DE8803052U1

DE8803052U1 - Vorrichtung zum Verflüssigen eines hochpolymeren, thermoplastischen Werkstoffes

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Publication number: DE8803052U1
Application number: DE8803052U
Authority: DE
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1988-03-07
Filing date: 1988-03-07
Publication date: 1988-06-23

Description

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Henning J. Claassen Industriegebiet Hafen 2120 Lüneburg

Vorrichtung zum Verflüssigen eines hochpolymeren, thermoplastischen Werkstoffes

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Verflüssigen eines hochpolymeren, thermoplastischen Werkstoffes, insbesondere eines Schmelzklebers auf der Basis von Polyurethan der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Schlecht fließende, hochviskose, thermoplastische, hochpolymere Werkstoffe, nämlich hochviskose Dichtungsmassen, Buthylen sowie Haftschmelzklebe^insbesondere Schmelzkleber auf dar Basis von Polyurethan, können in sogenannten "Faßschmelzern" verflüssigt werden, also Heizeinrichtungen, die in den geöffneten Transportbehälter für einen solchen thermoplastischen Werkstoff eingeführt werden und die hochviskose Masse erwärmen, so daß sie fließ·* fähig wird und nach unten aus dem Transportbehälter herausläuft.

In einem solchen Faßschmelzer lassen sich jedoch keine thermoplastischen Werkstoffe verarbeiten, die sehr empfindlich auf den in der Luft vorhandenen Sauerstoff reagieren und insbesondere bei einer solchen Reaktion mit

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dem Sauerstoff aushärten. Dies gilt in extremem Maße für Schmelzkleber auf der Basis von Polyurethan, so daß die aus der DE-PS 36 00 020 bekannte Verflüssigungsvorrichtung entwickelt wurde, bei der ein nech unten offener Transportbehälter in dem oberen Teil eines beheizbaren abgedichteten Vorratsbehälter angeordnet wird; unter dem Transportbehälter befindet sich der untere, als Puffervolumen dienende Teil eines Vorratsbehälters, so daß während der gesamten Verflüssigung des hochpolymeren, in dem Transportbehälter befindlichen Werkstoffes eine Abschirmung gegen die Umgebungseinflüsse durch den Vorratsbehälter und gegebenenfalls noch durch zusätzliche Einführung eines Schutzgases erfolgt.

Bei einer speziellen Ausgestaltung der Verflüssigungsvorrichtung nach der DE-PS 36 00 020 ist der Vorratsbehälter so ausgelegt, daß der gesamte Inhalt des Transportbehälters in dem unteren, als Puffervolumen dienenden Teil des Vorratsbehälters aufgenommen wird und der Transportbehälter nach seiner Entleerung ausgetauscht wird. Hierbei kann es jedoch zu einem Kontakt mit der Umgebungsatmosphäre und damit zu einer Sauerstoff-Reaktion kommen. Außerdem ist für viele Anwendungsfälle die vollständige Abschirmung des verflüssigten, hochpolymeren Werkstoffes und damit seines Transportbehälters in einem abgedichteten Vorratsbehälter, eventuell noch unter einer Schutzgashaube, nicht erforderlich, so daß diese Lösung zu aufwendig wird.

Deshalb kann eine Vorrichtung zum Verflüssigen eines hochpolymeren, thermoplastischen Werkstoffes, insbesondere eines Schmelzkleber auf der Basis von Polyurethan, mit einer Vorschmelzeinrichtung für den thermoplastischen Werkstoff und mit einem mit der Vorschmelzeinrichtung verbundenen Speicher- und Dosierbehälter vorgesehen werden, bei der auf der Oberfläche des verflössigten thermoplastischen Werkstoffes in dem Speicher- und Dosierbehälter eine Schutzschicht aus einem fiuiden Sperrmediüra schwimmt, das weder mit der Umgebungsluft noch mit dem verflüssigten, thermoplastiscrhßn'Jieikstirif:··· .··.

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reagiert; eine Leitung führt dem Speicher- und Dosierbehälter an einer
Stelle, die unter dem Flüssigkeitsspiegel des verflüssigten,
thermoplastischen Werkstoffes in dem Speicher- und Dosierbehälter liegt, den verflüssigten, thermoplastischen Werkstoff von der abgeschlossenen
Vorschmelzeinrichtung zu.

Auf diese Weise wird jeder Kontakt zwischen dem verflüssigten thermoplastischen Werkstoff und der Umgebungsatmosphäre vermieden, so daß es nicht zu

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Nachteilig ist bei der bekannten Verflüssigungsvorrichtung der relativ
komplizierte und aufwendige Aufbau mit der Vorschmelzeinrichtung einerseits und dem Speicher- und Dosierbehälter andererseits, zumal hierzu jeweils getrennte Steuerungen vorgesehen werden müssen.

Der Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verflüssigen eines hochpolymeren, thermoplastischen Werkstoffes, insbesondere eines Schmelzklebers auf der Basis von Polyurethan, der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere soll eine Verflüssigungsvorrichtung vorgeschlagen werden, die auf konstruktiv einfache Weise die völlige Abschirmung des verflüssigten
thermoplastischen Werkstoffes gegen die Umgebungsatmosphäre gewährleistet.

Dies wird neuerungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale erreicht.

Zweckmäßige Ausführungsfonnen werden durch die Merkmale der Unteransprüche definiert.

Die mit der Neuerung erzielten Vorteile beruhen auf der Feststellung, daß die räumliche und "physikalische" Trennung zwischen der Vorschmelzeinrichtung und dem Speicher- und Dosierbehälter nicht erforderlich ist, sondern daß ein übliches, beispielsweise für die Aufschmelzung von Hot melt bekanntes Verflüssigungsgerät eingesetzt werden kann, wenn auf der Oberfläche des verflüssigten thermoplastischen Werkstoffes in diesem Verflüssigungsgerät eine Schutzschicht aus einem fl\,iden Sperrmedium schwimmt, das weder

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mit der Umgobungstuft noch tnit dem verflüssigten, thermoplastischen Werkstoff reagiert. Der verflüssigte Werkstoff aus diesem Verflüssigungsgerät kann sofort mittels einer üblichen Förderpumpe der weiteren Verarbeitung beispielsweise einem Auftragkopf zugeführt werden.

Ein solches Verflüssigungsgerät weist einen Vorratsbehälter auf, in den beispielsweise die blockförmigen, festen Ausgangsmassen eingelegt werden. Dann wird das flüssige Sperrmedium eingefüllt, das die Ausgangsmasse vollständig bedeckt.

Nun wird der Vorratsbehälter erwärmt, so daß die Ausgangsmasse schmilzt; aufgrund der Unterschiede in der Dichte schwimmt jedoch das Sperrmedium immer auf der Oberfläche der flüssigen Masse, so daß es nicht zu einem Kontakt mit der Umgebungsatmosphäre kommen kann.

Der flüssige, hochpolymere Werkstoff wird dann auf die übliche Weise am Boden des Vorratsbehälters abgezogen und mittels einer Förderpumpe der weiteren Verarbeitung zugeführt.

Mit einem solchen Verflüssigungsgerät kann kontinuierlich gearbeitet werden, da die blockförmigen, festen Ausgangsmassen voc. oben her durch die Sperrschicht hindurch in den Vorratsbehälter nachgefüllt werden können; die Temperaturerhöhung dieses nachgefüllten Materials beginnt also erst, nachdem es vollständig durch die Sperrschicht bedeckt ist, so daß es auch jetzt nicht zu einer unerwünschten Reaktion kommen kann.

Als flüssiges Sperrmeüj'; wird eine organische Flüssigkeit verwendet, nämlich Vaseline oder ähnliche neutrale öle und Fette auf der Basis fester und/oder flüssiger Erdölkohlenwasserstoffe mit Schmelzpunkten von 35° bis 60^&oacgr; C. Diese Materialien haben eine solche Konsistenz, daß sie ständig eine geschlossene Sperrschicht bilden, die auch beim Nachfüllen einer festen Ausgangsmasse den bereits verflüssigten hochpolymeren Werkstoff gegen die Umgebungsatmosphäre abschirmt.

Wesentlich ist nur, daß dem Vorratsbehälter der verflüssigte hochpolymere Werkstoff an einer Stelle entnommen wird, die möglichst weit unter dem

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Flüssigkeitsspiegel liegt, also zweckmäßigerweise am Boden des Vorratsbehälters.

Zur zusätzlichen Abschirmung kann es manchmal zweckmäßig sein, über der Sperrschicht aus dem flüssigen Schutzmedium noch eine weitere gasförmige Sperrschicht, beispielsweise aus Stickstoff vorzusehen. Dieses gasförmige Schutzmedium überspült dann die Oberfläche der eigentlichen flüssigen Schutzschicht und dient als weitere Abschirmung.

Insbesondere zum mechanischen Schutz des empfindlichen, verflüssigten hochpolymeren Werkstoffes in dem Vorratsbehälter kann ein Deckel vorgesehen sein, der jedoch nicht besonders sorgfältig abgedichtet werden muß, da, wie erläutert, die eigentliche Abschirmfunktion durch die flüssige Sperrschicht erfüllt wird. Es ist also wesentlich, daß dieser Deckel leicht geöffnet und verschlossen werden kann, um das Nachfüllen der festen Ausgangsmasse zu ; ermöglichen.

Die Neuerung wird im folgenden anhanci eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die belügende schematische Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur einen Schnitt durch ein Verflüssigungsgerät für Schmelzkleber auf der Basis von Polyurethan zeigt.

Das aus der Figur ersichtliche, allgemein durch das Bezugszeichen 10 angedeutete Verflüssigungsgerät weist einen lotrecht angeordneten Vorratsbehälter 12 auf, in dem der verflüssigte Schmelzkleber durch die schwarze Masse angedeutet ist. Dieses Verflüssigungsgerät 10 enthält den üblichen Schaltschrank 14 mit einem Elektromotor 16 für eine Förderpumpe 18, in ' aller Regel eine Zahnradpumpe, die über eine Kupplung und/oder ein Getriebe 20 mit dem Elektromotor 16 verbunden ist.

Auf dem verflüssigten Schmelzkleber in dem Vorratsbehälter 12 schwimmt eine Schutzschicht 22 aus einem flüssigen Sperrmedium, das weder mit dem empfindlichen verflüssigten Schmelzkleber noch mit der Luftatmospnare

reagiert. Als flüssiges Sperrmedium kommen insbesondere flüssige organische |

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Um die Abschirmwirkung noch weiter zu verbessern, kann ebenfalls nicht reaktives inertes Gas, im allgemeinen Stickstoff (N₂), über die freie obere Fläche der Schutzschicht 22 geleitet werden.

Das obere Ende des Vorratsbehälters ist durch einen leicht abnehmbaren Deckel 24 verschlossen.

Vom Boden des Vorratsbehälters 12 wird dem Ausgang 26 des Verfliissigu^jsgerätes 10 der verflüssigte Schmelzkleber über eine Leitung 28 zugeführt.

In der Figur ist außerdem noch eine Rückführleitung dargestellt, die über ein durch eine Feder vorgespanntes Ventil verschlossen wird; bei Oberschreiten eines vorgegebenen Druckes öffnet sich dieses Ventil gegen die Wirkung der Feder, so daß der verflüssigte Schmelzkleber aus der Leitung wieder unmittelbar dem Vorratsbehälter 12 zugeführt wird.

In die Wände des Vorratsbehälters 12 und in seinen Boden sind Heizelemente (nicht dargestellt) integriert, die die Temperatur des Schmelzklebers in dem Vorratsbehälter 12 und auf dem Transport vom Vorratsbehälter zum Auslaß 26 auf einen vorgegebenen Wert regeln.

Bei Setriebsbeginn wird das in aller Regel blockförmige, feste Ausgangsmaterial für den Schmelzkleber auf der Basis von Polyurethan oder einer anderen, in Verbindung mit der Atmosphäre reagierenden Formulierung in den Vorratsbehälter 12 eingefüllt. Gleichzeitig, vorher oder nachher wird das Material für die Sperrschicht 22 zugegeben, das die feste Ausgangsmasse vollständig bedecken muß, um jeden Kontakt mit der Umgebungsatmosphäre zu verhindern. Dann wird der Deckel 24 verschlossen und gegebenenfalls das Spülgas Stickstoff eingeführt.

Wird nun der Vorratsbehälter 12 und sein Boden erwärmt, so schmilzt die Ausgangsmasse auf; aufgrund der unterschiedlichen Dichte des Schmelzklebers einerseits und des flüssigen Sperrmedlums andererseits schwimmt das Sperrmedium auf der Oberfläche des verflüssigten Schmelzklebers, der nun mittels der Pumpe 18 über die Leitung 23 abgezogen und dem Ausgang 26 zugeführt wird.

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Bei Abnahme des Schmelzklebervolumens in dem Vorratsbehälter 12 unter einen vorgegebenen Minimalwert wird der Deckel 24 geöffnet und neues, blockförmiges, festes Ausgangsmaterial in den Vorratsbehälter 12 gelegt; dieses Material durchdringt die flüssige Sperrschicht 22, ohne daß dabei deren Abschirmwirkung aufgehoben wird. Das neue Material wird ebenfalls aufgeschmolzen und dann mittels der Pumpe 16 dem Ausgang 26 zugeführt.

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Anwaltsakte 35 989 X

Henning J. Ciaassen

Industriegebiet Hafen

2120 Lüneburg

Vorrichtung zu* Verflüssigen eines hochpolyaeren, thermoplastischen Werkstoffes

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Verflüssigen eines hochpolymeren, thermoplastischen Werkstoffs, insbesondere eines Schmelzklebers auf der Basis von Polyurethan,

a) mit einer Schmelzeinrichtung für den thermoplastischen Werkstoff,

dadurch gekennzeichnet, daß

b) die Schmelzeinrichtung einen heizbaren Vorratsbehälter (12) aufweist;

c) der zur Aufnahme des thermoplastischen Werkstoffs und einer darauf schwimmender; Schutzschicht (22) aus einem flüssigen Sperrmedium ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (12) zur zusätzlichen Aufnahme eines nicht reaktiven inerten Gases über der freien oberen Fläche der Schutzschicht (22) ausgebildet ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein abnehmbarer Deckel (24) für den Vorratsbehälter (12) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Boden des Vorratsbehälters (12) mit einem Auslaß (26) verbindende Leitung (28) vorgesehen ist sowie eine in der Leitung (28) angeordnete Förderpumpe (18).