ausführungsformen
der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, werden den Fachleuten
zahlreiche Abweichungen und wechselnde Ausführungsformen einfallen. Dementsprechend
ist beabsichtigt, dass die Erfindung, nur was die beigefügten Ansprüche betrifft,
beschränkt
ist.