DE69613672T2 - System, Vorrichtung und Verfahren zum Konservieren, Transportieren und Verteilen von Farbstoffen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Konservieren, Transportieren und Verteilen von Farbstoffen. Des weiteren betrifft die Erfindung ein das System verwendendes Verfahren und eine das System umfassende Verteilervorrichtung.
• Die FR-A-2388733 offenbart einen Behälter für ein Fluidprodukt mit einer Außenummantelung und einem Innensack, der einen faltbaren kegelstumpfförmigen oberen Teil aufweist.
• Die EP-A-190757 offenbart ein steriles Bag-In-Box-Füll- und Entnahmesystem, mit dem Flüssigkeiten, wie zum Beispiel pasteurisierte Fruchtgetränke, gelagert werden können. Das System umfasst einen hermetisch verschlossenen Kunststoffsack, der in einer Ventileinheit eingesetzt ist, wobei die Öffnung des Sacks eine Abdichthaut aufweist, die durch die ankommende Flüssigkeit entfernt wird.
• Die DE-A-19 65 155 offenbart einen Container zum Transport von flüssigem, körnigem oder pulverförmigem Material, der mehrere Trennwände aufweist, welche mehrere Kammern definieren, die mit einer flexiblen Innenauskleidung versehen sind. Eine zusätzliche Vakuumkammer sorgt für das Füllen der Kammern mit flüssigen oder festen Stoffen.
• Die GB-A-2146705 offenbart ein System nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zum Verteilen von Getränken mit einem oder mehreren Druckgefäßen, die jeweils einen Auslass zur Verbindung mit einer Verteilzapfstelle auf weisen. Jedes Gefäß, das einen das Gas in Lösung enthaltende Getränk enthaltenden flexiblen Sack enthält, wird durch eine Luftverdichtungseinheit mit Druck beaufschlagt.
• Die WO-A-7900092 offenbart ein System zum Transportieren und Lagern von kohlensäurehaltigen Getränken mit Drucktanks, die von einem Tankwagen durch Einfüllen des Getränks mit einem Druckgas wieder aufgefüllt werden. Die Tanks weisen eine Auskleidung auf, die verhindert, dass die Flüssigkeit mit ihrer Wand in Kontakt kommt.
• Auf dem Gebiet der Herstellung von Lacken, Farben und Druckfarben und dergleichen sind heutzutage Verteilervorrichtungen, die für die Färbung eines neutralen, zum Beispiel weißen oder transparenten, Grundstoffs durch das Verteilen und Mischen des Grundstoffs mit kleinen vorbestimmten Mengen von Farbstoffen sorgen, weit verbreitet. Die Farbstoffe werden normalerweise in Vorratsbehältern gelagert, die im allgemeinen in Verteilervorrichtungen bekannter Art, wie zum Beispiel der im eigenen Patent EP-0 198 856 offenbarten, angebracht sind.
• Die fortwährende Entwicklung von Verteilervorrichtungen und die Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der Farbenproduktion insgesamt sowie die erhöhten Anforderungen durch die Benutzer haben bei bekannten Produktionssystemen ans Probleme Tageslicht gebracht.
• Insbesondere das Füllen, Nachfüllen oder Auffüllen der Farbstoff-Vorratsbehälter sind besonders zeitaufwendige, unpraktische und unwirtschaftliche Vorgänge im Hinblick auf Zeitdauer und Verschwendung von Farbstoff. Die Farbstoff-Nachfüllung wird normalerweise in Behältern, zum Beispiel Dosen oder Flaschen, aufbewahrt, transportiert und geliefert, wobei deren Inhalt in in den Verteilervorrichtungen angebrachte Vorratsbehälter umgefüllt werden muß. Es ist ersichtlich, dass nach Beendigung dieses manuellen Vorgangs eine gewisse Farbstoffmenge an den Innenwänden der zum Nachfüllen verwendeten Behälter haften bleibt und zusammen mit diesen Behältern fortgeworfen wird.
• Des weiteren ist es während des Umfüllens von Farbstoffen oftmals erforderlich, zusätzliche Füllvorrichtungen, wie zum Beispiel Trichter oder dergleichen, zu verwenden, an deren Wänden eine gewisse Farbstoffmenge hängen bleibt, die auch unbrauchbar ist und nach Beendigung des Auf- oder Nachfüllens weggeworfen wird.
• Das Füllen der Vorratsbehälter bewirkt auch ein Emulgieren der Farbstoffe mit Luft, weshalb Homogenisiersysteme, wie zum Beispiel mechanische Rührvorrichtungen, vorgesehen werden müssen, die innerhalb der Vorratsbehälter angebracht sind und über einen ziemlich langen Zeitraum aktiv bleiben müssen, damit die im Farbstoff enthaltene Luft ausgetrieben wird. Bis dieser Homogenisierungsvorgang beendet ist, kann der Farbstoff nicht ausgegeben werden, da das Vorhandensein von Luft in der Emulsion seine physikalischen Eigenschaften hinsichtlich Volumen und spezifisches Gewicht ändert, was eine genaue Ausgabe schwierig macht.
• Des weiteren wird die Behandlung von Abfallprodukten, seien es Behälter oder Farbstoffe, durch die zunehmende Sensibilisierung gegenüber Verschmutzungs- und Abfallentsorgungsproblemen, die sich oftmals in sehr strengen Vorschriften widerspiegelt, immer schwieriger. Die Kosten für Transport, Lagerung und Entsorgung von Abfallprodukten nehmen allmählich Proportionen an, die mit dem Erfordernis der Serienherstellung von kostengünstigen Farbprodukten nur schwer in Einklang zu bringen sind.
• Ein weiterer Nachteil bekannter Systeme besteht darin, dass bei abnehmender Farbstoffmenge in den Vorratsbehältern der an den Innenwänden der Vorratsbehälter haften bleibende Farbstofffilm bei Kontakt mit Luft trocknet, wodurch sich ein fester Film bildet, der dazu neigt aufzubrechen. Die so gebildeten festen Teilchen mischen sich mit dem Farbstoff und verursachen eine Reihe von sehr schwerwiegenden Problemen, die von der teilweisen Blockierung der Rohrleitungen der Verteilervorrichtung bis zur Verunreinigung des fertigen Farbprodukts reichen, was in bezug auf Verteilgenauigkeit und Qualität des Farbendprodukts offensichtliche katastrophale Folgen hat. Wenn eine regelmäßige vollständige Reinigung der Rohrleitungen einer Verteilervorrichtung auch nicht unmöglich ist, so ist sie doch mit hohen Kosten und langer Verlustzeit bei Anhalten der Vorrichtung verbunden.
• Das Problem des Austrocknens innerhalb der Vorratsbehälter ist besonders augenfällig und nimmt insbesondere bei Verwendung sogenannter "lösungsmittelfreier" Farbstoffe beträchtliche Ausmaße an, da deren Trägerfluid deutlich dazu tendiert, bei Kontakt mit Luft zu verdunsten, was zu Abscheidung und/oder Verdickung des Pigments führt. In diesen Fällen werden bei den bekannten Lösungen teure und komplexe Abdichtungssysteme sowie Rühren und Rückführung des Farbstoffs bereitgestellt, was einer wirtschaftlichen Herstellung und Verwendung der Vorrichtungen abträglich ist.
• Zur Überwindung der oben erwähnten Probleme sind verschiedene Ansätze vorgeschlagen worden, von denen aber keiner zu einer vollständig zufriedenstellenden und wirtschaftlichen Lösung führte. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Lösung der oben genannten Probleme auf einfache, kostengünstige und effektive Weise. Diese Aufgabe wird durch ein System mit den in Anspruch 1 gegebenen Merkmalen, eine Verteilervorrichtung nach Anspruch 17 und ein Verfahren nach Anspruch 18 gelöst.
• Ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der Farbstoff in der Praxis erst dann mit Luft in Kontakt kommt, wenn er in den Endbehälter ausgegeben wird, der das Farbendprodukt aufnehmen soll. Ein Verdunsten des Farbstoffträgers und folglich eine Verdickung oder Abscheidung des Pigments wird somit verhindert. Des weiteren ist der nach dem Nachfüllen erforderliche Zeitraum, um die Vorrichtung in Betrieb zu setzen, verringert, da eine Homogenisierung des Farbstoffs nicht mehr erforderlich ist. Darüber hinaus können Systeme zur Homogenisierung des Farbstoffs entfallen, was den deutlichen Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Konstruktion der Verteilervorrichtungen mit sich bringt.
• Ein weiterer Vorteil ist eine Verringerung der Nachfüllzeiten und der damit verbundenen Kosten. Darüber hinaus ist es beim Umfüllen des Farbstoffs nicht mehr erforderlich, sich lediglich auf das Geschick einer Bedienperson zu verlassen. Die maximale Farbstoffmenge ist verwendbar, was aufgrund der billigeren Abfallentsorgung deutliche wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.
• Nach Kenntnis der Grundzüge der Erfindung sind für einen Fachmann alternative Ausführungsformen des deformierbaren Vorratsbehälters offensichtlich. So können zum Beispiel Vorratsbehälter mit mindestens einer faltbaren Wand hergestellt werden, zum Beispiel zylindrische Körper, die wie ein Balg oder eine Ziehharmonika zusammengefaltet werden können, sowie flexible Säcke, so dass die Änderung des Innenvolumens der Vorratsbehälter durch eine Änderung ihrer Geometrie erfolgt. Als Alternative dazu können Vorratsbehälter aus elastischem Material hergestellt werden, so dass die Änderung des Innenvolumens ganz oder teilweise durch eine Flächenänderung mindestens einer Wand des Vorratsbehälters bestimmt wird.
• Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht in einem flexiblen Sack aus luftundurchlässigem Material mit einer im unteren Teil des Sacks angeordneten Abgabedüse. Der obere Teil des Sacks umfasst Aufhängungsmittel, wie zum Beispiel Ösen, Haken, Stangen oder ähnliche Mittel, die wirksam zur Lagerung und zum Transport des Sacks und seiner Abstützung innerhalb der Verteilervorrichtung verwendet werden können.
• Der flexible Vorratsbehälter kann durchsichtig sein, so dass Art und Menge des darin enthaltenen Farbstoffs leicht überprüft werden können, er kann aber auch aus einem lichtundurchlässigen Material bestehen, wenn bevorzugt wird, den Farbstoff nicht Licht auszusetzen.
• Die flexiblen Vorratsbehälter können für einmaligen Gebrauch bestimmt sein, und in diesem Fall sind ihre Entsorgungskosten dank ihres möglichen Zusammenfaltens und -drückens ohne Hilfe von Pressen und dergleichen deutlich verringert. Als Alternative dazu können die Vorratsbehälter nachfüllbar sein, so dass sie vollständig wiederverwendet werden können, wodurch sich entschiedene Vorteile hinsichtlich Umweltfreundlichkeit und der damit verbundenen Kosten ergeben.
• Obgleich sich das erfindungsgemäße System ohne beträchtliche Modifikation für jede bekannte Verteilungsart eignet, umfasst ein besonders effektiver Verteilerkreislauf eine kleine Rücklauf-Hilfskammer mit einem Einlass-Element, vorzugsweise mit einer Schnellkopplung, mit der der flexible Vorratsbehälter verbunden ist. Diese Hilfskammer dient als Rücklauf- und/oder Reservefarbstoffkammer und weist vorzugsweise ein Entlüftungsventil auf, das ein fast sofortiges Entweichen einer beliebigen geringen Luftmenge gestattet, die in der Kammer vorhanden ist, wenn ein Farbstoffvorratsbehälter montiert wird.
• Bei einer zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen System besonders geeigneten Vorrichtung sind Hilfsvorrichtungen vorgesehen, die ein vollständiges Ablaufen des Farbstoffs aus dem deformierbaren Vorratsbehälter unterstützen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung, wenn der Vorratsbehälter jener Art mit flexiblen Wänden ist, sind Druckvorrichtungen, vorzugsweise - aber nicht einschränkend - Walzenmittel, vorgesehen, die den Vorratsbehälter von oben nach unten allmählich zusammendrücken, während das Farbstoffvolumen im Behälter allmählich abnimmt.
• Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf ein in der beigefügten Zeichnung dargestelltes bevorzugtes, aber nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei in Fig. 1 ein Teil einer Verteilervorrichtung mit einem deformierbaren Vorratsbehälter schematisch dargestellt ist.
• Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird das Gehäuse einer Verteilervorrichtung mit 1 bezeichnet, wobei die Vorrichtung in ihrem oberen Teil einen Behälter 2 aufweist, von dessen Boden 3 Einlass-Elemente 4 für unter dem Behälter 2 angebrachte Hilfskammern 5 vorragen. Die in der Zeichnung dargestellten Einlass- Elemente 4 sind von einfachster Art mit konisch zulaufenden Kopplungselementen, auf die die Enden 6 von flexiblen Rohren 7, die mit dem Inneren flexibler Säcke 8, die im Behälter 2 angeordnet und mittels Ösen 9 an der Konstruktion der Verteilervorrichtung aufgehängt sind, in Verbindung stehen, aufgezwängt werden. Natürlich können die Einläss-Elemente eine auf dem Gebiet der Verbindungen für starre oder flexible Rohre allgemein bekannte beliebige Konfiguration aufweisen und des weiteren Schnellkopplungsvorrichtungen, wie zum Beispiel Schnapp-, Bajonett-, Gewindeflansch- oder Federverbindungen und dergleichen, enthalten.
• Das Sack-Aufängungssystem kann des weiteren von anderen Systemen als das dargestellte gebildet werden, zum Beispiel mittels eines in einer im oberen Tei l des Sacks ausgebildeten Quertasche eingeführten Stabs, dessen Enden auf einander gegenüberliegenden Rändern des Behälters 2 abgestützt werden.
• Der Boden des Sacks 8 ist, wie in der Zeichnung gezeigt, vorzugsweise geneigt, so dass ein Strömen des darin enthaltenen Farbstoffs zum Rohr 7 und somit zu einer der Hilfskammern 5 unterstützt wird. Vorzugsweise ist ein Sperrhahn 13 nahe dem Ende 6 des Rohrs 7 angebracht. Zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten des Sacks 8 angeordnete, in Richtung von Pfeil A vertikal bewegliche Druckwalzen 15, von denen nur die vordere in der Zeichnung sichtbar ist, sind in einem Abstand zueinander angeordnet, der im wesentlichen gleich der zweifachen Dicke der Sackwände ist.
• Ein Entlüftungsventil 14 ist in einem oberen Bereich jeder Hilfskammer 5 angeordnet, und stromabwärts der Hilfskammer 5 kann der Verteiler-Kreislauf eine beliebige Konfiguration aufweisen, zum Beispiel Rückführpumpen 10 umfassen, die von einem Motor 11 angetrieben werden und den Farbstoff zu einem (nicht gezeigten) Dreiwegeventil leiten, das den Farbstoff selektiv zu einem Verteilerkopf oder durch die Rücklauf-Rohrleitung 12 zurück zu den Hilfskammern 5 leitet. Für weitere Einzelheiten über den Verteiler- Kreislauf einer bekannten Verteilervorrichtung wird auf das oben erwähnte Patent EP-0 198 856 verwiesen.
• In dem die Farbstoffe herstellenden Werk wird in der letzten Stufe des Produktionszyklus der Sack 8 befüllt, der zum Beispiel am oberen Ende mit einer Öffnung versehen ist, die anschließend verschlossen wird. Als Alternative dazu, insbesondere im Falle von recyclierbaren Vorratsbehältern oder Säcken, kann das Befüllen durch das Rohr 7 erfolgen. Das Innere des geschlossenen Sacks enthält keine Luft, so dass der Farbstoff selbst über lange Zeiträume ohne Änderung und ohne Austrocknen aufbewahrt werden kann. Die Beförderung der Säcke von dem Produktionswerk zu Verteil- und Nachfüllstellen wird vorteilhafterweise durch das Vorhandensein der Aufhängungsmittel 9 erleichtert.
• Wenn der in einem in einer Verteilervorrichtung, zum Beispiel der von Fig. 1, angebrachten Sack 8 enthaltene Farbstoff aufgebraucht ist, löst der Benutzer das Rohr 7 von dem Einlass-Element 4 und kann dann den leeren Sack zusammenfalten oder -packen und ihn zur anschließenden Entsorgung oder Sendung zum Farbstoffproduktionswerk zusammendrücken.
• Ein ganz mit Farbstoff gefüllter neuer Sack 8 wird in dem Behälter 2 angeordnet, und das Rohr wird schnell an das entsprechende Einlass-Element 4 montiert. Dann wird der Sack am Gehäuse 1 der Vorrichtung aufgehängt. Infolge des Öffnens des Hahns 13 strömt der Farbstoff im Sack durch sein Gewicht nach unten in die Hilfskammer 5, die gefüllt wird, während die darin enthaltene Luft durch das Entlüftungsventil entweicht. Durch das teilweise und allmähliche Entleeren des Sacks 8 bei Betrieb der Verteilervorrichtung wird innerhalb des Sacks ein Vakuum erzeugt, das ein Zusammenquetschen der Wände von oben nach unten aneinander bewirkt. Das Zusammenquetschen der Wände und die Farbstoffströmung zum unteren Ende des Sacks 8 und zum Rohr 7 wird durch den von den Walzen 15 ausgeübten Druck unterstützt, die automatisch angetrieben sein oder sich einfach durch Schwerkraft in Abhängigkeit von der im Sack 8 vorhandenen Farbstoffmenge abwärts bewegen können.
• Natürlich können unter Wahrung der Grundzüge der Erfindung die Formen der Ausführungsformen und die Konstruktionseinzelheiten von den beschriebenen und dargestellten auf verschiedenste Weise abweichen, ohne dass vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.

Claims (18)

1. System zum Konservieren, Transportieren und Verteilen von Farbstoffen umfassend, in Kombination, einen Verteiler- Kreislauf und einen hohlen Vorratsbehälter (8), der wenigstens eine deformierbare Wand aufweist, so dass das Innenvolumen des Vorratsbehälters (8) von einem Maximum zu einem Minimum im wesentlichen nahe Null veränderbar ist, und eine Öffnung zur Verbindung des Vorratsbehälters (8) mit einem Verteiler-Kreislauf, wobei der Vorratsbehälter luftdicht ist, so dass das Innenvolumen des Vorratsbehälters im wesentlichen während des gesamten Gebrauchs dem darin enthaltenen Volumen des Farbstoffes entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler-Kreislauf mindestens eine Hilfskammer (5) aufweist, die ein im Vergleich zum maximalen Volumen des Vorratsbehälters (8) wesentlich kleineres Innenvolumen aufweist und die stromabwärts hinter der Öffnung des Vorratsbehälters angeordnet ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine deformierbare Wand des Vorratsbehälters eine faltbare Wand ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine deformierbare Wand des Vorratsbehälters (8) eine flexible Wand ist.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine deformierbare Wand des Vorratsbehälters (8) eine elastische Wand ist.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbstoff-Verteiler-Kreislauf ein Einlass-Element (4) zur Aufnahme einer Rohrleitung (7) aufweist, die mit der Öffnung des Vorratsbehälters (8) in Verbindung steht.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rohrleitung (7) eine Ventilvorrichtung (13) zur Unterbrechung der Rohrleitung (7) angeordnet sind.

7. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlass-Element (4) schnell koppelnde Mittel zur selektiven Verbindung mit dem Vorratsbehälter aufweist.

8. System nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Hilfskammer (5) stromabwärts des Einlass- Elements (4) angeordnet ist.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Hilfskammer (5) mindestens ein Entlüftungsventil (14) aufweist, das das Entweichen in der Kammer (5) enthaltener Luft während des ersten Befüllens der Kammer (5) mit Farbstoff aus dem Vorratsbehälter (e) erlaubt.

10. System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Hilfskammer (5) mit einem Farbstoff- Rücklauf-Kreislauf gekoppelt ist.

11. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der deformierbare Vorratsbehälter (8) als Sack ausgebildet ist, dessen Boden zur Farbstoff- Auslassöffnung hin geneigt ist.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine mechanische Druckvorrichtung (15) mit dem Verteiler- Kreislauf gekoppelt ist, so dass die Verringerung des Innenvolumens des Vorratsbehälters (8) aufgrund der Verringerung des darin enthaltenen Farbstoffvolumens unterstützt wird.

13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (8) wenigstens eine Wand aufweist, die aus transparentem Material hergestellt ist.

14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (8) Wände mit lichtundurchlässiger Farbe aufweist.

15. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (7) an einer ihrer Enden einen ersten Bereich eines schnell koppelnden Elements zur Verbindung des Behälters mit einem Verteiler-Kreislauf aufweist, wobei der Verteiler-Kreislauf einen zweiten Bereich des schnell koppelnden Elements umfasst.

16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (8) in seinem oberen Bereich, gegenüber der Farbstoff-Auslassöffnung, Mittel zur hängenden Befestigung (9) aufweist.

17. Verteilervorrichtung mit einer Vielzahl von Verteiler- Kreisläufen und Mitteln zur Aufnahme einer entsprechenden Vielzahl von Vorratsbehältern (8) mit wenigstens einer deformierbaren Wand nach einem der vorangehenden Ansprüche.

18. Verfahren zum Konservieren, Transportieren und Verteilen von Farbstoffen mit folgenden Verfahrensschritten:

Bereitstellen eines hohlen, luftdichten Vorratsbehälters (8) mit wenigstens einer deformierbaren Wand und wenigstens einem hermetisch verschließbaren Auslassbereich, Füllen des Vorratsbehälters mit einem Farbstoff, so dass das Volumen innerhalb des Vorratsbehälters vollständig mit dem Farbstoff ausgefüllt ist,

hermetisches Versiegeln des Vorratsbehälters (8), Koppeln des Auslassbereiches des Vorratsbehälters (8) an einen Verteiler-Kreislauf und Öffnen des Auslassbereiches des Vorratsbehälters (8), um das Austreten des Farbstoffs aus dem Vorratsbehälter als Resultat des Farbstoffbedarfes des Verteiler-Kreislaufs zu erlauben, wobei das Verfahren zusätzlich den Schritt des Koppelns des Auslassbereiches des Vorratsbehälters (8) an eine Hilfskammer (5) umfaßt, um dem aus dem Vorratsbehälter austretenden Farbstoff das Eintreten in die Hilfskammer (5) zu erlauben, bevor der Farbstoff verteilt wird.