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Verfahren zur Herstellung von gekörntem Gasruß unregelmäßiger Gestalt
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gekörntem Gasruß unregelmäßiger
Gestalt, insbesondere zur Herstellung von Kautschukwaren.
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Gasruß stellt bekanntlich ein leichtes, stäubendes Pulver von außerordentlich
geringer Teilchengröße dar. Beim Einmischen des feinpulvrigen Gasrußes in Kautschukmischungen,
Wachse, Öle und ähnliche Stoffe entstanden Verluste und Unzuträglichkeiten durch
vom Luftstrom fortgetragene Gasrußteilchen. Man hat aus Gasruß auch gekörnte Erzeugnisse
hergestellt, die leichter zu verarbeiten sind als das sehr feine Pulver. Indessen
hatten die gekörnten Gasrußarten eine harte Schale oder ein so festes Korn, daß
sie sich bei der Herstellung von Kautschukwaren nur schwierig in Kautschukmischungen
oder für die Herstellung von Anstrichfarben, Buchdruckerschwärze o. dgl. nur schwer
in Ölen verteilen und vermischen ließen. Der gekörnte Gasruß beschmutzt nicht in
dem Maße die Hände, das Zeug o. dgl. wie das feinpulvrige Gut.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
gekörntem Gasruß unregelmäßiger Gestalt, insbesondere zur Herstellung von Kautschukwaren.,
das sich dadurch auszeichnet, daß feinpulvriger Gasruß ohne Zusatz eines Bindemittels
verfestigt wird, indem das Ausgangsgut mit einer Flüssigkeit, wie Alkohol, Benzin,
Benzol, Wasser o. dgl., befeuchtet, darauf zerkleinert und schließlich von der Flüssigkeit
befreit wird.
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Das Ausgangsgut kann mit der Flüssigkeit zu einer bröckeligen Paste
vermischt, diese zu einer Schicht verfestigt, die Schicht zerkleinert und die erhaltenen
Körnchen getrocknet werden.
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Das Vermischen des Ausgangsgutes mit der Flüssigkeit kann zu einer
Paste in einer geeigneten Mischeinrichtung derartig geschehen, daß Dampf- oder Flüssigkeitsstrahlen
auf das Ausgangsgut unter ständigem Umrühren gerichtet werden, daß die erhaltene
bröckelige Paste zwischen Walzen von zweckmäßig verschiedener Umfangsgeschwindigkeit
so verfestigt wird, daß sich die Paste auf einer Walze in einer Schicht auflagert.
Nach einer besonderen Ausführungsform wird die feuchte Gasrußschicht von der Walze
mit einem geeigneten Mittel, beispielsweise einer Stachelwalze, in Form von Körnchen
abgekratzt. Die Körnchen werden zweckmäßig alsbald in einer geeigneten Trockeneinrichtung,
beispielsweise in einem Trommeltrockner, zweckmäßig in kurzer Zeit bei einer Temperatur
über dem Siedepunkt der Flüssigkeit, vorzugsweise zwischen aoo und 26o °, getrocknet.
Nach einer andern Ausführungsform der Erfindung kann das Ausgangsgut mit der Flüssigkeit
zu einer Suspension oder Dispersion in Form eines dünnen Breies angerührt
werden,
der durch Zerstäuben oder durch Schleuderkraft zu Tröpfchen geformt und anschließend
durch Trocknen verfestigt wird:' Die erhaltenen Tröpfchen, die beispielsweise von
einer umlaufenden Scheibe abgeschleudert werden, können Trockengasen entgegen-;
geführt werden, so daß sie auf ihrem Fall= wege ganz oder teilweise getrocknet werden.
Vorzugsweise werden die erhaltenen Körnchen einer Nachtrocknung unterworfen. Die
erhaltene Dispersion oder Suspension kann mit geeigneten Rühr- oder Schlageinrichtungen
durch Öffnungen eines Siebmantels, beispielsweise einer Siebtrommel, hindurchgedrückt
werden, so daß Tröpfchen entstehen und die Tröpfchen durch eine geeignete Vorrichtung,
beispielsweise einen Kratzer, einen Schaber, eine Bürste o. dgl., abgekratzt und
darauf sofort bei höherer Temperatur getrocknet werden. Nach einer anderen Ausführungsform
können der Dispersion oder Suspension an sich bekannte Emulgierungs-, Dispergierungsmittel
oder Schutzkolloide zugesetzt werden.
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In den Zeichnungen sind Einrichtungen zur Herstellung von gekörntem
Gasruß nach der vorliegenden Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
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Abb. i zeigt eine Einrichtung zur Ausführung der vorliegenden Erfindung
in senkrechtem Längsschnitt, wobei eine Nadelwalze verwendet wird.
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In Abb. 2 ist eine andere Einrichtung zur Herstellung von gekörntem
Gasruß nach der vorliegenden Erfindung dargestellt, wonach die Körnung in einem
Siebzylinder erfolgt.
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Abb. 3 zeigt ein Rakel bzw. den Abkratzer S nach Fig. 2 in Seitenansicht
in teilweisem Schnitt mit einer Förderschnecke.
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In Abb. q. ist ein Längsschnitt durch die Mischeinrichtung B und den
Siebzylinder 0 der Abb. 2 veranschaulicht.
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In der Einrichtung nach Abb. i wird der Gasruß mit einer flüchtigen
Flüssigkeit, wie Alkohol, Benzol, Benzin, Methylalkohol, Aceton oder auch vorzugsweise
mit Wasser o. dgl., angefeuchtet. Das Gemisch wird gerührt und geknetet, bis eine
ziemlich steife, leicht zerbröckelnde Paste erhalten ist, die dann auf einer Walze
bekannter Bauart, beispielsweise einem Walzenstuhl, der aus zwei waagerecht angeordneten,
umlaufenden Walzen besteht, verarbeitet wird. Die Walzen können mit verschiedenen
Umfangsgeschwindigkeiten laufen, so daß das Gut als kompakte Schicht an einer dieser
Rollen anhaftet. Eine weitere Walze, die mit Nadeln, Spitzen o. dgl. an ihrem Mantel
versehen ist, läuft in einer solchen Stellung um, daß die Nadeln o. dgl. das Gut
von der Walze abkratzen. Hierdurch werden Zusammenballungen des Gasrußes erzielt,
die schließlich bei höherer Temperatur, die vorzugsweiseerheblich über dem Siedepunkt
des angewendeten flüchtigen Lösungsmittels liegt, getrocknet werden.
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Wie in Abb. i veranschaulicht ist, kann der Gasruß durch eine Fördereinrichtung,
beispielsweise eine Förderschnecke A, die mit einem Wassermantel ausgestattet sein
kann, in die trogförmige Mischeinrichtung B gefördert werden, die mit Mischarmen
o. dgl. C ausgestattet ist, die gleichzeitig als Schnecke arbeiten können. Im oberen
Teil des Mischtroges sind Düsen D oder gelochte Rohre vorgesehen, durch die Strahlen
oder Nebel einer geeigneten Flüssigkeit oder eines Dampfes auf das .Gut gerichtet
werden. Die Flüssigkeitsmenge ist so bemessen, daß eine sehr leicht zerbröckelnde,
verhältnismäßig trockene Masse von pastenartiger Konsistenz in der Mischeinrichtung
B erzielt wird.
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Von dem unteren Teil des Mischbehälters B wird die Masse durch die
Auslaßöffnung B' in den Zwischenraum zwischen den Walzen E und F eines Walzenstuhles
bzw. einer Walzenmühle gefördert. Diese Walzen laufen in bekannter Weise um, wobei
die Umfangsgeschwindigkeit der einen Walze etwas größer sein kann als die der anderen,
so daß der angefeuchtete Gasruß in einer Schicht G auf der Walze F haftet. Die Dicke
dieser Schicht wird durch den Zwischenraum zwischen beiden Walzen geregelt, 'der
mit der Schraube H verstellt werden kann.
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I ist eine schnell in Richtung des Pfeils K umlaufende Walze. Sie
hat an ihrem Mantel zahlreiche kleine nadelartige Spitzen J. Diese Nadeln kratzen
die Schicht öder den Kuchen des zusammengepreßten feuchten Gasrußes 'von der Oberfläche
der Walze F ab, wodurch Körner gebildet werden, die durch die Ausfallrinne
L in einen Trommeltrockner o. dgl. VI fallen, in dem das Gut getrocknet wird,
indem es der Einwirkung von Gasen bei einer Temperatur von etwa Zoo bis 26o ° ausgesetzt
wird, derart, daß das Gut schnell getrocknet wird und das gewünschte poröse, leicht
zerbröckelnde gekörnte Gut erhalten wird. Die Walze I ist zweckmäßig so dicht an
der Walze F gelagert, daß praktisch die gesamte Menge der Gasrußschicht abgekratzt
wird. Die Walze I wird durch eine Schraube N
o. dgl. eingestellt. Durch
den Abstand der Nadeln J voneinander wird die Größe der auf diese Weise abgerissenen
Teilchen geregelt, Die Teilchen weisen eine unregelmäßige Gestalt auf.
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Die Teilchengröße wird außerdem durch die Dicke der Schicht G auf
der Walze F geregelt, und gewöhnlich kann diese Schicht etwa eine Stärke von i bis
6 mm haben, jedoch ist die Erfindung keineswegs auf diese Zahlen beschränkt. Bleibt
auf der Walze F noch
feuchter Gasruß nach dem Passieren der Walze
1 zurück, so wird er nach weiterer Umdrehung mit einer neuen Schicht der Paste vereinigt,
die dann während der nächsten Umdrehung durch die Walze I abgekratzt wird.
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Der Zusatz an Wasser oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit, die
dem Gasruß in der Mischeinrichtung B einverleibt wird, beträgt zweckmäßig etwa q.o
bis 6o°/0, auf den angewandten Gasruß berechnet.
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Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird eine Einrichtung,
wie sie in Abb. 2, 3 und q. dargestellt ist, verwendet. Nach dieser Ausführungsform
wird der Gasruß mit Wasser oder den obenerwähnten Flüssigkeiten, beispielsweise
in Form eines feinen Wassernebels oder mittels eines Dampfstrahles, befeuchtet,
wodurch erreicht wird, daß das Gut zusammengedrückt wird und eine etwa pastenartige
krümelige, mehr oder weniger einheitliche Masse bildet, die in flockige Körner von
mehr oder weniger unregelmäßiger Gestalt und Umfang durch die weiter unten beschriebenen
Mittel verarbeitet werden kann. Die Menge des Wassers kann schwanken, jedoch hat
sich als zweckmäßig erwiesen, etwa 3o Teile Wasser auf ioo Teile Gasruß anzuwenden.
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Der angefeuchtete Gasruß kann in geeigneter Weise, z. B. in einer
Mischmaschine B mittels Schaufeln C, gerührt oder gemischt werden, um eine vollkommene
Verteilung der Flüssigkeit im Gasruß zu erreichen. Der Gasruß kann jedoch auch in
einem Behälter durch Rühren mit einer geringen Menge Wasser vermischt werden.
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Das angefeuchtete Gut wird dann durch einen Ablauf W in ein umlaufendes
zylindrisches Sieb O eingeführt, in dessen Innern nahe dem Mantel eine Anzahl von
Gummireibern P angebracht ist. Beispielsweise kann eine in der Pfeilrichtung Q umlaufende
Welle Arme aus nachgiebigem Werkstoff, wie Gummi, aufweisen, die radial nach außen
an der Welle befestigt sind. Diese Welle mit den Gummiarmen dreht sich vorzugsweise
konzentrisch oder kurz über dem Boden innerhalb der Siebtrommel, die, wie durch
Pfeil R veranschaulicht ist, in entgegengesetzter Richtung zu den Gummiarmen umläuft.
Die Gummireiber oder Arme kommen dadurch mit kleinen Mengen des bröckligen pastenartigen
Gutes in Berührung und treiben es durch. die Öffnungen des Siebes. Dadurch entstehen
Körner von mehr oder weniger gleichmäßiger Gestalt. Ein Schaber oder Kratzer, beispielsweise
eine Bürste S aus Draht oder Borsten, wie in Abb.2 und 3 dargestellt, kratzt die
feuchten Körner ab, die auf ein geeignetes Fördermittel oder in eine Rinne T fallen
und durch eine geeignete Trockeneinrichtung gefördert werden, vorzugsweise in den
oberen Teil einer umlaufenden Trockentrommel U, wo alle überschüssige Feuchtigkeit
fast augenbliclAich durch die Einwirkung eines Stromes heißer Luft oder heißen Gases
von beispielsweise Zoo ° entfernt wird. Durch Bewegung der Masse wird ein Zusammenbacken
der Körner verhindert.
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Durch die Verwendung zahlreicher Gummiarme wird verhindert, daß das
Gut aus den Löchern des Siebes in längeren Stücken austritt: Gegebenenfalls können
an dem äußeren Mantel des Siebes umlaufende Bürsten angebracht sein, um die GasruBkörner
abzutrennen.
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Die nach den oben geschilderten beiden Arbeitsweisen hergestellten
Körner haben mehr oder weniger unregelmäßige Gestalt. Sie zerbrechen nicht leicht,
da sie aber kein zusätzliches Bindemittel enthalten, lassen sie sich leicht zerkleinern,
wenn sie einem Knetvorgang unterworfen werden, wie es beispielsweise bei der Einverleibung
des Gasrußes in Gummi oder Öl geschieht. Das Erzeugnis nach der vorliegenden
Erfindung erlangt dabei die ursprüngliche Feinheit und Vermischbarkeit des Ausgangsgutes
wieder.
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Die Korngröße hängt von der Maschenweite der Siebtrommel E ab. Als
zweckmäßig hat sich eine Maschenweite von etwa 0,3 bis o,6 mm erwiesen.
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Nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
eine flüssigere Suspension oder Dispersion von Gasruß in einem wässerigen Medium,
beispielsweise in Wasser, hergestellt, und zwar mit oder ohne an sich bekanntem
Zusatz eines Schutzkolloids und/oder eines die Oberflächenspannung vermindernden
Stoffes, der auch die Dispergierung fördert. Es wird beispielsweise eine Suspension
aus 15 bis 25 Gewichtsteilen Gasruß in 85 bis 75 Teilen Wasser hergestellt, dem
etwas Triäthanolamin, Saponin, Seife oder ein anderes geeignetes Dispergierungsmittel
zugesetzt werden kann. Durch inniges Verrühren der Mischung, beispielsweise durch
schnell arbeitende Rührapparate oder durch eine Kolloidmühle, wird eine verhältnismäßig
beständige homogene Mischung oder Suspension erhalten. Diese Suspension kann durch
Rühren aufrechterhalten werden. Sie wird durch Zerstäubung getrocknet. Zu diesem
Zweck läßt man die Suspension in gleichmäßigem Ström in eine geeignete Flüssigkeitszerstäubungseinrichtung
einlaufen. Beispielsweise kann die Suspension nach der Erfindung auf die obere Fläche
einer schnell umlaufenden waagerechten Scheibe laufen, die im oberen Teil eines
Turmes oder einer Kammer angebracht ist. Durch die Zuflußgeschwindigkeit der Suspension,
die Umlaufgeschwindigkeit
der waagerechten Scheibe und andere Faktoren
wird die durchschnittliche Teilchengröße bestimmt, da hierdurch die Größe der Tröpfchen
der Suspension geregelt wird. In dem Trockenraum streicht ein Strom heißen Gases
oder heißer Luft, vorzugsweise ein langsamer Gasstrom, von unten nach oben. In einer
geeigneten Höhe, beispielsweise in der Mitte zwischen dem Fußboden und der Decke,
sind Einlaßöffnungen für heiße Luft, zweckmäßig tangential, angeordnet, um in dem
Trockenraum eine Wirbel-oder Zyklonwirkung zu erzielen. Die Flüssigkeitströpfchen,
die von der obenerwähnten umlaufenden Scheibe abgeschleudert werden, haben in der
Regel kugelförmige Gestalt. Bis sie den Fußboden erreicht haben, sind sie mehr oder
weniger vollständig getrocknet, jedenfalls an ihrer Oberfläche, wenn sie auch noch
nicht vollständig durch und durch getrocknet sind, Der Boden des Trockenraumes kann
mit einer Heizeinrichtung zur weiteren Trocknung ausgestattet sein, er kann leicht
geneigt sein und gegebenenfalls in Schwingung versetzt werden, um die runden Körner
während des letzten Trockenabschnittes an einem oder mehreren Auslässen des Bodens
des Trockenraumes anzusammeln.
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Die nach dem zuletzt beschriebenen Verfahren hergestellten Körner-
können auch noch durch eine weitere Trockeneinrichtung geführt werden, um sie von
der in dem ersten Trockenapparat noch nicht entfernten Feuchtigkeit zu befreien.
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Das .nach dieser Arbeitsweise gewonnene Erzeugnis besteht aus kleinen
kugeligen, porösen Gasrußkörnern mit weicher Oberfläche.
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Die nach der Erfindung hergestellten getrockneten Gasrußerzeugnisse
müssen nun schießlich durch Schüttelsiebe in die einzelnen Korngrößen getrennt werden.
Sie können dann gelagert oder verpackt oder sofort verarbeitet werden.
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Aus dem Vorhergehenden folgt, daß das Verfahren nach der Erfindung
in allen Ausführungsformen und allen Arbeitsstufen leicht regelbar ist und daß das
Erzeugnis je nach dem Verwendungszweck in den gewünschten Teilchengrößen hergestellt
werden kann.
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Die Gasrußkörner nach der vorliegenden Erfindung beschmutzen nicht
die Hände, aber trotzdem haben sie keine verhältnismäßig harte Schale, sondern sie
lassen sich leicht kneten und einmischen und infolge der Feinheit und Mischbarkeit
des feinpulvrigen Gasrußes in Gummi, Wachs, Öl usw. einverleiben.