EP1680550A1 - Method and device for producing a composite material - Google Patents

Method and device for producing a composite material

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Publication number
EP1680550A1
EP1680550A1 EP04797507A EP04797507A EP1680550A1 EP 1680550 A1 EP1680550 A1 EP 1680550A1 EP 04797507 A EP04797507 A EP 04797507A EP 04797507 A EP04797507 A EP 04797507A EP 1680550 A1 EP1680550 A1 EP 1680550A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrier material
mixing
adhesive material
particles
adhesive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04797507A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karl Reinhard Zeiss
Klaus Kahler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KLV Lizenz-Vermarktungsgesellschaft mbH
Original Assignee
KLV Lizenz-Vermarktungsgesellschaft mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KLV Lizenz-Vermarktungsgesellschaft mbH filed Critical KLV Lizenz-Vermarktungsgesellschaft mbH
Publication of EP1680550A1 publication Critical patent/EP1680550A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/02—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for preparing the materials
    • E01C19/10—Apparatus or plants for premixing or precoating aggregate or fillers with non-hydraulic binders, e.g. with bitumen, with resins, i.e. producing mixtures or coating aggregates otherwise than by penetrating or surface dressing; Apparatus for premixing non-hydraulic mixtures prior to placing or for reconditioning salvaged non-hydraulic compositions
    • E01C19/1013—Plant characterised by the mode of operation or the construction of the mixing apparatus; Mixing apparatus
    • E01C19/1022—Coating the solid ingredients by passing same through a shower or cloud of binder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/58—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising fillers only, e.g. particles, powder, beads, flakes, spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/203—Solid polymers with solid and/or liquid additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2395/00—Bituminous materials, e.g. asphalt, tar or pitch

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a composite material, wherein at least one binding, powdery or granular adhesive material is mixed and bonded with at least one powder, granular or granular carrier material to be bound.
  • the invention also relates to an apparatus for performing this method.
  • the carrier material is usually mixed mechanically with adhesive material, a particle composite of carrier material particles and adhesive material particles being formed during and / or after the mixing.
  • the adhesive material can either chemically set and thereby achieve a stabilizing effect, or the adhesive material can be thermoplastic, the mixing with the carrier material taking place in the heated state and a finished composite material being present after cooling.
  • cheap filler material for example gravel or sand or plastic
  • the adhesive material is usually expensive.
  • the proportion of this valuable adhesive material in the composite material is so high that the carrier material particles are completely enveloped and / or the spaces between the carrier material particles are filled with adhesive material in order to achieve the desired strength of the finished composite material.
  • the object is therefore to create a method and a device by means of which the amount of adhesive material can be reduced relative to the amount of carrier material and at the same time the previous strength of comparable composite materials can be achieved.
  • the invention proposes in particular that the backing material and the adhesive material are largely evenly distributed and connected to one another in a mixing process, in that the backing material is at least briefly heated to the melting temperature of the adhesive material and that the adhesive material particles are thereby brought into contact by selective contact with Carrier material particles are melted onto the surface of the carrier material particles and adhere.
  • some adhesive material particles can adhere punctually evenly distributed over the surface of the carrier material particles, the amount of adhesive material particles adhering being easily controllable. Due to the only brief heating, the adhesive material can melt on the hot carrier material particles, but fusing and adhesion of the carrier material particles provided with adhesive material particles to one another can largely be avoided. This is also supported by the even distribution of the materials during the mixing process. This allows the resulting free-flowing or bulk material existing composite material can be stored and / or transported easily and long before final use.
  • the composite material for example as a building material or building material, it is advantageous if the composite material is heated for further processing to a temperature above the melting temperature of the adhesive material, in particular for melting, and if the heating forms connecting bridges from adhesive material particles adhering to the carrier material particles between adjacent carrier material particles , Furthermore, there is the possibility that the composite material is heated to a temperature above the melting temperature of the adhesive material until it melts completely, so that the adhesive material particles adhering to the carrier material particles at least partially wet the surface of the carrier material particles and thereby adjacent carrier material particles are glued together ,
  • the melting adhesive material particles can connect the carrier material particles on the one hand through a macroscopic capillary action between adjacent carrier material particles, by allowing the adhesive material to penetrate deeply into these gaps, on the other hand the surface of the carrier material can have microscopic unevenness with a microscopic capillary action, which aids adhesion of adhesive material ,
  • the composite material can be brought into the desired shape before heating, for example with the aid of a formwork or
  • the mixing process with the aid of at least one electrostatic field is particularly advantageous is carried out and / or if the adhesive material is fed to the mixing process, preferably electrostatically charged.
  • the electrostatic field can promote the uniform distribution of the materials to be mixed and the electrostatic charging the mutual attraction of the materials for the attachment of adhesive material particles to the carrier material particles.
  • Carrier material is charged electrostatically and that the
  • Polarity of the electrostatic charge of the carrier material is preferably opposite to that of the adhesive material.
  • the differently charged materials can thus attract each other, while simultaneously repelling the equally charged particles of a material.
  • the materials can each be largely uniformly distributed and practically form a particle cloud, the two particle clouds of carrier material particles and adhesive material particles being able to penetrate one another and thus a uniform mixing of the two
  • an electrostatic field in particular an alternating electrostatic field, is generated in the mixing area where the carrier material meets the adhesive material.
  • This additional alternating field can further promote and accelerate the even distribution of the two materials involved in the mixing process.
  • An embodiment of the method according to the invention provides that during the mixing process the carrier material particles are distributed and / or loosened and preferably heated on their surface by radiant heat, for example infrared radiation and / or microwave radiation, and that the adhesive material particles are then added to the heated carrier material particles and mixed with them, preferably under the influence of the electrostatic alternating field, and then connected.
  • the distribution of the carrier material particles can take place, for example, in a container at least partially enclosing the mixing process, into the interior of which radiant heat is then radiated in and then the adhesive material particles, which can additionally be electrostatically charged, are introduced.
  • An electrostatic alternating field can then also be built up in the container, while the mixing process continues and the adhesive material particles are deposited on the carrier material particles.
  • the particles of the carrier material are larger, in particular approximately ten to one hundred times larger, than the particles of the adhesive material.
  • the adhesive material particles can be deposited in the desired number and approximately evenly distributed on the surface of the carrier material particles that is much larger than the adhesive material particles.
  • the adhesive material particles can form a more or less tight lattice or grid on the surface of a carrier material particle, which is advantageous for later crosslinking of the carrier material particles with one another when heated during further processing of the composite material.
  • the volume of the carrier material is larger, in particular approximately one hundred to one thousand times larger than the volume of the adhesive material.
  • the carrier material particles can be adequately bonded to one another via the connecting or adhesive bridges made of adhesive material in order to achieve the desired level To maintain strength.
  • bitumen powder or powdered multicomponent systems preferably epoxy resin systems or the like
  • powder or granular material is bonded as the adhesive material to the carrier material, which preferably consists of sand or gravel or the like granular and / or crystalline material.
  • Epoxy resin systems as adhesive material offer long-lasting adhesive bonds and are easy to process.
  • the preferably free-flowing composite material formed from the carrier material particles with the adhesive material particles adhering thereto is removed at a temperature below the melting temperature of the adhesive material, in particular during the mixing process. This prevents the carrier material particles from sticking to one another before the composite material is finally used.
  • One particularly for batch production of composite Appropriate execution of the method according to the invention provides that the adhesive material is mechanically mixed with the carrier material by rotation of a mixing container and that the mixing is carried out by at least one movable and / or at least one rigid mixing tool inside the mixing container and that at least the adhesive material particles the action of the electrostatic alternating field and / or by at least one gas stream are distributed substantially uniformly during the mixing process.
  • the possibly electrostatically charged carrier material can first be introduced into the mixing container and mechanically moved by the rotation. Then the adhesive material is added, which comes into contact with the moving carrier material finely, in particular as a cloud, through the electrostatic alternating field present in the mixing container, so that the adhesive material particles accumulate on the carrier material particles during and shortly after heating.
  • Another embodiment of the method according to the invention in particular for the production of composite material in a continuous manufacturing process, provides that the carrier material, as a preferably continuous stream of material, is fed to the mixing process for largely uniform distribution and connection with the adhesive material, the adhesive material advantageously transversely and / or counter to the direction of the carrier material stream is sprayed or blasted into the carrier material stream in particular.
  • the jets or streams of carrier material and adhesive material encountering one another can thereby easily mix with one another, the uniform distribution of the materials in the mixing region being dependent on the direction and strength of the streams and on the presence of one or more electrostatic ones Fields in the mixing area can be improved.
  • the carrier material flows through a heating area for, in particular, briefly increasing the temperature of the carrier material and, after mixing and connecting with the adhesive material, a cooling area for cooling the composite material.
  • the rate of flow through the respective process zone can be used to control the amount of energy supplied or withdrawn from the respective material.
  • a suitable combination of carrier material and adhesive material can preferably consist of sand and the adhesive material preferably consists of bitumen, the sand and / or the
  • Bitumen is preferably obtained from oil sand, which consists of coherent sand and oil or bitumen particles, by separating its individual components from one another. Both materials are available in large quantities and sand, for example, is available everywhere in desert regions, with bitumen in particular being a by-product and in different qualities in oil refineries.
  • the substance mixture or the particle composite within a temperature window which can be predetermined depending on the substance, alternately in one or more cycles, preferably quickly or shock-cooled and is heated, that the alternating heating and cooling is carried out with a particularly high temperature gradient and that the number of heating / cooling cycles until separation the mixture of substances is made into its individual components.
  • the mixture of substances to be separated such as the oil sand
  • the mixture of substances to be separated is subjected to an alternating load which, after a material-dependent number of cycles, leads to the safe disassembly of the mixture of substances into its individual components.
  • the carrier material is removed from the surface of the carrier material particles with the aid of mechanical vibrations, in particular sound waves, preferably ultrasound, before being fed to the mixing process, in order to remove deposits, buildup or soiling.
  • mechanical vibrations in particular sound waves, preferably ultrasound
  • the carrier material particles and the contaminations are set in vibration at the same time, the two different substances having different natural frequencies and thus also resonating in different ways and being separated from one another.
  • the loose dirt can then be removed from the carrier material using filters or other known methods.
  • the soiling can be, for example, salt or other substances that are particularly present in natural desert sand.
  • the carrier material for removing deposits, adhesions or dirt from the surface of the carrier material particles is cleaned with the aid of micro or fine sand before being fed to the mixing process.
  • the much smaller particles of the microsand can, for example, be mechanically mixed with the carrier material and moved in such a way that the microsand particles practically grind or remove deposits from the surface of the carrier material particles, while the individual particles meet or collide with one another.
  • micro or fine sand is sprayed or sprayed at a preferably high speed into a continuous flow of carrier material transversely or obliquely to its direction of movement.
  • the effect of grinding or abrasion can thereby be enhanced, because the microsand particles hit the carrier material particles at high speed and, with the aid of their high kinetic energy, the deposits or
  • Soiling can be blasted off or removed from the surface of the carrier material particles upon impact.
  • a device with a mixing device for mixing at least one binding, powdery or granular adhesive material with at least one powdered, granular or granular carrier material to be bound the mixing device a mixing area, a feed for the Has carrier material and the adhesive material in the mixing area and an energy supply device for heating at least the carrier material.
  • the carrier material can be in heated in the mixing area or on the way to the mixing area by the energy supply device and then mixed and bonded in the mixing area with the preferably finely divided adhesive material.
  • a field generating device for electrostatically charging the adhesive material is provided at least for the adhesive material.
  • the similarly charged adhesive material particles repel each other, which supports the uniform distribution of the adhesive material particles in the mixing area.
  • the electrostatically charged adhesive material particles can adhere particularly easily to the carrier material particles which are not additionally or preferably with opposite polarity.
  • the field generating device for electrostatically charging the adhesive material is arranged in the region of the feed opening of the adhesive material feed.
  • the adhesive material can be continuously electrostatically charged on the way to the mixing area and while it is flowing through, the electrostatic field required for charging only having to pass through a small area of the adhesive material supply.
  • a second field generating device is provided in the area of the feed of the carrier material for the electrostatic charging of the carrier material.
  • This second field generating device can charge the carrier material preferably with a polarity that is opposite to the polarity of the adhesive material, so that when the two materials are mixed the adhesive material particles can adhere particularly easily to the carrier material particles.
  • a third field generating device is provided in the mixing area of the carrier material with the adhesive material, in particular for generating an electrostatic alternating field. This electrostatic alternating field can improve the uniform distribution of one or both materials in the mixing area and / or accelerate the introduction of the materials into the mixing area.
  • the mixing device has a preferably approximately vertical tubular element which at least partially surrounds the mixing area and if at least the feed for the carrier material is arranged in the upper area of the tubular element.
  • the materials in the upper area can be fed into such a mixing device, prepared and mixed in the middle area and connected to one another, and aftertreated in the lower area and then removed from the mixing device.
  • the different phases of the manufacturing process can therefore run in different longitudinal sections of the tubular element.
  • the carrier material supply and the adhesive material supply are designed for transverse and / or opposite guidance of the carrier material flow and the adhesive material flow relative to one another in the mixing area.
  • the two material flows can thus meet in the mixing area and can be mixed quickly and evenly. If the material flows are continuous flows, the mixing process can also be carried out continuously.
  • the energy supply device for Heating the carrier material in the flow course of the carrier material flow is arranged in front of the mixing area with the adhesive material and if a cooling device is provided for cooling the composite material in the flow course behind or after the mixing area.
  • the carrier material can flow through the area of the energy supply device in such a way that it is briefly heated, so that immediately after this brief heating, adhesive material particles can melt on the surface of the carrier material particles in the mixing area.
  • the resulting composite material can then pass through the cooling device, so that the cooling of the composite material takes place quickly and a connection of composite material particles to one another can largely be avoided.
  • the removal from the mixing device and the further transport of the composite material can also be simplified and accelerated in this way.
  • the mixing device has a rotating mixing drum as the mixing container.
  • a certain amount of carrier material can be mixed and bonded with adhesive material and a desired amount of composite material can be produced in this way.
  • Such a mixing drum can be operated stationary, but also as a mobile unit, for example on a vehicle, and can be filled with carrier material and adhesive material at the place of use.
  • the adhesive material required in small quantities is carried on the vehicle and that the carrier material, for example sand, is already available at the place of use.
  • at least one movable and / or at least one rigid mixing tool is arranged in the mixing drum. Mixing tools of this type can mix the free-flowing materials present in the mixing drum quickly and completely and are long-lasting and require little maintenance.
  • a field generating device for an electrostatic alternating field and / or at least one gas stream flowing into the mixing drum are provided.
  • the adhesive material particles can be kept in suspension during the mixing process, so that a particle or particle cloud practically arises, in which the carrier material moves as the mixing drum rotates and thereby comes into constant contact with the adhesive material.
  • the adhesive material can be distributed very finely within the mixing drum and thus mixing with the carrier material can be improved.
  • the energy supply device is designed, at least temporarily, to heat the carrier material to be bound, preferably on its surface to a temperature above the melting temperature of the adhesive material. If the carrier material is heated in this way, adhesive material particles can adhere to the surface of the carrier material particles by melting without completely melting and running, since the carrier material cools down comparatively quickly due to the brief heating and is / was hot or warm on the surface , The actual connection process between the backing material and the adhesive material can thus take place quickly, which on the one hand makes the manufacturing process short overall, but above all on the other hand can only melt a small number of adhesive material particles per backing material particle, which reduces the consumption of adhesive material in a desired manner.
  • the energy supply device is preferably designed to emit heat radiation and / or microwave radiation into the interior of the mixing drum and onto the material or materials contained therein.
  • heat radiation can be generated with simple means, which also simplifies the construction of the energy supply device.
  • microwave radiation alone or in addition to thermal radiation can be advantageous in order to heat the carrier material in the desired manner.
  • a cleaning device is provided for removing deposits, adhesions or dirt from the surface of the carrier material particles.
  • Sound waves preferably ultrasound.
  • the different natural frequencies of the carrier material and the accumulating other substances the separation of the two substances from one another and thus the cleaning of the surface of the carrier material particles can be achieved because the different substances are excited by the vibrations in different ways and vibrate themselves.
  • the cleaning device is designed for the blasting and / or spraying of micro or fine sand at a preferably high speed into a continuous flow of carrier material transversely or obliquely to the direction of its movement.
  • microsand particles which are preferably much smaller than the carrier material particles, can remove the deposits or contaminants from the surface of the carrier material particles by means of an abrasion or grinding effect.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a device according to the invention for producing composite material with a vertical tubular element
  • 1A is an enlarged view of the areas A, B and C highlighted to 1C in FIG. 1,
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a device according to the invention for the batchwise production of composite material with a mixing drum
  • Fig. 3 is an end view of the device shown in Fig. 2 and 4 shows a detailed illustration of two carrier material particles which adhere to one another by an adhesive material particle lying between them.
  • a device designated as a whole by 1 is used to produce a composite material 7, at least one binding, powdery or granular adhesive material 2 being mixed and bonded with at least one powdered, granular or granular carrier material 3 to be bound.
  • This has a mixing device 4 for mixing the materials 2 and 3, a mixing area 5, a feed for the carrier material 3 and the adhesive material 2 into the mixing area 5 and also an energy supply device 8 for heating the carrier material 3.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the device 1 with a mixing device 4 which has a vertically upright tubular element 18, in the interior of which the mixing area 5 is located.
  • the tubular element 18 encloses the mixing area 5 on the outer circumference.
  • the tubular element 18 is largely open, so that the materials 2 and 3 can be fed in and out again.
  • This embodiment is particularly well suited for the production of large quantities of composite material 7 in a continuous and in particular industrial process.
  • a feed 13 for the carrier material 3 is arranged in the upper region of the tubular element 18 in such a way that the carrier material 3 falls as a carrier material stream 15 from above into or through the mixing region 5 and is mixed and bonded there with the adhesive material 2 which in this configuration diagonally upwards and as wide and as possible is blown or sprayed into the stream of carrier material 15 in a moderately fanned manner.
  • the carrier material stream 15 in the mixing area 5 is also broadly diversified due to the action of an electrostatic alternating field 6 and is expanded in relation to its expansion shortly after the feed 13, so that in the mixing area 5 uniform mixing and. In all areas of both material flows 15 and 16 Connection of the carrier material 3 with the adhesive material 2 is achieved.
  • This heating occurs in the flow course of the carrier material stream 15 upstream of the mixing area 5, as shown in FIG. 1.
  • the duration of the heating of a carrier material particle 3 is very short, so that it is only heated on the surface.
  • the heated carrier material particles 3 fall directly into the mixing region 5, which is preferably immediately adjacent, where the supplied adhesive material particles 2 can melt on the hot surface of the carrier material particles.
  • the composite material 7 is cooled with the aid of a cooling device 17 in order to maintain its flowability and to prevent the composite material particles 7 from sticking to one another.
  • a collecting container 24 can be used to collect the composite material 7 serve .
  • a field generating device 9 can be seen, which charges the adhesive material 2 electrostatically.
  • the field generating device 9 is arranged in the area of the feed opening 10 of the adhesive material feed 11 in order to electrostatically charge the adhesive material 2 before it is introduced into the mixing area 5.
  • the electrostatically charged adhesive material 2 can adhere better to the carrier material 3, which is charged little or, if appropriate, also differently.
  • the field generating device 9 is directly part of the adhesive material supply 11 and the adhesive material supply 11 and the field generating device 9 together form a compact and low-maintenance unit.
  • a similar second field generating device 12 for electrostatically charging the carrier material 3 is arranged in the region of the feed 13 of the carrier material 3 to the mixing region 5 and charges the carrier material 3 with a polarity, which is preferably opposite to the polarity of the adhesive material 2, in order to ensure the adhesion of the adhesive material particles 2 to reinforce on the surface of the carrier material particles 3.
  • the carrier material feed 13 and the field generating device 12 are also designed as a compact and low-maintenance unit.
  • a third field generating device 14 can be seen in the exemplary embodiment in FIG.
  • This field generating device 14 is arranged at the periphery of the tubular element 18 around the mixing area 5 and generates an electrostatic alternating field 6 in the mixing area 5 in order to uniformly adhere the material particles 2, 3 to distribute.
  • the materials 2 and 3 can be distributed evenly in the mixing area 5 during the mixing process on the one hand, and can also be brought together in order to adhere to one another in connection with the heating of the carrier material 3.
  • the desired uniform distribution of the adhesive material particles 2 on the surface of the carrier material particles 3 can thus be achieved.
  • the proportion of the adhesive material 2 in the composite material 7 can be reduced by uniformly depositing a few adhesive material particles 2 per carrier material particle 3.
  • a cleaning device 25 can be seen in which dirt or deposits on the surface of the carrier material particles 3 can be removed.
  • FIG. 2 and 3 show an alternative embodiment of a device 1 a, in which the mixing device 4 has a rotating mixing drum 19, in which the mixing area 5 is located.
  • Mixing tools 20 can be seen in the mixing drum 19 (FIG. 3), which in the embodiment shown are designed as four rigid mixing tools 20.
  • the material 2 and / or 3 lying on the inner wall of the mixing drum 19 also passes onto or below the mixing tools 20 when the mixing drum 19 rotates and is thus moved and mixed and at least temporarily kept in suspension.
  • FIGS. 2 and 3 also show a field generating device 21 encompassing the mixing drum 19, which generates an electrostatic alternating field in the mixing drum 19 and thus in the mixing region 5, around the adhesive material particles 2 to distribute evenly in the mixing drum 19.
  • the preferably very small and very light and optionally electrostatically charged adhesive material particles 2 can thus be distributed in the form of a cloud in the mixing drum 19, so that the adhesive material particles 2 can adhere evenly to the carrier material particles 3 moving in the mixing drum 19.
  • the energy supply device 8 which briefly heats the surface of the carrier material 3 to be bound in the mixing drum 19 to such an extent that the adhesive material particles 2 introduced into the mixing drum 19 after this heating melt onto the carrier material particles 3 and can thereby adhere.
  • the energy supply device 8 briefly radiates heat and / or microwave radiation into the mixing drum 19 or into the mixing area 5.
  • FIG. 4 shows a greatly enlarged view of two carrier material particles 3 which are connected to one another, in particular glued, by means of an adhesive material particle 2.
  • the adhesive material particle 2 is in each case fused to the surface of the carrier material particle 3 and is integrally connected to it.
  • This shows the still further enlarged representation of the highlighted area A, in which it is shown how the adhesive material on the one hand runs through the capillary action between the carrier material particles 3 and on the other hand at the same time has wetted the microstructure of the surface of the carrier material particle and has penetrated into these microcapillaries, whereby a firm connection of both materials is achieved.

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Abstract

The invention relates to a method for producing a composite material (7), whereby at least one binding, powdered or granular adhesive material (2) is mixed and combined with at least one powdered, granular or granulated carrier material (3) to be bound. The carrier material (3) and the adhesive material (2) are distributed and combined in a mixing step in a substantially even manner by heating, at least for a short period, the carrier material (3) to the melting temperature of the adhesive material (2). The particles of the adhesive material (2) melt and adhere to the surface of the particles of the carrier material (3) by selective contact with the particles of the carrier material (3).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundmaterials Method and device for producing a composite material
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials, wobei wenigstens ein bindendes, pulver- oder kornförmiges Klebematerial mit wenigstens einem zu bindenden, pulver-, körn- oder granulatförmigen Trägermaterial vermischt und verbunden wird. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for producing a composite material, wherein at least one binding, powdery or granular adhesive material is mixed and bonded with at least one powder, granular or granular carrier material to be bound. The invention also relates to an apparatus for performing this method.
Derartige Verfahren sowie Vorrichtungen sind bereits bekannt. Dabei wird meist das Trägermaterial mit Klebematerial mechanisch vermischt, wobei während, und/oder nach dem Vermischen ein Teilchenverbund von Trägermaterialpartikeln und Klebematerialpartikeln entsteht. Das Klebematerial kann dabei entweder chemisch abbinden und dadurch eine stabilisierende Wirkung erzielen oder das Klebematerial kann thermoplastisch sein, wobei das Vermischen mit dem Trägermaterial im erwärmten Zustand erfolgt und nach einer Abkühlung ein fertiges Verbundmaterial vorliegt. Bei diesen bekannten Verfahren wird als Trägermaterial meist billiges Füllmaterial, beispielsweise Kies oder Sand oder auch Kunststoff verwendet, das Klebematerial hingegen ist meist teuer. Der Anteil dieses wertvollen Klebematerials im Verbundmaterial ist dabei so hoch, dass die Trägermaterialpartikel vollständig umhüllt und/oder die Zwischenräume zwischen den Trägermaterialpartikel durch Klebe- material aufgefüllt sind, um die gewünschte Festigkeit des fertigen Verbundmaterials zu erreichen. Weiterhin ist bei den vorbekannten Verfahren, insbesondere mit chemisch abbindenden oder anders chemisch aktiven Klebematerialien, die Herstellung des Verbundmaterials unmittelbar mit der nachfolgenden Verwendung des Verbundmaterials verknüpft, das heißt, dass zwischen Herstellung und endgültiger Verwendung des Verbundmaterials kein langer Zeitabstand liegen darf, weil das der Abbindeprozess der einzelnen Materialien zum Verbundmaterial nicht umkehrbar ist beziehungsweise das Verbundmaterial in dem einmal angenommenen festen, abgebundenen Verwendungszustand nicht mehr in der Form veränderbar ist.Such methods and devices are already known. The carrier material is usually mixed mechanically with adhesive material, a particle composite of carrier material particles and adhesive material particles being formed during and / or after the mixing. The adhesive material can either chemically set and thereby achieve a stabilizing effect, or the adhesive material can be thermoplastic, the mixing with the carrier material taking place in the heated state and a finished composite material being present after cooling. In these known methods, cheap filler material, for example gravel or sand or plastic, is usually used as the carrier material, but the adhesive material is usually expensive. The proportion of this valuable adhesive material in the composite material is so high that the carrier material particles are completely enveloped and / or the spaces between the carrier material particles are filled with adhesive material in order to achieve the desired strength of the finished composite material. Furthermore, in the previously known methods, in particular with chemically setting or other chemically active adhesive materials, the production of the composite material is immediately followed by the following Linked use of the composite material, which means that there must not be a long time lag between the production and the final use of the composite material, because the setting process of the individual materials to the composite material is irreversible or the composite material in the assumed, hardened, used state of use no longer in the form is changeable.
Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, womit die Menge des Klebematerials relativ zur Menge des Trägermaterials gesenkt und gleichzeitig die bisherige Festigkeit von vergleichbaren Verbundmaterialien erreicht werden kann.The object is therefore to create a method and a device by means of which the amount of adhesive material can be reduced relative to the amount of carrier material and at the same time the previous strength of comparable composite materials can be achieved.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung insbesondere vor, dass das Trägermaterial und das Klebematerial in einem Mischvorgang weitgehend gleichmäßig verteilt und miteinander verbunden werden, indem das Trägermaterial zumindest kurzzeitig mindestens auf die Schmelztemperatur des Klebematerials erwärmt wird und dass dabei die Klebematerialpartikel durch punktuellen Kontakt mit den Trägermaterialpartikeln an der Oberfläche der Trägermaterialpartikel angeschmolzen werden und anhaften. Dadurch können gleichmäßig auf der Oberfläche der Trägermaterialpartikel verteilt einige Klebematerialpartikel punktuell anhaften, wobei die Menge der anhaftenden Klebematerialpartikel gut steuerbar ist. Durch die nur kurzzeitige Erwärmung kann das Klebematerial an den heißen Trägermaterialpartikeln anschmelzen, eine Verschmelzung und Anhaftung der mit Klebematerialpartikeln versehenen Trägermaterialpartikeln untereinander kann jedoch weitgehend vermieden werden. Dies wird auch durch die gleichmäßige Verteilung der Materialien während des Mischvorgangs unterstützt. Dadurch kann das entstehende rieselfähige beziehungsweise als Schüttgut vorliegende Verbundmaterial vor der endgültigen Verwendung einfach und lange gelagert und/oder transportiert werden.To achieve this object, the invention proposes in particular that the backing material and the adhesive material are largely evenly distributed and connected to one another in a mixing process, in that the backing material is at least briefly heated to the melting temperature of the adhesive material and that the adhesive material particles are thereby brought into contact by selective contact with Carrier material particles are melted onto the surface of the carrier material particles and adhere. As a result, some adhesive material particles can adhere punctually evenly distributed over the surface of the carrier material particles, the amount of adhesive material particles adhering being easily controllable. Due to the only brief heating, the adhesive material can melt on the hot carrier material particles, but fusing and adhesion of the carrier material particles provided with adhesive material particles to one another can largely be avoided. This is also supported by the even distribution of the materials during the mixing process. This allows the resulting free-flowing or bulk material existing composite material can be stored and / or transported easily and long before final use.
Für eine Verwendung des Verbundmaterials beispielsweise als Baustoff oder Baugrundstoff ist es vorteilhaft, wenn das Verbundmaterial für eine Weiterverarbeitung auf eine Temperatur über der Schmelztemperatur des Klebematerials insbesondere zum Anschmelzen erhitzt wird und wenn durch die Erhitzung Verbindungsbrücken aus an den Trägermaterialpartikeln anhaftenden Klebematerialpartikeln zwischen benachbarten Trägermaterialpartikeln gebildet werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass das Verbundmaterial für eine Weiterverarbeitung auf eine Temperatur über der Schmelztemperatur des Klebematerials bis zum vollständigen Schmelzen erhitzt wird, sodass die an den Trägermaterialpartikeln anhaftenden Klebematerialpartikeln die Oberfläche des Trägermaterialpartikel zumindest teilweise als dünne Schicht benetzen und dadurch benachbarte Trägermaterialpartikel miteinander verklebt werden. Die schmelzenden Klebematerial- partikel können dabei eine Verbindung der Trägermaterialpartikel einerseits durch eine makroskopische Kapillarwirkung zwischen angrenzenden Trägermaterialpartikel erreichen, indem das Klebematerial in diese Zwischenräume tief eindringen kann, andererseits kann die Oberfläche des Trägermaterials mikroskopische Unebenheiten mit mikroskopischer Kapillarwirkung aufweisen, was ein Anhaften von Klebematerial unterstützt. Das Verbundmaterial kann vor der Erhitzung beispielsweise mit Hilfe einer Schalung oder einer Formschale in die gewünschte Form gebracht werden und nach der Erhitzung und anschließenden Abkühlung sofort aus dieser Form entnommen und genutzt werden.For use of the composite material, for example as a building material or building material, it is advantageous if the composite material is heated for further processing to a temperature above the melting temperature of the adhesive material, in particular for melting, and if the heating forms connecting bridges from adhesive material particles adhering to the carrier material particles between adjacent carrier material particles , Furthermore, there is the possibility that the composite material is heated to a temperature above the melting temperature of the adhesive material until it melts completely, so that the adhesive material particles adhering to the carrier material particles at least partially wet the surface of the carrier material particles and thereby adjacent carrier material particles are glued together , The melting adhesive material particles can connect the carrier material particles on the one hand through a macroscopic capillary action between adjacent carrier material particles, by allowing the adhesive material to penetrate deeply into these gaps, on the other hand the surface of the carrier material can have microscopic unevenness with a microscopic capillary action, which aids adhesion of adhesive material , The composite material can be brought into the desired shape before heating, for example with the aid of a formwork or a molded shell, and can be removed from this shape and used immediately after the heating and subsequent cooling.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Mischvorgang unter Zuhilfenahme wenigstens eines elektrostatischen Feldes vorgenommen wird und/oder wenn das Klebematerial vorzugsweise elektrostatisch aufgeladen dem Mischvorgang zugeführt wird. Das elektrostatische Feld kann dabei die gleichmäßige Verteilung der zu vermischenden Materialien und die elektrostatische Aufladung die wechselseitige Anziehung der Materialien für die Anlagerung von Klebematerialpartikeln an die Trägermaterialpartikel begünstigen.It when the mixing process with the aid of at least one electrostatic field is particularly advantageous is carried out and / or if the adhesive material is fed to the mixing process, preferably electrostatically charged. The electrostatic field can promote the uniform distribution of the materials to be mixed and the electrostatic charging the mutual attraction of the materials for the attachment of adhesive material particles to the carrier material particles.
Eine Möglichkeit des Einsatzes eines elektrostatischen Feldes bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, dass dasOne possibility of using an electrostatic field in the method according to the invention is that the
Trägermaterial elektrostatisch aufgeladen wird und dass dieCarrier material is charged electrostatically and that the
Polarität der elektrostatischen Aufladung des Trägermaterials vorzugsweise entgegensetzt zu der des Klebematerials ist. Die unterschiedlich geladenen Materialien können sich dadurch gegenseitig anziehen, wobei gleichzeitig eine Abstoßung der gleich geladenen Teilchen eines Materials stattfindet. Durch diese Abstoßung können sich die Materialien jeweils weitgehend gleichmäßig verteilen und dabei praktisch eine Partikelwolke bilden, wobei sich beide Partikelwolken aus Trägermaterial- partikel und Klebematerialpartikel gegenseitig durchdringen können und somit eine gleichmäßige Vermischung der beidenPolarity of the electrostatic charge of the carrier material is preferably opposite to that of the adhesive material. The differently charged materials can thus attract each other, while simultaneously repelling the equally charged particles of a material. As a result of this repulsion, the materials can each be largely uniformly distributed and practically form a particle cloud, the two particle clouds of carrier material particles and adhesive material particles being able to penetrate one another and thus a uniform mixing of the two
Materialien erreicht werden kann.Materials can be achieved.
Zweckmäßig ist es dabei, wenn in dem Mischbereich, wo das Trägermaterial mit dem Klebematerial zusammentrifft, ein elektrostatisches Feld, insbesondere ein elektrostatisches Wechselfeld erzeugt wird. Dieses zusätzlich vorhandene Wechselfeld kann die gleichmäßige Verteilung der beiden am Mischvorgang beteiligten Materialien weiter begünstigen und beschleunigen.It is expedient if an electrostatic field, in particular an alternating electrostatic field, is generated in the mixing area where the carrier material meets the adhesive material. This additional alternating field can further promote and accelerate the even distribution of the two materials involved in the mixing process.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass während des Mischvorganges zuerst die Trägermaterial- partikel verteilt und/oder aufgelockert und vorzugsweise an ihrer Oberfläche durch Strahlungswärme, beispielsweise Infrarotstrahlung und/oder Mikrowellenstrahlung, erhitzt werden und dass danach die Klebematerialpartikel zu den erhitzten Trägermaterialpartikeln zugegeben und mit diesen vorzugsweise unter Einfluss des elektrostatischen Wechselfeldes vermischt und dann verbunden werden. Die Verteilung der Trägermaterialpartikel kann dabei beispielsweise in einem den Mischvorgang wenigstens teilweise umschließenden Behältnis stattfinden, in dessen Inneres dann Strahlungswärme eingestrahlt wird und anschließend die Klebematerialpartikel, die dabei zusätzlich elektrostatisch aufgeladen sein können, eingebracht werden. In dem Behältnis kann dann auch ein elektrostatisches Wechselfeld aufgebaut werden, während der Mischvorgang fortgesetzt und eine Anlagerung der Klebematerialpartikel an die Trägermaterialpartikel erreicht wird.An embodiment of the method according to the invention provides that during the mixing process the carrier material particles are distributed and / or loosened and preferably heated on their surface by radiant heat, for example infrared radiation and / or microwave radiation, and that the adhesive material particles are then added to the heated carrier material particles and mixed with them, preferably under the influence of the electrostatic alternating field, and then connected. The distribution of the carrier material particles can take place, for example, in a container at least partially enclosing the mixing process, into the interior of which radiant heat is then radiated in and then the adhesive material particles, which can additionally be electrostatically charged, are introduced. An electrostatic alternating field can then also be built up in the container, while the mixing process continues and the adhesive material particles are deposited on the carrier material particles.
Zweckmäßig ist es, wenn die Partikel des Trägermaterials größer, insbesondere etwa zehn bis einhundert Mal größer sind als die Partikel des Klebematerials. An der gegenüber den Klebematerialpartikeln viel größeren Oberfläche der Trägermaterialpartikel können dadurch die Klebematerialpartikel in der jeweils gewünschten Anzahl und etwa gleichmäßig verteilt angelagert werden. Die Klebematerialpartikel können dabei ein mehr oder weniger enges Gitter oder Raster auf der Oberfläche eines Trägermaterialpartikels bilden, was für eine spätere Vernetzung der Trägermaterialpartikel untereinander beim Erhitzen während der Weiterverarbeitung des Verbundmaterials vorteilhaft ist.It is expedient if the particles of the carrier material are larger, in particular approximately ten to one hundred times larger, than the particles of the adhesive material. As a result, the adhesive material particles can be deposited in the desired number and approximately evenly distributed on the surface of the carrier material particles that is much larger than the adhesive material particles. The adhesive material particles can form a more or less tight lattice or grid on the surface of a carrier material particle, which is advantageous for later crosslinking of the carrier material particles with one another when heated during further processing of the composite material.
Zweckmäßig ist es weiterhin, wenn das Volumen des Trägermaterials größer, insbesondere etwa einhundert bis eintausend Mal größer ist als das Volumen des Klebematerials. Trotz dieser geringen Menge Klebematerials im Vergleich zum Trägermaterial und der damit entsprechend geringen Anzahl an Klebematerialpartikeln auf der Oberfläche eines Trägermaterialpartikels kann beim Erhitzen während der Weiterverarbeitung des Verbund- materials eine ausreichend starke Verklebung der Trägermaterialpartikel untereinander über die Verbindungs- beziehungsweise Klebebrücken aus Klebematerial erreicht werden um die gewünschte Festigkeit zu erhalten.It is furthermore expedient if the volume of the carrier material is larger, in particular approximately one hundred to one thousand times larger than the volume of the adhesive material. Despite this small amount of adhesive material in comparison to the carrier material and the correspondingly small number of adhesive material particles on the surface of a carrier material particle, when heated while the composite material is being processed, the carrier material particles can be adequately bonded to one another via the connecting or adhesive bridges made of adhesive material in order to achieve the desired level To maintain strength.
Vorteilhaft ist es, wenn als Klebematerial vorzugsweise Bitumenpulver oder pulverförmige Mehrkomponentensysteme, vorzugsweise Epoxydharzsysteme oder dergleichen pulver- oder granulatförmiges Material mit dem vorzugsweise aus Sand oder Kies oder dergleichen körnigem und/oder kristallinem Material bestehenden Trägermaterial verbunden wird. Dabei liegt dieIt is advantageous if bitumen powder or powdered multicomponent systems, preferably epoxy resin systems or the like, powder or granular material is bonded as the adhesive material to the carrier material, which preferably consists of sand or gravel or the like granular and / or crystalline material. Here lies the
Schmelztemperatur des Trägermaterials über der Schmelztemperatur des Klebematerials. Derartige Trägermaterialien, wie Sand, Split, Kies, Schotter oder auch Kunststoffgranulat sind einerseits preiswert und andererseits meist in großen Mengen verfügbar. Bitumen sowieMelting temperature of the carrier material above the melting temperature of the adhesive material. Support materials of this type, such as sand, split, gravel, crushed stone or plastic granules, are inexpensive on the one hand and are usually available in large quantities on the other hand. Bitumen as well
Epoxydharzsysteme als Klebematerial bieten langzeitig haltbare Klebeverbindungen und sind leicht verarbeitbar.Epoxy resin systems as adhesive material offer long-lasting adhesive bonds and are easy to process.
Zweckmäßig ist es, wenn das vorzugsweise rieselfähige, aus den Trägermaterialpartikeln mit den daran haftenden Klebematerialpartikeln gebildete Verbundmaterial bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Klebematerials, insbesondere während des Mischvorganges, entnommen wird. Dadurch kann eine Verklebung der Trägermaterialpartikel untereinander noch vor der endgültigen Verwendung des Verbundmaterials vermieden werden.It is expedient if the preferably free-flowing composite material formed from the carrier material particles with the adhesive material particles adhering thereto is removed at a temperature below the melting temperature of the adhesive material, in particular during the mixing process. This prevents the carrier material particles from sticking to one another before the composite material is finally used.
Eine insbesondere zur chargenweisen Herstellung von Verbund- material zweckmäßige Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahren sieht vor, dass das Klebematerial mit dem Trägermaterial durch Rotation eines Mischbehälters mechanisch vermischt wird und dass das Mischen durch wenigstens ein bewegliches und/oder wenigstens ein starres Mischwerkzeug im Inneren des Mischbehälters vorgenommen wird und dass dabei zumindest die Klebematerialpartikel durch die Einwirkung des elektrostatischen Wechselfeldes und/oder durch wenigstens einen Gasstrom während des Mischvorganges im Wesentlichen gleichmäßig verteilt werden. In den Mischbehälter kann beispielsweise zuerst das eventuell auch elektrostatisch aufgeladene Trägermaterial eingebracht und mechanisch durch die Rotation bewegt werden. Danach wird das Klebematerial hinzugefügt, welches durch das im Mischbehälter vorhandene elektrostatische Wechselfeld fein, insbesondere als Wolke verteilt mit dem sich bewegenden Trägermaterial in Kontakt kommt, sodass während und kurz nach der Erhitzung eine Anlagerung der Klebematerialpartikel an die Trägermaterialpartikel stattfindet.One particularly for batch production of composite Appropriate execution of the method according to the invention provides that the adhesive material is mechanically mixed with the carrier material by rotation of a mixing container and that the mixing is carried out by at least one movable and / or at least one rigid mixing tool inside the mixing container and that at least the adhesive material particles the action of the electrostatic alternating field and / or by at least one gas stream are distributed substantially uniformly during the mixing process. For example, the possibly electrostatically charged carrier material can first be introduced into the mixing container and mechanically moved by the rotation. Then the adhesive material is added, which comes into contact with the moving carrier material finely, in particular as a cloud, through the electrostatic alternating field present in the mixing container, so that the adhesive material particles accumulate on the carrier material particles during and shortly after heating.
Eine andere Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere zur Herstellung von Verbundmaterial in einem kontinuierlichen Herstellungsprozess sieht vor, dass das Trägermaterial als vorzugsweise kontinuierlicher Materialstrom dem Mischvorgang zum weitgehend gleichmäßigen Verteilen und Verbinden mit dem Klebematerial zugeführt wird, wobei vorteilhafterweise das Klebematerial quer und/oder entgegen der Richtung des Trägermaterial-Strom in den Trägermaterial-Strom insbesondere eingesprüht oder eingestrahlt wird. Die aufeinander treffenden Strahlen oder Ströme von Trägermaterial und Klebematerial können sich dadurch leicht miteinander vermischen, wobei die gleichmäßige Verteilung der Materialien im Mischbereich durch die Richtung und die Stärke der Ströme und durch die Anwesenheit eines oder mehrerer elektrostatischer Felder im Mischbereich verbessert werden kann.Another embodiment of the method according to the invention, in particular for the production of composite material in a continuous manufacturing process, provides that the carrier material, as a preferably continuous stream of material, is fed to the mixing process for largely uniform distribution and connection with the adhesive material, the adhesive material advantageously transversely and / or counter to the direction of the carrier material stream is sprayed or blasted into the carrier material stream in particular. The jets or streams of carrier material and adhesive material encountering one another can thereby easily mix with one another, the uniform distribution of the materials in the mixing region being dependent on the direction and strength of the streams and on the presence of one or more electrostatic ones Fields in the mixing area can be improved.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Trägermaterial vor dem Vermischen mit dem Klebematerial einen Erhitzungsbereich zur insbesondere kurzzeitigen Temperaturerhöhung des Trägermaterials und nach dem Vermischen und Verbinden mit dem Klebematerial gegebenenfalls einen Kühlbereich zur Abkühlung des Verbundmaterials durchströmt. Mit der Geschwindigkeit des Durchströmens der jeweiligen Prozesszone kann dabei die Menge der dem jeweiligen Material zugeführten oder entzogenen Energie gesteuert werden.It is advantageous if, before mixing with the adhesive material, the carrier material flows through a heating area for, in particular, briefly increasing the temperature of the carrier material and, after mixing and connecting with the adhesive material, a cooling area for cooling the composite material. The rate of flow through the respective process zone can be used to control the amount of energy supplied or withdrawn from the respective material.
Eine zweckmäßige Kombination von Trägermaterial und Klebematerial kann vorzugsweise aus Sand und das Klebematerial vorzugsweise aus Bitumen bestehen, wobei der Sand und/oder dasA suitable combination of carrier material and adhesive material can preferably consist of sand and the adhesive material preferably consists of bitumen, the sand and / or the
Bitumen vorzugsweise aus Ölsand, der aus zusammenhängenden Sand- und Öl- beziehungsweise Bitumenteilchen besteht, gewonnen wird, indem dessen Einzelbestandteile voneinander getrennt werden. Beide Materialien sind in großen Mengen und der Sand beispielsweise in Wüstenregionen überall verfügbar, wobei insbesondere das Bitumen als Nebenprodukt und in unterschiedlichen Qualitäten in Ölraffinerien anfällt.Bitumen is preferably obtained from oil sand, which consists of coherent sand and oil or bitumen particles, by separating its individual components from one another. Both materials are available in large quantities and sand, for example, is available everywhere in desert regions, with bitumen in particular being a by-product and in different qualities in oil refineries.
Dabei wird vorgeschlagen, dass zum Trennen von zusammen- hängenden Einzelbestandteilen eines Stoffgemisches oder Teilchenverbundes, deren Einzelbestandteile aus anorganischen und/oder organischen Stoffen bestehen, das Stoffgemisch oder der Teilchenverbund innerhalb eines stoffabhängig vorgebbaren Temperaturfensters wechselweise in einem oder mehreren Zyklen vorzugsweise schnell oder schockartig abgekühlt und erhitzt wird, dass das abwechselnde Erhitzen und Abkühlen mit insbesondere hohem Temperaturgradienten vorgenommen wird und dass die Anzahl der Erhitzungs-/Abkühlzyklen bis zum Trennen des Stoffgemisches in seine Einzelbestandteile vorgenommen wird. Dadurch wird das zu trennende Stoffgemisch wie beispielsweise der Ölsand mit einer Wechselbelastung beaufschlagt, die nach einer materialabhängigen Zyklenzahl zum sicheren Zerlegen des Stoffgemisches in seine Einzelbestandteile führt. Vergleichbar ist dies mit einer mechanischen Wechselbiegebeanspruchung bis zum Bruch. Nach dem Trennvorgang liegt ein Stoffgemenge aus den vorher zusammenhängenden Einzelbestandteile des Stoffgemisches vor, also zum Beispiel Sand und Bitumen. Die Einzelbestandteile liegen dabei als Granulat oder Pulver vor, dessen Partikel durch bekannte Verfahren wie beispielsweise cryogenes Schockgefrieren, kombiniert mit Ultraschallbehandlung oder ähnlichen hochfrequenten mechanischen Schwingungen noch weiter gespaltet und damit verfeinert werden kann.It is proposed that for separating related individual components of a substance mixture or particle composite, the individual components of which consist of inorganic and / or organic substances, the substance mixture or the particle composite within a temperature window which can be predetermined depending on the substance, alternately in one or more cycles, preferably quickly or shock-cooled and is heated, that the alternating heating and cooling is carried out with a particularly high temperature gradient and that the number of heating / cooling cycles until separation the mixture of substances is made into its individual components. As a result, the mixture of substances to be separated, such as the oil sand, is subjected to an alternating load which, after a material-dependent number of cycles, leads to the safe disassembly of the mixture of substances into its individual components. This is comparable to a mechanical alternating bending stress up to break. After the separation process, there is a mixture of substances from the previously connected individual components of the mixture of substances, for example sand and bitumen. The individual components are in the form of granules or powder, the particles of which can be further split and thus refined by known processes such as cryogenic shock freezing, combined with ultrasound treatment or similar high-frequency mechanical vibrations.
Zur Vorbereitung des Trägermaterials für das erfindungsgemäße Verfahren ist es vorteilhaft, wenn das Trägermaterial zum Entfernen von Anlagerungen, Anhaftungen oder Verschmutzungen von der Oberfläche der Trägermaterialpartikel mit Hilfe von mechanischen Schwingungen, insbesondere Schallwellen, vorzugsweise Ultraschall, vor dem Zuführen zu dem Mischvorgang gereinigt wird. Dadurch werden die Trägermaterialpartikel und die Verschmutzungen gleichzeitig in Schwingung versetzt, wobei die beiden voneinander verschiedenen Stoffe unterschiedliche Eigenfrequenzen aufweisen und dadurch auch auf verschiedene Weise mitschwingen und voneinander getrennt werden. Die lockeren Verschmutzungen können dann mit Hilfe von Filtern oder anderen bekannten Verfahren aus dem Trägermaterial entfernt werden. Bei den Verschmutzungen kann es sich beispielsweise um Salz oder andere Stoffe handeln, die insbesondere in natürlichem Wüstensand enthalten sind. Eine dazu alternative Möglichkeit besteht darin, dass das Trägermaterial zum Entfernen von Anlagerungen, Anhaftungen oder Verschmutzungen von der Oberfläche der Trägermaterialpartikel mit Hilfe von Mikro- oder Feinsand vor dem Zuführen zu dem Mischvorgang gereinigt wird. Die viel kleineren Partikel des Mikrosandes können dabei beispielsweise mit dem Trägermaterial mechanisch gemischt und dabei derartig bewegt werden, dass die Mikrosandpartikel Anlagerungen von der Oberfläche der Trägermaterialpartikel praktisch abschleifen oder abtragen, während die einzelnen Partikel aufeinander treffen oder- aneinander prallen.To prepare the carrier material for the method according to the invention, it is advantageous if the carrier material is removed from the surface of the carrier material particles with the aid of mechanical vibrations, in particular sound waves, preferably ultrasound, before being fed to the mixing process, in order to remove deposits, buildup or soiling. As a result, the carrier material particles and the contaminations are set in vibration at the same time, the two different substances having different natural frequencies and thus also resonating in different ways and being separated from one another. The loose dirt can then be removed from the carrier material using filters or other known methods. The soiling can be, for example, salt or other substances that are particularly present in natural desert sand. An alternative possibility to this is that the carrier material for removing deposits, adhesions or dirt from the surface of the carrier material particles is cleaned with the aid of micro or fine sand before being fed to the mixing process. The much smaller particles of the microsand can, for example, be mechanically mixed with the carrier material and moved in such a way that the microsand particles practically grind or remove deposits from the surface of the carrier material particles, while the individual particles meet or collide with one another.
Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn der Mikro- oder Feinsand mit vorzugsweise hoher Geschwindigkeit in einen kontinuierlichen Trägermaterial-Strom quer oder schräg zu dessen Bewegungsrichtung eingestrahlt oder eingesprüht wird. Dadurch kann der Effekt des Abschleifens oder Abtragens verstärkt werden, weil die Mikrosandpartikel mit hoher Geschwindigkeit auf die Trägermaterialpartikel treffen und mit Hilfe ihrer hohen kinetischen Energie die Anlagerungen oderIt is particularly expedient if the micro or fine sand is sprayed or sprayed at a preferably high speed into a continuous flow of carrier material transversely or obliquely to its direction of movement. The effect of grinding or abrasion can thereby be enhanced, because the microsand particles hit the carrier material particles at high speed and, with the aid of their high kinetic energy, the deposits or
Verschmutzungen von der Oberfläche der Trägermaterialpartikel beim Auftreffen absprengen oder abtragen können.Soiling can be blasted off or removed from the surface of the carrier material particles upon impact.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn eine Vorrichtung mit einer Mischvorrichtung zum Vermischen wenigstens eines bindenden, pulver- oder kornförmigen Klebematerials mit wenigstens einem zu bindenden, pulver-, körn- oder granulatförmigen Trägermaterial die Mischvorrichtung einen Mischbereich, eine Zuführung für das Trägermaterial und das Klebematerial in den Mischbereich sowie eine Energiezuführeinrichtung zum Erhitzen zumindest des Trägermaterials aufweist. Wie bereits in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erwähnt, kann das Trägermaterial in dem Mischbereich oder auf dem Weg zum Mischbereich durch die Energiezuführeinrichtung erhitzt und dann in dem Mischbereich mit dem vorzugsweise fein verteilten Klebematerial vermischt und verbunden werden.For carrying out the method according to the invention, it is advantageous if a device with a mixing device for mixing at least one binding, powdery or granular adhesive material with at least one powdered, granular or granular carrier material to be bound, the mixing device a mixing area, a feed for the Has carrier material and the adhesive material in the mixing area and an energy supply device for heating at least the carrier material. As already mentioned in connection with the method according to the invention, the carrier material can be in heated in the mixing area or on the way to the mixing area by the energy supply device and then mixed and bonded in the mixing area with the preferably finely divided adhesive material.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn zumindest für das Klebematerial eine Felderzeugungseinrichtung zum elektrostatischen Aufladen des Klebematerials vorgesehen ist. Die gleichartig aufgeladenen Klebematerialpartikel stoßen sich gegenseitig ab, was die gleichmäßige Verteilung der Klebematerialpartikel im Mischbereich unterstützt. Außerdem können sich die elektrostatisch aufgeladenen Klebematerialpartikel an die nicht zusätzlich oder vorzugsweise mit entgegengesetzter Polarität elektrostatisch aufgeladenen Trägermaterialpartikeln besonders leicht anhaften.It is advantageous if a field generating device for electrostatically charging the adhesive material is provided at least for the adhesive material. The similarly charged adhesive material particles repel each other, which supports the uniform distribution of the adhesive material particles in the mixing area. In addition, the electrostatically charged adhesive material particles can adhere particularly easily to the carrier material particles which are not additionally or preferably with opposite polarity.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Felderzeugungseinrichtung zum elektrostatischen Aufladen des Klebematerials im Bereich der Zuführöffnung der Klebematerialzuführung angeordnet ist. Dadurch kann das Klebematerial auf dem Weg zum Mischbereich und während des Durchströmens kontinuierlich elektrostatisch aufgeladen werden, wobei das zur Aufladung benötigte elektrostatische Feld nur einen kleinen Bereich der Klebematerialzuführung durchtreten muss.It is expedient if the field generating device for electrostatically charging the adhesive material is arranged in the region of the feed opening of the adhesive material feed. As a result, the adhesive material can be continuously electrostatically charged on the way to the mixing area and while it is flowing through, the electrostatic field required for charging only having to pass through a small area of the adhesive material supply.
Vorteilhaft ist es außerdem, wenn eine zweite Felderzeugungseinrichtung im Bereich der Zuführung des Trägermaterials zur elektrostatischen Aufladung des Trägermaterials vorgesehen ist. Diese zweite Felderzeugungseinrichtung kann das Trägermaterial vorzugsweise mit einer Polarität aufladen, die der Polarität des Klebematerials entgegengesetzt ist, sodass beim Vermischen beider Materialien die Klebematerialpartikel besonders leicht an die Trägermaterialpartikel anhaften können. Zweckmäßig ist es, wenn eine dritte Felderzeugungseinrichtung im Mischbereich des Trägermaterials mit dem Klebematerial insbesondere zur Erzeugung eine elektrostatischen Wechselfeldes vorgesehen ist. Dieses elektrostatische Wechselfeld kann die gleichmäßige Verteilung eines oder auch beider Materialien im Mischbereich verbessern und/oder beim Einbringen der Materialien in den Mischbereich beschleunigen.It is also advantageous if a second field generating device is provided in the area of the feed of the carrier material for the electrostatic charging of the carrier material. This second field generating device can charge the carrier material preferably with a polarity that is opposite to the polarity of the adhesive material, so that when the two materials are mixed the adhesive material particles can adhere particularly easily to the carrier material particles. It is expedient if a third field generating device is provided in the mixing area of the carrier material with the adhesive material, in particular for generating an electrostatic alternating field. This electrostatic alternating field can improve the uniform distribution of one or both materials in the mixing area and / or accelerate the introduction of the materials into the mixing area.
Insbesondere für die Herstellung des Verbundmaterials mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem kontinuierlichen Prozess ist es vorteilhaft, wenn die Mischvorrichtung ein vorzugsweise etwa vertikales Rohrelement aufweist, welches den Mischbereich zumindest teilweise umschließt und wenn zumindest die Zuführung für das Trägermaterial im oberen Bereich des Rohrelements angeordnet ist. In eine solche Mischvorrichtung können die Materialien im oberen Bereich zugeführt, im mittleren Bereich vorbereitet und vermischt und miteinander verbunden sowie im unteren Bereich nachbehandelt und anschließend aus der Mischvorrichtung abgeführt werden. Die verschiedenen Phasen des Herstellungsprozesses können also in verschiedenen Längsabschnitten des Rohrelements ablaufen.In particular for the production of the composite material with the method according to the invention in a continuous process, it is advantageous if the mixing device has a preferably approximately vertical tubular element which at least partially surrounds the mixing area and if at least the feed for the carrier material is arranged in the upper area of the tubular element. The materials in the upper area can be fed into such a mixing device, prepared and mixed in the middle area and connected to one another, and aftertreated in the lower area and then removed from the mixing device. The different phases of the manufacturing process can therefore run in different longitudinal sections of the tubular element.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Trägermaterialzuführung und die Klebematerialzuführung für eine quer und/oder entgegen- gesetzte Führung des Trägermaterial-Stroms und des Klebe- materials-Stroms relativ zueinander im Mischbereich ausgebildet ist. Die beiden Materialströme können dadurch im Mischbereich aufeinander treffen und dadurch schnell und gleichmäßig vermischt werden. Handelt es sich bei den Materialströmen um kontinuierliche Ströme, kann auch der Mischvorgang kontinuierlich erfolgen.It is expedient if the carrier material supply and the adhesive material supply are designed for transverse and / or opposite guidance of the carrier material flow and the adhesive material flow relative to one another in the mixing area. The two material flows can thus meet in the mixing area and can be mixed quickly and evenly. If the material flows are continuous flows, the mixing process can also be carried out continuously.
Vorteilhaft ist es, wenn die Energiezuführeinrichtung zum Erhitzen des Trägermaterials im Strömungsverlauf des Trägermaterial-Stroms vor dem Mischbereich mit dem Klebematerial angeordnet ist und wenn eine Kühleinrichtung zur Abkühlung des Verbundmaterials im Strömungsverlauf hinter oder nach dem Mischbereich vorgesehen ist. Das Trägermaterial kann den Bereich der Energiezuführeinrichtung so durchströmen, dass es kurzzeitig erhitzt wird, sodass unmittelbar an diese kurzzeitige Erhitzung anschließend im Mischbereich Klebematerialpartikel an der Oberfläche der Trägermaterialpartikel anschmelzen können. Ist das Vermischen der Materialien und das Anschmelzen der Klebematerialpartikel abgeschlossen, kann das entstandene Verbundmaterial danach die Kühleinrichtung passieren, sodass die Abkühlung des Verbundmaterials schnell erfolgen und ein Verbinden von Verbundmaterialpartikel untereinander weitgehend vermieden werden kann. Das Abführen aus der Mischvorrichtung und der Weitertransport des Verbundmaterials kann dadurch auch vereinfacht und beschleunigt werden.It is advantageous if the energy supply device for Heating the carrier material in the flow course of the carrier material flow is arranged in front of the mixing area with the adhesive material and if a cooling device is provided for cooling the composite material in the flow course behind or after the mixing area. The carrier material can flow through the area of the energy supply device in such a way that it is briefly heated, so that immediately after this brief heating, adhesive material particles can melt on the surface of the carrier material particles in the mixing area. Once the mixing of the materials and the melting of the adhesive material particles have been completed, the resulting composite material can then pass through the cooling device, so that the cooling of the composite material takes place quickly and a connection of composite material particles to one another can largely be avoided. The removal from the mixing device and the further transport of the composite material can also be simplified and accelerated in this way.
Insbesondere für die chargenweise Herstellung des Verbundmaterials nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorteilhaft, wenn die Mischvorrichtung eine rotierende Mischtrommel als Mischbehälter aufweist. Je nach Größe der Mischtrommel kann darin eine bestimmte Menge Trägermaterial mit Klebematerial vermischt und verbunden und so eine gewünschte Menge Verbundmaterial hergestellt werden. Eine solche Mischtrommel kann stationär, aber auch als mobile Einheit, beispielsweise auf einem Fahrzeug, betrieben werden und jeweils am Einsatzort mit Trägermaterial und Klebematerial befüllt werden. Denkbar ist dabei außerdem, dass auf dem Fahrzeug das in geringen Mengen benötigte Klebematerial mitgeführt wird und dass das Trägermaterial, beispielsweise Sand, am Einsatzort bereits vorhanden ist. Zweckmäßig ist es, wenn in der Mischtrommel wenigstens ein bewegliches und/oder wenigstens ein starres Mischwerkzeug angeordnet ist. Derartige Mischwerkzeuge können die in der Mischtrommel vorhandenen rieselfähigen Materialien schnell und vollständig vermischen und sind dabei langzeitig haltbar und wartungsarm.In particular for the batch production of the composite material by the method according to the invention, it is advantageous if the mixing device has a rotating mixing drum as the mixing container. Depending on the size of the mixing drum, a certain amount of carrier material can be mixed and bonded with adhesive material and a desired amount of composite material can be produced in this way. Such a mixing drum can be operated stationary, but also as a mobile unit, for example on a vehicle, and can be filled with carrier material and adhesive material at the place of use. It is also conceivable that the adhesive material required in small quantities is carried on the vehicle and that the carrier material, for example sand, is already available at the place of use. It is expedient if at least one movable and / or at least one rigid mixing tool is arranged in the mixing drum. Mixing tools of this type can mix the free-flowing materials present in the mixing drum quickly and completely and are long-lasting and require little maintenance.
Vorteilhaft ist es, wenn zur gleichmäßigen Verteilung zumindest der Klebematerialpartikel in der Mischtrommel eine Felderzeugungseinrichtung für ein elektrostatisches Wechselfeld und/oder wenigstens ein in die Mischtrommel einströmender Gasstrom vorgesehen sind. Dadurch können die Klebematerialpartikel während des Mischvorgangs in der Schwebe gehalten werden, sodass praktisch eine Teilchen- oder Partikelwolke entsteht, in der sich das Trägermaterial bei der Rotation der Mischtrommel bewegt und dadurch gleichmäßig mit dem Klebematerial in Berührung kommt. Insbesondere bei relativ zur Menge des Trägermaterials sehr kleinen Mengen an Klebematerial kann das Klebematerial sehr fein innerhalb der Mischtrommel verteilt und somit ein Vermischen mit dem Trägermaterial verbessert werden.It is advantageous if, for uniform distribution of at least the adhesive material particles in the mixing drum, a field generating device for an electrostatic alternating field and / or at least one gas stream flowing into the mixing drum are provided. As a result, the adhesive material particles can be kept in suspension during the mixing process, so that a particle or particle cloud practically arises, in which the carrier material moves as the mixing drum rotates and thereby comes into constant contact with the adhesive material. Particularly in the case of very small amounts of adhesive material relative to the amount of the carrier material, the adhesive material can be distributed very finely within the mixing drum and thus mixing with the carrier material can be improved.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Energiezuführeinrichtung zum zumindest zeitweisen Erhitzen des zu bindenden Trägermaterials vorzugsweise an dessen Oberfläche auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Klebematerials ausgebildet ist. Wird das Trägermaterial derartig erhitzt, können Klebematerialpartikel an der Oberfläche der Trägermaterialpartikel durch Anschmelzen anhaften, ohne dabei vollständig zu zerschmelzen und dabei zu verlaufen, da sich das Trägermaterial durch die nur kurzzeitige Erhitzung vergleichsweise schnell wieder abkühlt und auch nur oberflächig heiß oder warm ist/war. Der eigentliche Verbindungsvorgang zwischen Trägermaterial und Klebematerial kann also dadurch schnell erfolgen, wodurch einerseits der Herstellungsprozess insgesamt kurz sein kann, aber vor allem andererseits auch nur eine geringe Anzahl von Klebematerialpartikeln pro Trägermaterialpartikel anschmelzen können, was den Verbrauch an Klebematerial in erwünschter Weise senkt .It is particularly expedient if the energy supply device is designed, at least temporarily, to heat the carrier material to be bound, preferably on its surface to a temperature above the melting temperature of the adhesive material. If the carrier material is heated in this way, adhesive material particles can adhere to the surface of the carrier material particles by melting without completely melting and running, since the carrier material cools down comparatively quickly due to the brief heating and is / was hot or warm on the surface , The actual connection process between the backing material and the adhesive material can thus take place quickly, which on the one hand makes the manufacturing process short overall, but above all on the other hand can only melt a small number of adhesive material particles per backing material particle, which reduces the consumption of adhesive material in a desired manner.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Energiezuführeinrichtung vorzugsweise zum Abstrahlen von Wärmestrahlung und/oder Mikrowellenstrahlung in das Innere der Mischtrommel und auf das oder die darin enthaltenen Material (ien) ausgebildet ist. Insbesondere Wärmestrahlung ist mit einfachen Mitteln erzeugbar, was den konstruktiven Aufbau der Energiezuführeinrichtung ebenfalls vereinfacht. Je nach verwendetem Trägermaterial kann der Einsatz von Mikrowellenstrahlung allein oder zusätzlich zu einer Wärmestrahlung vorteilhaft sein, um das Trägermaterial auf gewünschte Weise zu erhitzen.An embodiment of the device according to the invention provides that the energy supply device is preferably designed to emit heat radiation and / or microwave radiation into the interior of the mixing drum and onto the material or materials contained therein. In particular, heat radiation can be generated with simple means, which also simplifies the construction of the energy supply device. Depending on the carrier material used, the use of microwave radiation alone or in addition to thermal radiation can be advantageous in order to heat the carrier material in the desired manner.
Für eine besonders gute Haftung der Klebematerialpartikel an der Oberfläche der Trägermaterialpartikel ist es vorteilhaft, wenn für eine entsprechende Vorbereitung beziehungsweise Reinigung der Trägermaterialpartikel vor dem Mischbereich eine Reinigungseinrichtung zum Entfernen von Anlagerungen, Anhaftungen oder Verschmutzungen von der Oberfläche der Trägermaterialpartikel vorgesehen ist.For particularly good adhesion of the adhesive material particles to the surface of the carrier material particles, it is advantageous if, for appropriate preparation or cleaning of the carrier material particles in front of the mixing area, a cleaning device is provided for removing deposits, adhesions or dirt from the surface of the carrier material particles.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Reinigungseinrichtung zur Erzeugung mechanischer Schwingungen, insbesondere vonIt is useful if the cleaning device for generating mechanical vibrations, in particular
Schallwellen, vorzugsweise Ultraschall ausgebildet ist. Mit derartigen hochfrequenten Schwingungen kann durch die verschiedenen Eigenfrequenzen des Trägermaterials und der anlagernden anderen Stoffe die Trennung beider Stoffe voneinander und damit die Reinigung der Oberfläche der Trägermaterialpartikel erreicht werden, weil die verschiedenen Stoffe auf unterschiedliche Weise von den Schwingungen angeregt werden und selbst schwingen.Sound waves, preferably ultrasound. With such high-frequency vibrations, the different natural frequencies of the carrier material and the accumulating other substances, the separation of the two substances from one another and thus the cleaning of the surface of the carrier material particles can be achieved because the different substances are excited by the vibrations in different ways and vibrate themselves.
Eine andere Möglichkeit der Reinigung besteht darin, dass die Reinigungseinrichtung zum Einstrahlen und/oder Einsprühen von Mikro- oder Feinsand mit vorzugsweise hoher Geschwindigkeit in einen kontinuierlichen Trägermaterial-Strom quer oder schräg zu dessen Bewegungsrichtung ausgebildet ist. Diese im Vergleich zu den Trägermaterialpartikeln vorzugsweise viel kleineren Mikrosandpartikel können durch eine Abrieb- oder Schleifwirkung die Anlagerungen oder Verschmutzungen von der Oberfläche der Trägermaterialpartikel abtragen.Another possibility for cleaning is that the cleaning device is designed for the blasting and / or spraying of micro or fine sand at a preferably high speed into a continuous flow of carrier material transversely or obliquely to the direction of its movement. These microsand particles, which are preferably much smaller than the carrier material particles, can remove the deposits or contaminants from the surface of the carrier material particles by means of an abrasion or grinding effect.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in schematisierter Darstellung:Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing. It shows in a schematic representation:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Verbundmaterial mit einem vertikalen Rohrelement,1 shows a longitudinal section through a device according to the invention for producing composite material with a vertical tubular element,
Fig. 1A eine jeweils vergrößerte Darstellung der bis 1C hervorgehobenen Bereiche A, B und C in Fig. 1,1A is an enlarged view of the areas A, B and C highlighted to 1C in FIG. 1,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur chargenweisen Herstellung von Verbundmaterial mit einer Mischtrommel,2 shows a longitudinal section through a device according to the invention for the batchwise production of composite material with a mixing drum,
Fig. 3 eine Stirnseitenansicht der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung sowie Fig. 4 eine detaillierte Darstellung zweier Trägermaterialpartikeln, die durch ein dazwischen liegendes Klebematerialpartikel aneinander haften.Fig. 3 is an end view of the device shown in Fig. 2 and 4 shows a detailed illustration of two carrier material particles which adhere to one another by an adhesive material particle lying between them.
Eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung dient zur Herstellung eines Verbundmaterials 7, wobei wenigstens ein bindendes, pulver- oder kornförmiges Klebematerial 2 mit wenigstens einem zu bindenden, pulver-, körn- oder granulatförmigen Trägermaterial 3 vermischt und verbunden wird. Diese weist eine Mischvorrichtung 4 zum Vermischen der Materialien 2 und 3, einen Mischbereich 5, eine Zuführung für das Trägermaterial 3 und das Klebematerial 2 in den Mischbereich 5 und außerdem eine Energiezuführeinrichtung 8 zum Erhitzen des Trägermaterials 3 auf.A device designated as a whole by 1 is used to produce a composite material 7, at least one binding, powdery or granular adhesive material 2 being mixed and bonded with at least one powdered, granular or granular carrier material 3 to be bound. This has a mixing device 4 for mixing the materials 2 and 3, a mixing area 5, a feed for the carrier material 3 and the adhesive material 2 into the mixing area 5 and also an energy supply device 8 for heating the carrier material 3.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit einer Mischvorrichtung 4, die ein vertikal aufrecht stehendes Rohrelement 18 aufweist, in dessen Inneren sich der Mischbereich 5 befindet. Das Rohrelement 18 umschließt dabei den Mischbereich 5 am Außenumfang. Am oberen und unteren Ende ist das Rohrelement 18 weitgehend offen, sodass die Materialien 2 und 3 zu- und wieder abgeführt werden können. Diese Ausführungsform ist besonders gut für die Produktion von großen Mengen Verbundmaterial 7 in einem kontinuierlichen und insbesondere industriellen Prozess geeignet.1 shows an embodiment of the device 1 with a mixing device 4 which has a vertically upright tubular element 18, in the interior of which the mixing area 5 is located. The tubular element 18 encloses the mixing area 5 on the outer circumference. At the upper and lower ends, the tubular element 18 is largely open, so that the materials 2 and 3 can be fed in and out again. This embodiment is particularly well suited for the production of large quantities of composite material 7 in a continuous and in particular industrial process.
Eine Zuführung 13 für das Trägermaterial 3 ist im oberen Bereich des Rohrelements 18 so angeordnet, dass das Trägermate- rial 3 als Trägermaterial-Strom 15 von oben in beziehungsweise durch den Mischbereich 5 hindurch fällt und dort mit dem Klebematerial 2 vermischt und verbunden wird, welches in dieser Ausgestaltung schräg nach oben und möglichst breit und gleich- mäßig gefächert in den Trägermaterial-Strom 15 eingeblasen oder eingesprüht wird. Der Trägermaterial-Strom 15 ist im Mischbereich 5 durch die Einwirkung eines elektrostatischen Wechselfeldes 6 ebenfalls breit gefächert und gegenüber seiner Ausdeh- nung kurz nach der Zuführung 13 aufgeweitet, sodass im Mischbereich 5 eine in allen Bereichen beider Material-Ströme 15 und 16 gleichmäßige Vermischung und Verbindung des Trägermaterials 3 mit dem Klebematerial 2 erreicht wird.A feed 13 for the carrier material 3 is arranged in the upper region of the tubular element 18 in such a way that the carrier material 3 falls as a carrier material stream 15 from above into or through the mixing region 5 and is mixed and bonded there with the adhesive material 2 which in this configuration diagonally upwards and as wide and as possible is blown or sprayed into the stream of carrier material 15 in a moderately fanned manner. The carrier material stream 15 in the mixing area 5 is also broadly diversified due to the action of an electrostatic alternating field 6 and is expanded in relation to its expansion shortly after the feed 13, so that in the mixing area 5 uniform mixing and. In all areas of both material flows 15 and 16 Connection of the carrier material 3 with the adhesive material 2 is achieved.
In der in Fig.1 dargestellten Ausführung ist erkennbar, dass die Trägermaterialzuführung 13 und die KlebematerialzuführungIn the embodiment shown in Figure 1 it can be seen that the carrier material feed 13 and the adhesive material feed
11 so ausgebildet sind, dass der Trägermaterial-Strom 15 und der Klebematerial-Strom 16 quer beziehungsweise schräg gegeneinander geführt sind und im Mischbereich 5 aufeinander tref- fen. Dabei vermischen sich beide Ströme 15 und 16 im Mischbereich 5, wobei auch die Anlagerung der Klebematerialpartikel11 are designed such that the backing material stream 15 and the adhesive material stream 16 are guided transversely or obliquely with respect to one another and meet in the mixing area 5. Both streams 15 and 16 mix in the mixing area 5, with the addition of the adhesive material particles also
2 an die durch die Energiezuführeinrichtung 8 erhitzten Trägermaterialpartikel 3 durch Anschmelzen stattfindet.2 takes place on the carrier material particles 3 heated by the energy supply device 8 by melting.
Diese Erhitzung geschieht dabei im Strömungsverlauf des Trägermaterial-Stromes 15 vor dem Mischbereich 5, wie Fig.1 zeigt. Dadurch ist die Zeitdauer der Erhitzung eines Trägermaterial- partikels 3 sehr kurz, sodass es nur oberflächig erhitzt ist. Die erhitzten Trägermaterialpartikel 3 fallen nach der Erhit- zung direkt in den vorzugsweise unmittelbar anschließenden Mischbereich 5, wo die zugeführten Klebematerialpartikel 2 an der heißen Oberfläche der Trägermaterialpartikel anschmelzen können. Nach der Vermischung und dem Verbinden beider Materialien 2 und 3 im Mischbereich 5 wird das Verbundmaterial 7 mit Hilfe einer Kühleinrichtung 17 abgekühlt, um dessen Rieselfähigkeit zu erhalten und ein Verkleben der Verbundmaterialpartikel 7 untereinander zu vermeiden. Zum Auffangen des Verbundmaterials 7 kann dabei ein Auffangbehälter 24 dienen .This heating occurs in the flow course of the carrier material stream 15 upstream of the mixing area 5, as shown in FIG. 1. As a result, the duration of the heating of a carrier material particle 3 is very short, so that it is only heated on the surface. After the heating, the heated carrier material particles 3 fall directly into the mixing region 5, which is preferably immediately adjacent, where the supplied adhesive material particles 2 can melt on the hot surface of the carrier material particles. After the mixing and joining of the two materials 2 and 3 in the mixing area 5, the composite material 7 is cooled with the aid of a cooling device 17 in order to maintain its flowability and to prevent the composite material particles 7 from sticking to one another. A collecting container 24 can be used to collect the composite material 7 serve .
In Fig. 1 ist eine Felderzeugungseinrichtung 9 erkennbar, die das Klebematerial 2 elektrostatisch auflädt. Die Feld- erzeugungseinrichtung 9 ist dabei im Bereich der Zuführöffnung 10 der Klebematerialzuführung 11 angeordnet, um das Klebematerial 2 vor dem Einbringen in den Mischbereich 5 elektrostatisch aufzuladen. Das elektrostatisch aufgeladene Klebematerial 2 kann dadurch besser an dem wenig oder gegebenenfalls auch anders aufgeladenen Trägermaterial 3 haften. In Fig. 1 ist angedeutet, dass die Felderzeugungseinrichtung 9 dabei unmittelbarer Teil der Klebematerialzuführung 11 ist und dabei die Klebematerialzuführung 11 und die Felderzeugungseinrichtung 9 gemeinsam eine kompakte und wartungsarme Einheit bildet.In Fig. 1, a field generating device 9 can be seen, which charges the adhesive material 2 electrostatically. The field generating device 9 is arranged in the area of the feed opening 10 of the adhesive material feed 11 in order to electrostatically charge the adhesive material 2 before it is introduced into the mixing area 5. As a result, the electrostatically charged adhesive material 2 can adhere better to the carrier material 3, which is charged little or, if appropriate, also differently. In Fig. 1 it is indicated that the field generating device 9 is directly part of the adhesive material supply 11 and the adhesive material supply 11 and the field generating device 9 together form a compact and low-maintenance unit.
Eine ähnliche zweite Felderzeugungseinrichtung 12 zur elektrostatischen Aufladung des Trägermaterials 3 ist im Bereich der Zuführung 13 des Trägermaterials 3 zum Mischbereich 5 angeordnet und lädt das Trägermaterial 3 mit einer Polarität auf, die vorzugsweise entgegengesetzt zur Polarität des Klebematerials 2 ist, um die Anhaftung der Klebematerialpartikel 2 an der Oberfläche der Trägermaterialpartikel 3 zu verstärken. Ähnlich wie bei der Klebematerialzuführung 11 und deren Feld- erzeugungseinrichtung 9 sind auch hier die Trägermaterialzuführung 13 und die Felderzeugungseinrichtung 12 als kompakte und wartungsarme Einheit ausgebildet.A similar second field generating device 12 for electrostatically charging the carrier material 3 is arranged in the region of the feed 13 of the carrier material 3 to the mixing region 5 and charges the carrier material 3 with a polarity, which is preferably opposite to the polarity of the adhesive material 2, in order to ensure the adhesion of the adhesive material particles 2 to reinforce on the surface of the carrier material particles 3. Similar to the adhesive material feed 11 and its field generating device 9, the carrier material feed 13 and the field generating device 12 are also designed as a compact and low-maintenance unit.
Eine dritte Felderzeugungseinrichtung 14 ist im Ausführungsbei- spiel in Fig.1 zu erkennen. Diese Felderzeugungseinrichtung 14 ist am Unfang des Rohrelements 18 um den Mischbereichs 5 angeordnet und erzeugt im Mischbereich 5 ein elektrostatisches Wechselfeld 6, um die Materialpartikel 2, 3 gleichmäßig zu verteilen. Vor allem in Kombination aller drei Felderzeugungseinrichtungen 9, 12 und 14 können die Materialien 2 und 3 einerseits gleichmäßig im Mischbereich 5 während des Mischvorgangs verteilt werden, und andererseits auch zusammengeführt werden, um in Verbindung mit der Erwärmung des Trägermaterials 3 aneinander zu haften. Es kann somit vor allem die gewünschte gleichmäßige Verteilung der Klebematerialpartikel 2 auf der Oberfläche der Trägermaterialpartikel 3 erreicht werden. Außerdem kann durch das gleichmäßige Anlagern von wenigen Klebematerialpartikeln 2 pro Trägermaterialpartikel 3 der Anteil des Klebematerials 2 am Verbundmaterial 7 gesenkt werden .A third field generating device 14 can be seen in the exemplary embodiment in FIG. This field generating device 14 is arranged at the periphery of the tubular element 18 around the mixing area 5 and generates an electrostatic alternating field 6 in the mixing area 5 in order to uniformly adhere the material particles 2, 3 to distribute. Especially in combination of all three field generating devices 9, 12 and 14, the materials 2 and 3 can be distributed evenly in the mixing area 5 during the mixing process on the one hand, and can also be brought together in order to adhere to one another in connection with the heating of the carrier material 3. In particular, the desired uniform distribution of the adhesive material particles 2 on the surface of the carrier material particles 3 can thus be achieved. In addition, the proportion of the adhesive material 2 in the composite material 7 can be reduced by uniformly depositing a few adhesive material particles 2 per carrier material particle 3.
In Zuführrichtung des Trägermaterials 3 vor der Zuführung 13 ist eine Reinigungseinrichtung 25 erkennbar, in der Verschmutzungen oder Anlagerungen an der Oberfläche der Trägermaterialpartikel 3 entfernt werden können.In the feed direction of the carrier material 3 in front of the feed 13, a cleaning device 25 can be seen in which dirt or deposits on the surface of the carrier material particles 3 can be removed.
Die Fig. 2 und 3 zeigen eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung 1a, bei der die Mischvorrichtung 4 eine rotierende Mischtrommel 19 aufweist, in der sich der Mischbereich 5 befindet. In der Mischtrommel 19 sind Mischwerkzeuge 20 erkennbar (Fig. 3), die in der gezeigten Ausgestaltung als vier starre Mischwerkzeuge 20 ausgebildet sind. Das an der Innenwandung der Mischtrommel 19 liegende Material 2 und/oder 3 gelangt bei Drehung der Mischtrommel 19 auch auf oder unter die Mischwerkzeuge 20 und wird so bewegt und vermischt und zumindest zeitweise auch in der Schwebe gehalten.2 and 3 show an alternative embodiment of a device 1 a, in which the mixing device 4 has a rotating mixing drum 19, in which the mixing area 5 is located. Mixing tools 20 can be seen in the mixing drum 19 (FIG. 3), which in the embodiment shown are designed as four rigid mixing tools 20. The material 2 and / or 3 lying on the inner wall of the mixing drum 19 also passes onto or below the mixing tools 20 when the mixing drum 19 rotates and is thus moved and mixed and at least temporarily kept in suspension.
In den Fig. 2 und 3 ist außerdem eine die Mischtrommel 19 umgreifende Felderzeugungseinrichtung 21 erkennbar, die in der Mischtrommel 19 und damit im Mischbereich 5 ein elektrostatisches Wechselfeld erzeugt, um die Klebematerialpartikel 2 in der Mischtrommel 19 gleichmäßig zu verteilen. Die vorzugsweise sehr kleinen und sehr leichten und gegebenenfalls elektrostatisch aufgeladenen Klebematerialpartikel 2 können dadurch wolkenartig verteilt in der Mischtrommel 19 vorliegen, sodass sich die Klebematerialpartikel 2 an die sich in der Mischtrommel 19 bewegenden Trägermaterialpartikel 3 gleichmäßig anlagern können.FIGS. 2 and 3 also show a field generating device 21 encompassing the mixing drum 19, which generates an electrostatic alternating field in the mixing drum 19 and thus in the mixing region 5, around the adhesive material particles 2 to distribute evenly in the mixing drum 19. The preferably very small and very light and optionally electrostatically charged adhesive material particles 2 can thus be distributed in the form of a cloud in the mixing drum 19, so that the adhesive material particles 2 can adhere evenly to the carrier material particles 3 moving in the mixing drum 19.
Außerhalb der Mischtrommel 19 ist die Energiezuführeinrichtung 8 dargestellt, die das zu bindende Trägermaterial 3 in der Mischtrommel 19 oberflächig kurzzeitig so weit erhitzt, dass die nach diesem Erhitzen in die Mischtrommel 19 eingebrachten Klebematerialpartikel 2 an die Trägermaterialpartikel 3 anschmelzen und dadurch anhaften können. Dazu strahlt die Energiezuführeinrichtung 8 kurzzeitig Wärme- und/oder Mikrowellenstrahlung in die Mischtrommel 19 beziehungsweise in den Mischbereich 5 ein.Outside the mixing drum 19, the energy supply device 8 is shown which briefly heats the surface of the carrier material 3 to be bound in the mixing drum 19 to such an extent that the adhesive material particles 2 introduced into the mixing drum 19 after this heating melt onto the carrier material particles 3 and can thereby adhere. For this purpose, the energy supply device 8 briefly radiates heat and / or microwave radiation into the mixing drum 19 or into the mixing area 5.
Fig. 4 zeigt in einer stark vergrößerten Ansicht zwei Träger- materialpartikel 3, die über ein Klebematerialpartikel 2 miteinander verbunden, insbesondere verklebt sind. Das Klebematerialpartikel 2 ist dabei jeweils an der Oberfläche der Trägermaterialpartikel 3 verschmolzen und dabei stoffschlüssig damit verbunden. Dies zeigt die noch weiter vergrößerte Darstellung des hervorgehobenen Bereichs A, in der gezeigt ist, wie das Klebematerial einerseits durch Kapillarwirkung zwischen die Trägermaterialpartikel 3 verläuft und andererseits gleichzeitig die Mikrostruktur der Oberfläche des Träger- materialpartikels benetzt hat und in diese Mikrokapillaren eingedrungen ist, wodurch eine feste Verbindung beider Materialien erreicht wird. 4 shows a greatly enlarged view of two carrier material particles 3 which are connected to one another, in particular glued, by means of an adhesive material particle 2. The adhesive material particle 2 is in each case fused to the surface of the carrier material particle 3 and is integrally connected to it. This shows the still further enlarged representation of the highlighted area A, in which it is shown how the adhesive material on the one hand runs through the capillary action between the carrier material particles 3 and on the other hand at the same time has wetted the microstructure of the surface of the carrier material particle and has penetrated into these microcapillaries, whereby a firm connection of both materials is achieved.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials (7), wobei wenigstens ein bindendes, pulver- oder kornförmiges Klebematerial (2) mit wenigstens einem zu bindenden, pulver-, körn- oder granulatförmigen Trägermaterial (3) vermischt und verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (3) und das Klebematerial (2) in einem Mischvorgang weitgehend gleichmäßig verteilt und miteinander verbunden werden, indem das Trägermaterial (3) zumindest kurzzeitig mindestens auf die Schmelztemperatur des Klebematerials (2) erwärmt wird und dass dabei die Klebematerialpartikel (2) durch punktuellen Kontakt mit den Trägermaterialpartikeln (3) an der Oberfläche der Trägermaterialpartikel (3) angeschmolzen werden und anhaften.1. A method for producing a composite material (7), wherein at least one binding, powdery or granular adhesive material (2) is mixed and bonded with at least one to be bound, powdery, granular or granular carrier material (3), characterized in that the carrier material (3) and the adhesive material (2) are largely uniformly distributed and connected to one another in a mixing process, in that the carrier material (3) is at least briefly heated to the melting temperature of the adhesive material (2) and that the adhesive material particles (2) thereby selective contact with the carrier material particles (3) on the surface of the carrier material particles (3) are melted and adhere.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischvorgang unter Zuhilfenahme wenigstens eines elektrostatischen Feldes vorgenommen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the mixing process is carried out with the aid of at least one electrostatic field.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebematerial (2) vorzugsweise elektrostatisch aufgeladen dem Mischvorgang zugeführt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the adhesive material (2) is preferably fed to the mixing process electrostatically charged.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (3) elektrostatisch aufgeladen wird und dass die Polarität der elektrostatischen Aufladung des Trägermaterials (3) vorzugsweise entgegensetzt zu der des Klebematerials (2) ist. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the carrier material (3) is electrostatically charged and that the polarity of the electrostatic charge of the carrier material (3) is preferably opposite to that of the adhesive material (2).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mischbereich (5), wo das Trägermaterial (3) mit dem Klebematerial (2) zusammentrifft, ein elektrostatisches Feld, insbesondere ein elektrostatisches Wechselfeld (6) erzeugt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in the mixing area (5) where the carrier material (3) meets the adhesive material (2), an electrostatic field, in particular an alternating electrostatic field (6) is generated.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (3) vor dem Vermischen mit dem Klebematerial (2) einen Erhitzungsbereich (22) zur insbesondere kurzzeitigen Temperaturerhöhung des Trägermaterials (3) und nach dem Vermischen und Verbinden mit dem Klebematerial (2) gegebenenfalls einen Kühlbereich (23) zur Abkühlung des Verbundmaterials (7) durchströmt.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the carrier material (3) before mixing with the adhesive material (2) has a heating region (22) for in particular a brief temperature increase in the carrier material (3) and after mixing and connecting with the adhesive material (2) optionally flows through a cooling area (23) for cooling the composite material (7).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während des Mischvorganges zuerst die Trägermaterialpartikel (3) verteilt und/oder aufgelockert und vorzugsweise an ihrer Oberfläche durch Strahlungs- wärme, beispielsweise Infrarotstrahlung und/oder Mikrowellenstrahlung, erhitzt werden und dass danach die Klebematerialpartikel (2) zu den erhitzten Trägermaterialpartikeln (3) zugegeben und mit diesen vorzugsweise unter Einfluss des elektrostatischen Wechselfeldes (6) vermischt und dann verbunden werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that during the mixing process, the carrier material particles (3) are first distributed and / or loosened and preferably heated on their surface by radiant heat, for example infrared radiation and / or microwave radiation, and in that then the adhesive material particles (2) are added to the heated carrier material particles (3) and mixed with them preferably under the influence of the electrostatic alternating field (6) and then connected.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel des Trägermaterials (3) größer, insbesondere etwa zehn bis einhundert Mal größer sind als die Partikel des Klebematerials (2) .8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the particles of the carrier material (3) are larger, in particular about ten to one hundred times larger than the particles of the adhesive material (2).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 8 , dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Trägermaterials (3) größer, insbesondere etwa einhundert bis eintausend Mal größer ist als das Volumen des Klebematerials (2) .9. The method according to any one of claims 1 or 8, characterized in that the volume of the carrier material (3) is larger, in particular approximately one hundred to one thousand times larger than the volume of the adhesive material (2).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebematerial (2) vorzugsweise Bitumenpulver oder pulverförmige Mehrkomponentensysteme, vorzugsweise Epoxydharzsysteme oder dergleichen pulver- oder granulatförmiges Material mit dem vorzugsweise aus Sand oder Kies oder dergleichen körnigem und/oder kristallinem Material bestehenden Trägermaterial (3) verbunden wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that as the adhesive material (2) preferably bitumen powder or powdered multi-component systems, preferably epoxy resin systems or the like powdered or granular material with the preferably made of sand or gravel or the like granular and / or crystalline material existing carrier material (3) is connected.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das vorzugsweise rieselfähige, aus den Trägermaterialpartikeln (3) mit den daran haftenden Klebematerialpartikeln (2) gebildete Verbundmaterial (7) bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Klebematerials (2), insbesondere während des Mischvorganges, entnommen wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the preferably free-flowing composite material (7) formed from the carrier material particles (3) with the adhesive material particles (2) adhering thereto at a temperature below the melting temperature of the adhesive material (2), especially during the mixing process.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Klebematerialpartikel (2) durch die Einwirkung des elektrostatischen Wechselfeldes (6) und/oder durch wenigstens einen Gasstrom während des Mischvorganges im Wesentlichen gleichmäßig verteilt werden.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that at least the adhesive material particles (2) are distributed substantially uniformly by the action of the electrostatic alternating field (6) and / or by at least one gas stream during the mixing process.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebematerial (2) mit dem Träger- material (3) durch Rotation eines Mischbehälters mechanisch vermischt wird und dass das Mischen durch wenigstens ein bewegliches und/oder wenigstens ein starres Mischwerkzeug (20) im Inneren des Mischbehälters vorgenommen wird.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the adhesive material (2) with the carrier material (3) is mechanically mixed by rotation of a mixing container and that the mixing by at least one movable and / or at least one rigid mixing tool (20) inside the mixing container is made.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (3) als vorzugsweise kontinuierlicher Materialstrom dem Mischvorgang zum weitgehend gleichmäßigen Verteilen und Verbinden mit dem Klebematerial (2) zugeführt wird.14. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the carrier material (3) is fed as a preferably continuous stream of material to the mixing process for largely uniform distribution and connection with the adhesive material (2).
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebematerial (2) quer und/oder entgegen der Richtung des Trägermaterial-Stroms (15) in den Trägermaterial-Strom (15) insbesondere eingesprüht oder eingestrahlt wird.15. The method according to claim 14, characterized in that the adhesive material (2) is in particular sprayed or blasted transversely and / or counter to the direction of the carrier material stream (15) into the carrier material stream (15).
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundmaterial für eine Weiterverarbeitung auf eine Temperatur über der Schmelztemperatur des Klebematerials insbesondere zum Anschmelzen erhitzt wird und dass durch die Erhitzung Verbindungsbrücken aus an den Trägermaterialpartikeln anhaftenden Klebematerialpartikeln zwischen benachbarten Trägermaterialpartikeln gebildet werden.16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the composite material for further processing is heated to a temperature above the melting temperature of the adhesive material, in particular for melting, and that the bridges form connecting bridges from adhesive material particles adhering to the carrier material particles between adjacent carrier material particles ,
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundmaterial (7) für eine Weiterverarbeitung auf eine Temperatur über der Schmelztemperatur des Klebematerials (2) bis zum vollständigen Schmelzen erhitzt wird, sodass die an den Trägermaterialpartikeln (3) anhaftenden Klebematerialpartikeln (2) die Oberfläche des Trägermaterialpartikel (3) zumindest teilweise als dünne Schicht benetzen und dass dadurch benachbarte Trägermaterialpartikel (3) miteinander verklebt werden. 17. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the composite material (7) for further processing is heated to a temperature above the melting temperature of the adhesive material (2) until complete melting, so that the adhering to the carrier material particles (3) Adhesive material particles (2) at least partially wet the surface of the carrier material particle (3) as a thin layer and that adjacent carrier material particles (3) are thereby glued to one another.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (3) vorzugsweise aus Sand ist und das Klebematerial (2) vorzugsweise aus Bitumen besteht und dass der Sand und/oder das Bitumen vorzugsweise aus Ölsand, der aus zusammenhängenden Sand- und Öl- beziehungsweise Bitumenteilchen besteht, gewonnen wird, indem dessen Einzelbestandteile voneinander getrennt werden.18. The method according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the carrier material (3) is preferably made of sand and the adhesive material (2) preferably consists of bitumen and that the sand and / or the bitumen is preferably made of oil sand, which consists of continuous Sand and oil or bitumen particles are obtained by separating their individual components.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Trennen von zusammenhängenden Einzelbestandteilen eines Stoffgemisches oder Teilchenverbundes, deren Einzelbestandteile aus anorganischen und/oder organischen Stoffen bestehen, das Stoffgemisch oder der Teilchen- verbünd innerhalb eines stoffabhängig vorgebbaren Temperaturfensters wechselweise in einem oder mehreren Zyklen vorzugsweise schnell oder schockartig abgekühlt und erhitzt wird, dass das abwechselnde Erhitzen und Abkühlen mit insbesondere hohem Temperaturgradienten vorgenommen wird und dass die Anzahl der Erhitzungs-/Abkühlzyklen bis zum Trennen des Stoffgemisches in seine Einzelbestandteile vorgenommen wird.19. The method according to claim 18, characterized in that for separating contiguous individual components of a substance mixture or particle composite, the individual components of which consist of inorganic and / or organic substances, the substance mixture or the particle composite alternately within a temperature window which can be predetermined depending on the substance in one or more cycles is preferably cooled or heated rapidly or in a shock-like manner, that the alternating heating and cooling is carried out with a particularly high temperature gradient and that the number of heating / cooling cycles is carried out until the mixture of substances is separated into its individual components.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (3) zum Entfernen von Anlagerungen, Anhaftungen oder Verschmutzungen von der Oberfläche der Trägermaterialpartikel (3) mit Hilfe von mechanischen Schwingungen, insbesondere Schallwellen, vorzugsweise Ultraschall, vor dem Zuführen zu dem Mischvorgang gereinigt wird.20. The method according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the carrier material (3) for removing deposits, buildup or dirt from the surface of the carrier material particles (3) with the aid of mechanical vibrations, in particular sound waves, preferably ultrasound, before Feed to the mixing process is cleaned.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (3) zum Entfernen von Anlagerungen, Anhaftungen oder Verschmutzungen von der Oberfläche der Trägermaterialpartikel (3) mit Hilfe von Mikro- oder Feinsand vor dem Zuführen zu dem Mischvorgang gereinigt wird.21. The method according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the carrier material (3) for removal of deposits, buildup or contamination from the surface of the carrier material particles (3) is cleaned with the help of micro or fine sand before being fed to the mixing process.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikro- oder Feinsand mit vorzugsweise hoher Geschwindigkeit in einen kontinuierlichen Trägermaterial- Strom quer oder schräg zu dessen Bewegungsrichtung eingestrahlt oder eingesprüht wird.22. The method according to claim 21, characterized in that the micro or fine sand is sprayed or sprayed at a preferably high speed into a continuous flow of carrier material transversely or obliquely to the direction of its movement.
23. Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens insbesondere nach Anspruch 1 bis 22 mit einer Mischvorrichtung (4) zum Vermischen wenigstens eines bindenden, pulver- oder kornförmigen Klebematerials (2) mit wenigstens einem zu bindenden, pulver-, körn- oder granulatförmigen Trägermaterial (3) , dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung (4) einen Mischbereich (5), eine Zuführung (13) für das Träger- material (3) und das Klebematerial (2) in den Mischbereich (5) sowie eine Energiezuführeinrichtung (8) zum Erhitzen zumindest des Trägermaterials (3) aufweist.23. The device (1) for carrying out the method, in particular according to claims 1 to 22, with a mixing device (4) for mixing at least one binding, powdery or granular adhesive material (2) with at least one powdered, granular or granular carrier material to be bound (3), characterized in that the mixing device (4) has a mixing area (5), a feed (13) for the carrier material (3) and the adhesive material (2) into the mixing area (5) and an energy supply device (8) for heating at least the carrier material (3).
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest für das Klebematerial (2) eine Felderzeugungseinrichtung (9) zum elektrostatischen Aufladen des Klebematerials (2) vorgesehen ist.24. The device according to claim 23, characterized in that a field generating device (9) for electrostatically charging the adhesive material (2) is provided at least for the adhesive material (2).
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Felderzeugungseinrichtung (9) zum elektrostatischen Aufladen des Klebematerials (2) im Bereich der Zuführöffnung (10) der Klebematerialzuführung (11) angeordnet ist. 25. The device according to claim 23 or 24, characterized in that the field generating device (9) for electrostatically charging the adhesive material (2) is arranged in the region of the feed opening (10) of the adhesive material feed (11).
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Felderzeugungseinrichtung (12) im Bereich der Zuführung (13) des Trägermaterials (3) zur elektrostatischen Aufladung des Trägermaterials (3) vorgesehen ist.26. Device according to one of claims 23 to 25, characterized in that a second field generating device (12) is provided in the region of the feed (13) of the carrier material (3) for electrostatically charging the carrier material (3).
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Felderzeugungseinrichtung (14) im Mischbereich (5) des Trägermaterials (3) mit dem Klebematerial (2) insbesondere zur Erzeugung eine elektrostatischen Wechselfeldes (6) vorgesehen ist.27. Device according to one of claims 23 to 26, characterized in that a third field generating device (14) in the mixing area (5) of the carrier material (3) with the adhesive material (2) is provided in particular for generating an electrostatic alternating field (6).
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägermaterialzuführung (13) und die Klebematerialzuführung (11) für eine quer und/oder entgegengesetzte Führung des Trägermaterial-Stroms (15) und des Klebematerials-Stroms (16) relativ zueinander im Mischbereich (5) ausgebildet ist.28. Device according to one of claims 23 to 27, characterized in that the carrier material feed (13) and the adhesive material feed (11) for a transverse and / or opposite guidance of the carrier material flow (15) and the adhesive material flow (16) relative to each other in the mixing area (5).
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiezuführeinrichtung (8) zum Erhitzen des Trägermaterials (3) im Strömungsverlauf des Trägermaterial-Stroms (15) vor dem Mischbereich (5) mit dem Klebematerial (2) angeordnet ist und dass eine Kühleinrichtung (17) zur Abkühlung des Verbundmaterials (7) im Strömungsverlauf hinter oder nach dem Mischbereich (5) vorgesehen ist.29. Device according to one of claims 23 to 28, characterized in that the energy supply device (8) for heating the carrier material (3) is arranged in the flow course of the carrier material stream (15) upstream of the mixing region (5) with the adhesive material (2) and that a cooling device (17) is provided for cooling the composite material (7) in the flow course behind or after the mixing area (5).
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung (4) ein vorzugsweise etwa vertikales Rohrelement (18) aufweist, welches den Mischbereich (5) zumindest teilweise umschließt und dass zumindest die Zuführung (13) für das Trägermaterial (3) im oberen Bereich des Rohrelements (18) angeordnet ist.30. Device according to one of claims 23 to 29, characterized in that the mixing device (4) has a preferably approximately vertical tube element (18) which at least partially the mixing area (5) encloses and that at least the feed (13) for the carrier material (3) is arranged in the upper region of the tubular element (18).
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung (4) eine rotierende Mischtrommel (19) als Mischbehälter aufweist.31. Device according to one of claims 23 to 29, characterized in that the mixing device (4) has a rotating mixing drum (19) as a mixing container.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mischtrommel (19) wenigstens ein bewegliches und/oder wenigstens ein starres Mischwerkzeug (20) angeordnet ist.32. Device according to claim 31, characterized in that at least one movable and / or at least one rigid mixing tool (20) is arranged in the mixing drum (19).
33. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichmäßigen Verteilung zumindest der Klebematerialpartikel (2) in der Mischtrommel (19) eine Felderzeugungseinrichtung (21) für ein elektrostatisches Wechselfeld und/oder wenigstens ein in die Mischtrommel (19) einströmender Gasstrom vorgesehen sind.33. Device according to claim 31 or 32, characterized in that for the uniform distribution of at least the adhesive material particles (2) in the mixing drum (19) a field generating device (21) for an electrostatic alternating field and / or at least one gas stream flowing into the mixing drum (19) are provided.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiezuführeinrichtung (8) zum zumindest zeitweisen Erhitzen des zu bindenden Träger- materials (3) vorzugsweise an dessen Oberfläche auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Klebematerials (2) ausgebildet ist.34. Device according to one of claims 23 to 33, characterized in that the energy supply device (8) for at least temporarily heating the carrier material (3) to be bound is preferably formed on its surface to a temperature above the melting temperature of the adhesive material (2) ,
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiezuführeinrichtung (8) vorzugsweise zum Abstrahlen von Wärmestrahlung und/oder Mikrowellenstrahlung in das Innere der Mischtrommel (19) und auf das oder die darin enthaltenen Material (ien) (2, 3) ausgebildet ist.35. Device according to one of claims 23 to 34, characterized in that the energy supply device (8) preferably for emitting heat radiation and / or microwave radiation into the interior of the mixing drum (19) and onto the material or materials contained therein (2 . 3) is formed.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Mischbereich (5) eine Reinigungseinrichtung (25) zum Entfernen von Anlagerungen, Anhaftungen oder Verschmutzungen von der Oberfläche der Trägermaterialpartikel (3) vorgesehen ist.36. Device according to one of claims 23 to 35, characterized in that a cleaning device (25) is provided in front of the mixing area (5) for removing deposits, adhesions or dirt from the surface of the carrier material particles (3).
37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (25) zur Erzeugung mechanischer Schwingungen, insbesondere von Schallwellen, vorzugsweise Ultraschall ausgebildet ist.37. Device according to claim 36, characterized in that the cleaning device (25) is designed to generate mechanical vibrations, in particular sound waves, preferably ultrasound.
38. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (25) zum Einstrahlen und/oder Einsprühen von Mikro- oder Feinsand mit vorzugsweise hoher Geschwindigkeit in einen kontinuierlichen Trägermaterial- Strom quer oder schräg zu dessen Bewegungsrichtung ausgebildet ist. 38. Apparatus according to claim 36, characterized in that the cleaning device (25) for blasting and / or spraying in micro or fine sand at a preferably high speed in a continuous flow of carrier material is formed transversely or obliquely to the direction of its movement.
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