EP2376890A1 - Rapid abrasion test for granulates - Google Patents

Rapid abrasion test for granulates

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Publication number
EP2376890A1
EP2376890A1 EP09801719A EP09801719A EP2376890A1 EP 2376890 A1 EP2376890 A1 EP 2376890A1 EP 09801719 A EP09801719 A EP 09801719A EP 09801719 A EP09801719 A EP 09801719A EP 2376890 A1 EP2376890 A1 EP 2376890A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
granules
test according
rapid test
abrasion
grinding
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Withdrawn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
EP09801719A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marisa Cruz
Rainer Fuchs
Frank Dieter Kuhn
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.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Evonik Degussa GmbH
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 Evonik Degussa GmbH filed Critical Evonik Degussa GmbH
Publication of EP2376890A1 publication Critical patent/EP2376890A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion
    • G01N3/565—Investigating resistance to wear or abrasion of granular or particulate material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0284—Bulk material, e.g. powders

Definitions

  • the present invention relates to a rapid abrasion test for granules, preferably inorganic or organic granules, particularly preferably plastic granules, in particular for artificial turf filling materials.
  • the rapid test of the present invention allows determination of the strength and adhesion of fabric layers to surfaces or intermediate layers of multi-layered granules.
  • Plastic granules are a typical form of delivery of thermoplastics from raw material manufacturers to the plastics processing industry. Because of their flowability, they are a bulk material, such as sand or gravel, and thus comparatively easy to transport and process.
  • European Patent Application EP 1 416 009 A1 discloses the use of coated rubber particles as a bedding material or as a loose elastic layer for artificial turf or other floor coverings.
  • the rubber particles are usually irregular, n-shaped and preferably have a mean size between 0.4 mm and 2.5 mm to a maximum of 4.0 mm.
  • the individual rubber particles are over their entire surface with a 5 microns to 35 microns thick Cover provided.
  • the coating forms a permanently elastic sheath, the washing out of pollutants such. B. should largely prevent zinc. In addition to be reduced by this encapsulation typical for rubber old rubber odor.
  • Plastic granules in a simple manner can be quickly and inexpensively determined and assessed.
  • the plastic granules are ground in a special ball mill (500 revolutions), with no pulverization or other changes of the rubber granules are allowed.
  • the particle size of the plastic granules is determined before and after grinding and compared, with an abrasion resistance of at least 95% is required to pass the test.
  • Abrasion stability ⁇ 95% in the exact execution of the test with suitable filling materials is advantageous to allow as many artificial turf particle systems, but not in order to determine the suitability of different materials in a quick and easy way and to compare meaningful with each other.
  • this method different Coatings that have a different abrasion behavior, not or only slightly differentiated from each other, because the resulting measurement results are very close to each other. Thus, for example, no "ranking", so no classification different abrasion resistant
  • Coatings are made relative to each other. Or such a classification succeeds only in a narrow framework, which differs only slightly or not at all from the usual fluctuation range of the obtained measured values.
  • ISA In the classification of fillers by this test by ISA, all products with an abrasion resistance of ⁇ 95% are considered to be suitable for use as artificial turf fillers in accordance with the Dutch Standard for Gum Infill Materials, ISA-M37.
  • test apparatus can z. B. are hardly transported due to the weight of the device, a quantitative as possible
  • the mill is difficult to temper to measure the abrasion behavior at different temperatures.
  • the generation of detectable or measurable abrasion by means of ring shear cell also takes a long time.
  • a quantitative transfer of the material after grinding from the apparatus is difficult and also a cleaning of the apparatus is difficult.
  • the apparatus is still difficult to temper, in order to measure the abrasion behavior at different temperatures can.
  • abrasion determination methods for plastic blocks and skins (and thus for, for example, through-dyed material such as EPDM or TPE) are described in DIN V18035-7: 2002-06 and are not applicable to abrasion measurements on coated scrap tire rubber granulate.
  • the test should be as fast and as effective as possible, as universally applicable as possible and allow the most accurate classification of the abrasion of various granules. He should be particularly suitable for testing coated rubber particles.
  • test apparatus • As versatile as possible, a possibly necessary test apparatus should be as easy to transport as possible and have the smallest possible space requirement.
  • Abrasion behavior allows. o a distinction of equally coated rubber particles or uncoated rubber particles, but different weathering or pretreatment of the product allowed. o allows a distinction between equally coated organic or inorganic bodies or polymers or uncoated organic or inorganic bodies or polymers after different weathering or pretreatment.
  • test allows conclusions on the strength and adhesion of fabric layers on surfaces or in intermediate layers of multilayer granules.
  • the test according to the invention is extremely fast, reliable and effective, can be used universally and allows a very accurate classification of the abrasion of various granules. It is particularly suitable for testing coated rubber particles, which are used as filling materials for artificial turf.
  • Bonding of the coating to the rubber surface and the rubber bulk material to win over the pigment bond in the coating and / or on the coating thickness or the coating thickness distribution of the coating is possible, especially at higher temperatures, to simulate the behavior of artificial turf fillers in the topmost filler layer in summer, and / or at low temperatures to reduce the behavior of synthetic turf fillers in the cold season (fall, Winter).
  • the test according to the invention serves to quickly determine the abrasion resistance of granules, suitably of inorganic or organic granules, preferably of
  • Plastic granules particularly preferably of coated plastic granules, in particular of coated rubber particles, the u. a. be used as a bedding material or as a loose elastic layer for artificial turf or other floor coverings.
  • the rubber particles are usually irregular, n-shaped and preferably have a mean size between 0.4 mm and 4.0 mm.
  • the maximum particle size of the particles is preferably less than 10 mm, more preferably less than 7 mm.
  • the minimum particle size of the particles is preferably greater than 0.1 mm, more preferably greater than 0.5 mm.
  • the individual rubber particles are preferably provided with a 5 ⁇ m to 35 ⁇ m thick coating.
  • the coating preferably forms a permanently elastic sheath, the washing out of pollutants such. B. should largely prevent zinc. In addition to be reduced by this encapsulation typical for rubber old rubber odor. Further details of such plastic granules can be found, for example, in European patent application EP 1 416 009 A1.
  • the test according to the invention is in particular able to differentiate different coatings well.
  • the quality of colored coatings can be assessed by a more or less strong coloring of the wall of the cutting mill after the abrasion test has been carried out.
  • the degree of coloring of the mill wall is by a visual comparison with different comparison dyeings determinable.
  • other suitable methods for determining mill wall adhesions after abrasion test performance may be used to determine how far curing of layers has progressed, which is particularly advantageous in colorless coating systems.
  • the test according to the invention can also be used to assess the connection of a composite material.
  • the test according to the invention comprises the following steps:
  • a cutting mill is used in the context of the present invention, which usually consists of a horizontally or vertically arranged rotor, which is equipped with knives, which in the context of a first particularly preferred
  • Embodiment of the present invention work against anchored in the mill housing knife.
  • a schematic sketch of such a mill is in Römpp Lexikon Chemie, publisher: J. Falbe, M. Regitz, 10th edition, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Volume: 4, keyword:
  • the housing of the mill does not comprise anchored knives, so that the ground granules can be more easily removed from the housing.
  • the working principle of the granulator is preferably cutting / impact.
  • the intensity of the grinding can be controlled via the energy emitted by the mill.
  • the rotational speed of the granulator is preferably in the range of 100 / min to 30,000 / min, in particular in the range of 1000 / min to 25000 / min.
  • the peripheral speed of the cutting mill is preferably in the range of 10 to 100 m / s, in particular in the range of 20 m / s to 80 m / s.
  • the dimensioning of the mill can basically be chosen freely and adapted to the requirements of the case.
  • the grinding chamber of the cutting mill during milling to at least 10%, based on the maximum useful volume of the granulator filled.
  • the cutting mill and the cutting tool are preferably made of a harder material than that too investigating granules.
  • the material to be ground is preferably placed in the chamber of the granulator and sheared by a stainless steel beater within a predetermined loading time ("grinding time"), whereby a rubbing, breaking and cutting of granules or layers occurs on the granules the massive and complex nature of the shears is achieved by rapid testing of the abrasion resistance of granules, especially of coated plastic granules
  • the results of the test are mainly influenced by the following variables: o elasticity of the coating o shear strength of the coating o intensity of adhesion of the coating on the particle, o particle size o particle size distribution, o particle elasticity, o shear strength of the particles.
  • milling times in the range from 5 seconds to 10 minutes, in particular in the range from 5 seconds to 150 seconds, are preferably selected.
  • the action of the grinding power of the granulator can be continuous or discontinuous. It has proven a procedure especially in which the Grinding force is preferably not varied during the grinding.
  • the grinding chamber of the cutting mill can be tempered during the grinding, in particular heated or cooled, to gain knowledge about the abrasion behavior of the granules at other temperatures. Also, a change in tempering tempering is conceivable. For this purpose, it is preferable to use a suitable, tempered liquid, e.g. Water, introduced into the heating / cooling chamber of the grinding chamber.
  • a suitable, tempered liquid e.g. Water
  • Cutting mills suitable for the purposes of the present invention are commercially available. The following mill has proven particularly successful:> Analytical mill: Universal mill M20, o Manufacturer: IKA-Werke GmbH & Co. KG o Operating principle: cutting / impact o Speed max. (l / min.): 20000 o Material racket / knife: stainless steel 1.4034 o Material grinding chamber: stainless steel 1.4301
  • sieves Preferably round test sieves (called sieves for short) are used, the screen frame of which preferably consists of metal.
  • the sieves preferably have a nominal diameter of 200 mm.
  • the sieve lid, all sieve frames and sieve pan preferably fit tightly closed or in one another.
  • the sieves are preferably covered with metal wire mesh according to DIN ISO 3310 Part 1.
  • a sieve set of 6 sieves with metal wire mesh (mesh size: 63 ⁇ m, 125 ⁇ m, 250 ⁇ m, 500 ⁇ m, lmm, 2mm) is sufficient.
  • it is particularly preferred to use a sieve set comprising a 500 ⁇ m sieve and a bottom.
  • the separation is preferably achieved by a horizontal, circular movement of the sieve set with a rotational frequency of preferably 300 + - 30 min "1 and an amplitude of 15 mm.
  • the screening is sieved batchwise, more preferably at several intervals, most preferably at 3 to 10 intervals, especially at 5 intervals.
  • the intervals are preferably the same length and are expediently 1 minute to 5 minutes, in particular 3 minutes, long.
  • the screening is preferably interrupted and then restarted again. This can possibly be programmed on the screening machine.
  • Sieving machines suitable for the purposes of the present invention are commercially available.
  • the following screening machine has proven particularly successful: > Screening machine: Model: AS 400 Control o Manufacturer: Retsch GmbH o Screening movement: horizontal circling o Speed digital: 50 - 300 min "1 o Interval operation 1 - 10 min o W x H x D: 540 x 260 x 507 mm
  • the determination of the particle size distribution is carried out in a known manner by weighing the sieves.
  • the result of the sieve analysis is compared with at least one reference value in order to classify the abrasion of the investigated granulate.
  • the determined particle size distribution of the ground product is preferably compared with the result of at least one other granulate in order to classify the attrition of the investigated granulate in comparison to the other granules.
  • the determined particle size distribution of the milled product is compared with the particle size distribution of the unmilled starting material in order to classify the attrition of the investigated granulate.
  • the determined particle size distribution of the milled product is compared with at least a predetermined limit in order to classify the abrasion of the investigated granules.
  • the proportion of particles smaller than 500 ⁇ m has proven to be a particularly suitable criterion for assessing the attrition of the particles.
  • the walls are tested after grinding for possible deposits, which were caused by the shear stress of the granules in the granulator.
  • optical comparison e.g., with appropriate reference samples, references, reference scales
  • ground material 20 g are filled into the chamber of the cutting mill.
  • the analysis mill used is a mill manufactured by IKA-Werke GmbH & Co. KG, model Universal Mill M20.
  • the chamber is closed by the corresponding devices on the lid and the millbase for 110 seconds at room temperature, using 15 ° C cooling water temperature and a flow rate for cooling the grinding bowl of 500-1000 ml / minute ground.
  • the ground pattern is transferred to the previously weighed sieves by means of a hair brush.
  • the color residues or coatings are compared with suitable references.
  • the sieve stack loaded with the sample (eg 500 ⁇ m and soil) is placed on a Retsch screening machine, model AS 400 Control, and the sieves are carefully clamped by means of the sieve clamping unit. This closes the screen system.
  • the sample is subjected to a sieve analysis (based on DIN 53477 with 5 intervals of 3 minutes). The individual sieve residues are determined by means of a balance.
  • Sieve residue (%) [sieve residue (g) - Siebtara (g) 100 / sample weight (g)
  • CGTR coated ground tire rubber
  • TPE thermoplastic elastomer
  • EPDM ethylene propylene dimer copolymer

Abstract

The invention relates to a rapid abrasion test for determining the abrasion of granulates. The test comprises the steps of i.) grinding a granulate, ii.) subjecting the ground product to sieve analysis and iii.) comparing the result of the sieve analysis to at least one reference value to classify the abrasion of the granulate, the granulate being ground in a cutting mill.

Description

Schnellabriebtest für Granulate Quick abrasion test for granules
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schnellabriebtest für Granulate, bevorzugt anorganische oder organische Granulate, besonders bevorzugt Kunststoffgranulate, insbesondere für Kunstrasenfüllmaterialien. Zusätzlich ermöglicht der Schnelltest der vorliegenden Erfindung die Bestimmung der Festigkeit und der Anhaftung von Stoffschichten auf Oberflächen oder in Zwischenschichten von mehrschichtigen Granulaten.The present invention relates to a rapid abrasion test for granules, preferably inorganic or organic granules, particularly preferably plastic granules, in particular for artificial turf filling materials. In addition, the rapid test of the present invention allows determination of the strength and adhesion of fabric layers to surfaces or intermediate layers of multi-layered granules.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Kunststoffgranulate sind eine typische Lieferform von thermoplastischen Kunststoffen der Rohstoffhersteller für die Kunststoff-verarbeitende Industrie. Sie sind wegen ihrer Rieselfähigkeit ein Schüttgut, wie Sand oder Kies, und damit vergleichsweise leicht zu transportieren und weiterzuverarbeiten .Plastic granules are a typical form of delivery of thermoplastics from raw material manufacturers to the plastics processing industry. Because of their flowability, they are a bulk material, such as sand or gravel, and thus comparatively easy to transport and process.
Neuerdings wird die Verwendung von Kunststoffgranulaten als Füllmaterial für Kunstrasen intensiv diskutiert. Beispielsweise offenbart die europäische Patentanmeldung EP 1 416 009 Al den Einsatz von ummantelten Gummipartikeln als Einstreumaterial oder als lose Elastikschicht für Kunstrasen oder andere Bodenbeläge. Die Gummipartikel sind in der Regel unregelmäßig, n-eckig geformt und haben vorzugsweise eine mittlere Größe zwischen 0,4 mm und 2,5 mm bis maximal 4,0 mm. Die einzelnen Gummipartikel sind über ihre komplette Oberfläche mit einem 5 μm bis 35 μm dicken Überzug versehen. Der Überzug bildet eine dauerelastische Ummantelung, die das Auswaschen von Schadstoffen, wie z. B. Zink weitgehend verhindern soll. Außerdem soll durch diese Verkapselung ein für Altgummi typischer Gummigeruch reduziert werden.Recently, the use of plastic granules as filler for artificial turf is discussed intensively. For example, European Patent Application EP 1 416 009 A1 discloses the use of coated rubber particles as a bedding material or as a loose elastic layer for artificial turf or other floor coverings. The rubber particles are usually irregular, n-shaped and preferably have a mean size between 0.4 mm and 2.5 mm to a maximum of 4.0 mm. The individual rubber particles are over their entire surface with a 5 microns to 35 microns thick Cover provided. The coating forms a permanently elastic sheath, the washing out of pollutants such. B. should largely prevent zinc. In addition to be reduced by this encapsulation typical for rubber old rubber odor.
Für die Anwendung als Füllmaterial für Kunstrasen müssen derartige Kunststoffgranulate u. a. eine hohe Abriebfestigkeit aufweisen. Leider ist aber bis heute kein Test bekannt, durch den die Abriebfestigkeit vonFor use as filling material for artificial turf such plastic granules u. a. have a high abrasion resistance. Unfortunately, however, no test is known to date through which the abrasion resistance of
Kunststoffgranulaten auf einfache Art und Weise, schnell und kostengünstig ermittelt und eingeschätzt werden kann.Plastic granules in a simple manner, can be quickly and inexpensively determined and assessed.
Bisher wird für die Testung der Abriebfestigkeit von Kunstrasengranulaten (Infill-Materialien) der sogenannteSo far, for the testing of the abrasion resistance of synthetic grass granules (infill materials) of the so-called
Hardgroove-Test gemäß ISO-5074 durchgeführt. Dazu wird das Kunststoffgranulat in einer speziellen Kugelmühle gemahlen (500 Umdrehungen) , wobei keine Pulverisierung oder andere Veränderungen des Kautschukgranulats zugelassen werden. Die Partikelgröße des Kunststoffgranulats wird vor und nach dem Mahlen ermittelt und miteinander verglichen, wobei eine Abriebfestigkeit von mindestens 95% gefordert wird, um den Test zu bestehen.Hardgroove test performed according to ISO-5074. For this purpose, the plastic granules are ground in a special ball mill (500 revolutions), with no pulverization or other changes of the rubber granules are allowed. The particle size of the plastic granules is determined before and after grinding and compared, with an abrasion resistance of at least 95% is required to pass the test.
Dieser Test weist jedoch viele Nachteile auf: • Er erzeugt relativ wenig Abrieb (geforderteHowever, this test has many disadvantages: It produces relatively little abrasion (required
Abriebstabilität ≥ 95% bei der exakten Durchführung des Tests bei geeigneten Füllmaterialien) . Das ist zwar vorteilhaft, um möglichst viele Kunstrasenpartikelsysteme zuzulassen, nicht aber, um die Eignung verschiedener Materialien auf schnelle und einfache Art und Weise bestimmen und sinnvoll miteinander vergleichen zu können. Z.B. können mit dieser Methode verschiedene Beschichtungen, die ein unterschiedliches Abriebverhalten haben, nicht oder nur schwach voneinander unterschieden werden, weil die anfallenden Messergebnisse sehr dicht beieinander liegen. Dadurch kann z.B. kein „Ranking", also keine Einstufung verschieden abriebfesterAbrasion stability ≥ 95% in the exact execution of the test with suitable filling materials). Although this is advantageous to allow as many artificial turf particle systems, but not in order to determine the suitability of different materials in a quick and easy way and to compare meaningful with each other. For example, with this method different Coatings that have a different abrasion behavior, not or only slightly differentiated from each other, because the resulting measurement results are very close to each other. Thus, for example, no "ranking", so no classification different abrasion resistant
Beschichtungen relativ zueinander vorgenommen werden. Oder eine solche Einstufung gelingt nur in einem engen Rahmen, der sich nur wenig oder gar nicht von der üblichen Schwankungsbreite der gewonnenen Messwerte unterscheidet. Bei der Einstufung von Füllmaterialien mit diesem Test durch ISA werden alle Produkte mit einer Abriebstabilität von ≥ 95% als geeignet für den Einsatz als Kunstrasenfüllmaterialen nach dem niederländischen Standard für Infillmaterialien auf Gummibasis, ISA-M37, eingestuft.Coatings are made relative to each other. Or such a classification succeeds only in a narrow framework, which differs only slightly or not at all from the usual fluctuation range of the obtained measured values. In the classification of fillers by this test by ISA, all products with an abrasion resistance of ≥ 95% are considered to be suitable for use as artificial turf fillers in accordance with the Dutch Standard for Gum Infill Materials, ISA-M37.
• Zudem ist die benötigte Kugelmühle vergleichsweise teuer.• In addition, the required ball mill is relatively expensive.
• Der Test ist äußerst zeitaufwändig, da 500 Umdrehungen benötigt werden, und sehr aufwändig, die Testapparatur kann z. B. aufgrund des Gewichts des Gerätes kaum transportiert werden, eine möglichst quantitative• The test is extremely time-consuming, since 500 revolutions are needed, and very expensive, the test apparatus can z. B. are hardly transported due to the weight of the device, a quantitative as possible
Entleerung der Apparatur ist äußerst zeitaufwendig und schwierig, weil an der großen Oberfläche viele Partikel haften bleiben, z.B. durch elektrostatische Aufladungseffekte der Partikel oder der Testapparaturoberfläche.Emptying the apparatus is extremely time consuming and difficult because many particles stick to the large surface, e.g. by electrostatic charging effects of the particles or the test equipment surface.
• Die Methode benötigt sehr viel Probenmaterial.• The method requires a lot of sample material.
• Die Mühle ist schwer zu temperieren, um das Abriebverhalten bei verschiedenen Temperaturen messen zu können .• The mill is difficult to temper to measure the abrasion behavior at different temperatures.
Vereinzelt wurden auch andere Abrieb-Testverfahren für Füllgranulate eingesetzt. Zum Beispiel mittels Rollenbock oder Ringscherzelle. Auch diese Methoden zeigen wesentliche Nachteile. Die Erzeugung von erkennbarem bzw. messbarem Abrieb mittels eines Rollenbocks benötigt sehr lange Zeit. Außerdem ist eine quantitative Überführung des erzeugten Feinanteils aufgrund der hohen Oberfläche und evtl. hoher elektrostatischer Aufladung sehr schwierig bis unmöglich. Das Gerät ist umständlich zu befüllen und zu leeren und schwer zu temperieren, um das Abriebverhalten bei verschiedenen Temperaturen messen zu können.Occasionally, other abrasion test methods for filling granules were used. For example by means of roller block or ring shear cell. These methods also show significant disadvantages. The generation of detectable or measurable abrasion by means of a roller block takes a very long time. In addition, a quantitative transfer of the fines produced due to the high surface area and possibly high electrostatic charge is very difficult to impossible. The device is cumbersome to fill and empty and difficult to temper, to measure the abrasion behavior at different temperatures can.
Die Erzeugung von erkennbarem bzw. messbarem Abrieb mittels Ringscherzelle benötigt ebenfalls eine lange Zeit. Eine quantitative Überführung des Materials nach der Mahlung aus der Apparatur ist schwierig und ebenso ist eine Reinigung der Apparatur schwierig. Die Apparatur lässt sich weiterhin nur schwer temperieren, um das Abriebverhalten bei verschiedenen Temperaturen messen zu können.The generation of detectable or measurable abrasion by means of ring shear cell also takes a long time. A quantitative transfer of the material after grinding from the apparatus is difficult and also a cleaning of the apparatus is difficult. The apparatus is still difficult to temper, in order to measure the abrasion behavior at different temperatures can.
Die Abriebbestimmungsverfahren (DIN 53516) für Kunststoffblöcke und Felle (und damit z.B. für durchgefärbtes Material, wie EPDM oder TPE) werden in der DIN V18035-7:2002-06 beschrieben und sind für Abriebmessungen an beschichtetem Altreifengummigranulat nicht anwendbar.The abrasion determination methods (DIN 53516) for plastic blocks and skins (and thus for, for example, through-dyed material such as EPDM or TPE) are described in DIN V18035-7: 2002-06 and are not applicable to abrasion measurements on coated scrap tire rubber granulate.
Gleiches gilt für den in der DIN ISO 4649 beschriebenen Abriebtest für zylindrische Elastomer-Probekörper, die einer definierten Abriebbelastung mittels eines Schmirgelbogens ausgesetzt werden. Auch dieser Test ist für kleinteilige Granulate nicht anwendbar. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGThe same applies to the abrasion test described in DIN ISO 4649 for cylindrical elastomer specimens which are exposed to a defined abrasion load by means of a sanding sheet. Also, this test is not applicable for small particle size granules. SUMMARY OF THE INVENTION
Es war somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Möglichkeiten zur Schnelltestung der Abriebfestigkeit von Granulaten, insbesondere von Füllmaterialien für Kunstrasen, aufzuzeigen.It was therefore an object of the present invention to show possibilities for rapid testing of the abrasion resistance of granules, in particular filling materials for artificial turf.
Zusätzlich wurde ein Schnelltest zur Ermittlung der Festigkeit und der Haftung von Stoffschichten auf Oberflächen oder in Zwischenschichten von mehrschichtigen Granulaten gewünscht.In addition, a rapid test to determine the strength and adhesion of fabric layers on surfaces or in intermediate layers of multi-layered granules was desired.
Der Test sollte möglichst schnell und möglichst effektiv durchführbar sein, möglichst universell einsetzbar sein und eine möglichst genaue Klassifizierung des Abriebs von verschiedenen Granulaten erlauben. Dabei sollte er sich insbesondere für die Testung ummantelter Gummipartikel eignen .The test should be as fast and as effective as possible, as universally applicable as possible and allow the most accurate classification of the abrasion of various granules. He should be particularly suitable for testing coated rubber particles.
Weiterhin sollte der Schnelltest nach Möglichkeit die folgenden Bedingungen erfüllen:Furthermore, the rapid test should, if possible, meet the following conditions:
• Möglichst preiswerte Bestimmung des Abriebs sowie ggf. weiterer Eigenschaften.• As economical as possible determination of the abrasion and possibly further properties.
• Möglichst schnelle Bestimmung des Abriebs sowie ggf. weiterer Eigenschaften.• As fast as possible determination of the abrasion and possibly further properties.
• Möglichst einfache Handhabung.• As easy as possible.
• Möglichst universelle Einsetzbarkeit, eine ggf. notwendige Testapparatur sollte möglichst leicht transportabel sein und einen möglichst geringen Platzbedarf haben.• As versatile as possible, a possibly necessary test apparatus should be as easy to transport as possible and have the smallest possible space requirement.
• Möglichst geringe nötige Mustermenge. • Sehr empfindlicher Test, der eine möglichst genaue Einschätzung und Klassifizierung des Abriebverhaltens von sehr ähnlichen Materialien zulässt und insbesondere o auch bei sehr ähnlichen aber nicht gleichen Beschichtungen noch eine Unterscheidung von deren• As small as possible sample quantity required. • Very sensitive test, which allows the most accurate estimation and classification of the abrasion behavior of very similar materials, and in particular o a distinction between them even for very similar but not identical coatings
Abriebverhalten zulässt. o eine Unterscheidung von gleichermaßen beschichteten Gummipartikeln oder unbeschichteten Gummipartikeln, aber unterschiedlicher Bewitterung oder Vorbehandlung des Produktes, erlaubt. o eine Unterscheidung von gleichermaßen beschichteten organischen oder anorganischen Körpern oder Polymeren oder von unbeschichteten organischen oder anorganischen Körpern oder Polymeren nach unterschiedlicher Bewitterung oder Vorbehandlung zulässt.Abrasion behavior allows. o a distinction of equally coated rubber particles or uncoated rubber particles, but different weathering or pretreatment of the product allowed. o allows a distinction between equally coated organic or inorganic bodies or polymers or uncoated organic or inorganic bodies or polymers after different weathering or pretreatment.
• Möglichst nicht nur die Messung eines Punktes, also des Abriebs zu einem bestimmten Zeitpunkt, sondern die Messung eines Verlaufes des Abriebs über die Zeit, um das Abriebverhalten von Granulaten, insbesondere von Beschichtungen, Beschichtung/Gummi-Grenzflachen, Gummioberflächen und/oder tieferen Gummischichten bestimmen zu können.• Not only the measurement of a point, ie the abrasion at a certain point in time, but the measurement of a course of abrasion over time, the abrasion behavior of granules, in particular of coatings, coating / rubber interfaces, rubber surfaces and / or deeper rubber layers to be able to determine.
• Möglichst sowohl die Messung eines definierten Punktes• If possible, both the measurement of a defined point
(für schnelle Vergleichszwecke) , als auch die Messung von verschiedenen Punkten einer Kurve (Abrieb über die Zeit) , insbesondere um Erkenntnisse über die Beschichtung, die Anbindung der Beschichtung an der Gummioberfläche und das Gummi-Bulkmaterial, über die Pigmentanbindung in der Beschichtung und/oder über die Beschichtungsdicke oder die Schichtdickenverteilung der Beschichtung zu gewinnen.(for quick comparison purposes), as well as the measurement of different points of a curve (abrasion over time), in particular to insights about the coating, the connection of the coating to the rubber surface and the rubber bulk material, about the pigment bond in the coating and / or to gain over the coating thickness or the layer thickness distribution of the coating.
• Einsetzbarkeit bei möglichst vielen verschiedenen Temperaturen, insbesondere bei höheren Temperaturen, um das Verhalten von Kunstrasen-Füllmaterialien in der obersten Füllmaterialschicht im Sommer zu simulieren, und/oder bei tiefen Temperaturen, um das Verhalten von Kunstrasen-Füllmaterialien in der kalten Jahreszeit (Herbst, Winter) zu simulieren.• Usability with as many different temperatures as possible, especially at higher temperatures to simulate the behavior of artificial turf fillers in the topmost filler layer in summer and / or at low temperatures to simulate the behavior of synthetic turf fillers in the cold season (autumn, winter).
• Möglichst Hinweise auf die Vollständigkeit der Aushärtung der Polymerbeschichtung bei beschichteten Granulaten.• If possible, indicate the completeness of the curing of the polymer coating on coated granules.
Gelöst werden diese sowie weitere Aufgaben, die sich aus den diskutierten Zusammenhängen ergeben, durch dieThese and other tasks resulting from the discussed contexts are solved by the
Bereitstellung eines Schnelltests mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Besonders zweckmäßige Varianten des Schnelltests werden in den rückbezogenen Unteransprüchen beschrieben .Providing a rapid test with all features of claim 1. Particularly useful variants of the rapid test are described in the dependent claims.
Dadurch, dass man einen Test durchführt, bei welchem man i.) ein Granulat mahlt, ii.) das gemahlene Produkt einer Siebanalyse unterzieht und iii.) die Ergebnisse der Siebanalyse mit mindestens einem Referenzwert vergleicht, um den Abrieb desBy: i) grinding a granulate, ii.) Subjecting the milled product to a sieve analysis, and iii. Comparing the results of the sieve analysis with at least one reference value in order to reduce the abrasion of the sieve
Granulats einzuordnen, wobei man das Granulat in einer Schneidmühle mahlt, gelingt es auf nicht ohne Weiteres vorhersehbare Weise, vergleichsweise einfach und schnell die Abriebfestigkeit von Granulaten, insbesondere von Füllmaterialien für Kunstrasen, zu ermitteln. Weiterhin erlaubt der Test Rückschlüsse auf die Festigkeit und die Haftung von Stoffschichten auf Oberflächen oder in Zwischenschichten von mehrschichtigen Granulaten. Der erfindungsgemäße Test ist dabei äußerst schnell, zuverlässig und effektiv, kann universell eingesetzt werden und ermöglicht eine sehr genaue Klassifizierung des Abriebs von verschiedenen Granulaten. Er eignet sich insbesondere für die Testung ummantelter Gummipartikel, welche als Füllmaterialien für Kunstrasen Verwendung finden.To classify granules, wherein the granules are ground in a granulator, it is possible in a manner which is not easily foreseeable to determine comparatively easily and quickly the abrasion resistance of granules, in particular of filling materials for artificial turf. Furthermore, the test allows conclusions on the strength and adhesion of fabric layers on surfaces or in intermediate layers of multilayer granules. The test according to the invention is extremely fast, reliable and effective, can be used universally and allows a very accurate classification of the abrasion of various granules. It is particularly suitable for testing coated rubber particles, which are used as filling materials for artificial turf.
Darüber hinaus ergeben sich durch die Verwendung des Tests zahlreiche weitere Vorteile:In addition, there are many other benefits to using the test:
• Äußerst preiswerte Bestimmung.• Extremely inexpensive determination.
• Sehr schneller Test.• Very fast test.
• Sehr einfache Handhabung.• Very easy to use.
• Universelle Einsetzbarkeit, Durchführung mittels leicht transportabler Geräte möglich, die wenig Platzbedarf benötigen, und daher u. a. direkte Messungen vor Ort erlauben .• Universal applicability, implementation by means of easily transportable devices possible, which require little space, and therefore u. a. allow direct measurements on site.
• Geringe nötige Mustermenge, in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden maximal 20 g Mustermenge pro Test benötigt, wohingegen beim Hardgroove-Test beim Institut ISA-Sport ca. 100 g Mustermenge untersucht werden.• Small amount of sample required, in a preferred embodiment of the present invention, a maximum of 20 g sample amount per test are needed, whereas in the Hardgroove test at the Institute ISA-Sport about 100 g sample quantity are examined.
• Sehr empfindlicher Test, der eine äußerst genaue Einschätzung und Klassifizierung des Abriebverhaltens von sehr ähnlichen Materialien zulässt und insbesondere o auch bei ähnlichen aber nicht gleichen Beschichtungen noch eine Unterscheidung von deren Abriebverhalten zulässt . o eine Unterscheidung von gleichermaßen beschichteten Gummipartikeln oder unbeschichteten Gummipartikeln, aber unterschiedlicher Bewitterung oder Vorbehandlung des Produktes, erlaubt, o eine Unterscheidung von gleichermaßen beschichteten organischen oder anorganischen Körpern oder Polymeren oder von unbeschichteten organischen oder anorganischen Körpern oder Polymeren nach unterschiedlicher Bewitterung oder Vorbehandlung zulässt. • Nicht nur Messung eines Punktes, sondern Messung eines Verlaufes des Abriebs über die Zeit ist möglich, um das Abriebverhalten von Granulaten, insbesondere von• Very sensitive test, which allows a very accurate assessment and classification of the abrasion behavior of very similar materials and in particular o allows a similar distinction between their abrasion behavior even with similar but not identical coatings. o a distinction of equally coated rubber particles or uncoated rubber particles, but different weathering or pretreatment of the product allowed, o allows a distinction of equally coated organic or inorganic bodies or polymers or uncoated organic or inorganic bodies or polymers after different weathering or pretreatment. • Not only measuring a point, but measuring a course of the abrasion over time is possible to the abrasion behavior of granules, in particular of
BeSchichtungen, BeSchichtung/Gummi-Grenzflächen, Gummioberflächen und/oder tieferen Gummischichten bestimmen zu können.Coatings, coating / rubber interfaces, rubber surfaces and / or deeper rubber layers to determine.
• Sowohl die Messung eines definierten Punktes (für schnelle Vergleichszwecke) , als auch die Messung der verschiedenen Punkte einer Kurve (Abrieb über die Zeit) ist möglich, um Erkenntnisse über die Beschichtung, die• Both the measurement of a defined point (for quick comparison purposes), as well as the measurement of the various points of a curve (abrasion over time) is possible to gain insights into the coating, the
Anbindung der Beschichtung an der Gummioberfläche und das Gummi-Bulkmaterial, über die Pigmentanbindung in der Beschichtung und/oder über die Beschichtungsdicke oder die Schichtdickenverteilung der Beschichtung zu gewinnen. • Abriebermittlung bei verschiedenen Temperaturen ist möglich, insbesondere bei höheren Temperaturen, um das Verhalten von Kunstrasen-Füllmaterialien in der obersten Füllmaterialschicht im Sommer zu simulieren, und/oder bei tiefen Temperaturen, um das Verhalten von Kunstrasen- Füllmaterialien in der kalten Jahreszeit (Herbst, Winter) zu simulieren.Bonding of the coating to the rubber surface and the rubber bulk material to win over the pigment bond in the coating and / or on the coating thickness or the coating thickness distribution of the coating. Abrasion at different temperatures is possible, especially at higher temperatures, to simulate the behavior of artificial turf fillers in the topmost filler layer in summer, and / or at low temperatures to reduce the behavior of synthetic turf fillers in the cold season (fall, Winter).
• Durch die Beobachtung von durch den Abriebtest hervorgerufenen Einfärbungen oder Belägen der Mühlenwandung können Rückschlüsse auf die Vollständigkeit der Aushärtung von Polymerschichten oder Schichtsystemen gezogen werden. Dies ist für die Entwicklung von neuen Stoff- oder Lack- oder Beschichtungssystemen, Klebesystemen oder Verbundsystemen oder von Bulkmaterial oder Pellets aus einem oder mehreren Materialien von besonderer Bedeutung. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG• By observing abrasions or deposits of the wall of the mill caused by the abrasion test, conclusions can be drawn about the completeness of the curing of polymer layers or layer systems. This is of particular importance for the development of new fabric or paint or coating systems, adhesive systems or composite systems, or bulk material or pellets of one or more materials. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Der erfindungsgemäße Test dient zur Schnellbestimmung der Abriebfestigkeit von Granulaten, zweckmäßigerweise von anorganischen oder organischen Granulaten, bevorzugt vonThe test according to the invention serves to quickly determine the abrasion resistance of granules, suitably of inorganic or organic granules, preferably of
Kunststoffgranulaten, besonders bevorzugt von beschichteten Kunststoffgranulaten, insbesondere von ummantelten Gummipartikeln, die u. a. als Einstreumaterial oder als lose Elastikschicht für Kunstrasen oder andere Bodenbeläge eingesetzt werden.Plastic granules, particularly preferably of coated plastic granules, in particular of coated rubber particles, the u. a. be used as a bedding material or as a loose elastic layer for artificial turf or other floor coverings.
Die Gummipartikel sind in der Regel unregelmäßig, n-eckig geformt und haben vorzugsweise eine mittlere Größe zwischen 0,4 mm und 4,0 mm. Die maximale Teilchengröße der Partikel ist vorzugsweise kleiner 10 mm, besonders bevorzugt kleiner 7 mm. Die minimale Teilchengröße der Partikel ist vorzugsweise größer 0,1 mm, besonders bevorzugt größer 0,5 mm. Die einzelnen Gummipartikel sind vorzugsweise mit einem 5 μm bis 35 μm dicken Überzug versehen. Der Überzug bildet vorzugsweise eine dauerelastische Ummantelung, die das Auswaschen von Schadstoffen, wie z. B. Zink weitgehend verhindern soll. Außerdem soll durch diese Verkapselung ein für Altgummi typischer Gummigeruch reduziert werden. Weitere Details zu derartigen Kunststoffgranulaten können beispielsweise der europäischen Patentanmeldung EP 1 416 009 Al entnommen werden.The rubber particles are usually irregular, n-shaped and preferably have a mean size between 0.4 mm and 4.0 mm. The maximum particle size of the particles is preferably less than 10 mm, more preferably less than 7 mm. The minimum particle size of the particles is preferably greater than 0.1 mm, more preferably greater than 0.5 mm. The individual rubber particles are preferably provided with a 5 μm to 35 μm thick coating. The coating preferably forms a permanently elastic sheath, the washing out of pollutants such. B. should largely prevent zinc. In addition to be reduced by this encapsulation typical for rubber old rubber odor. Further details of such plastic granules can be found, for example, in European patent application EP 1 416 009 A1.
Der erfindungsgemäße Test ist insbesondere in der Lage, unterschiedliche Beschichtungen gut zu differenzieren. So kann die Güte von farbigen Beschichtungen durch eine mehr oder weniger starke Färbung der Wand der Schneidmühle nach der Durchführung des Abriebtestes beurteilt werden. Der Grad der Färbung der Mühlenwand z.B. ist durch einen visuellen Vergleich mit verschiedenen Vergleichsfärbungen bestimmbar. Alternativ können auch andere geeignete Methoden zur Bestimmung von Anhaftungen an der Mühlenwand nach der Abriebtestdurchführung angewendet werden, um festzustellen, wie weit eine Aushärtung von Schichten fortgeschritten ist, was insbesondere bei farblosen Beschichtungssystemen von Vorteil ist.The test according to the invention is in particular able to differentiate different coatings well. Thus, the quality of colored coatings can be assessed by a more or less strong coloring of the wall of the cutting mill after the abrasion test has been carried out. The degree of coloring of the mill wall, for example, is by a visual comparison with different comparison dyeings determinable. Alternatively, other suitable methods for determining mill wall adhesions after abrasion test performance may be used to determine how far curing of layers has progressed, which is particularly advantageous in colorless coating systems.
Der erfindungsgemäße Test kann ferner auch genutzt werden, um die Anbindung eines Materialverbunds zu beurteilen. Zu diesem Zweck untersucht man vorzugsweise Partikel, die aus dem Materialverbund gewonnen wurden und die vorzugsweise aus dem Materialverbund geschnitten, gestanzt oder gebrochen wurden.The test according to the invention can also be used to assess the connection of a composite material. For this purpose, it is preferable to investigate particles which have been obtained from the composite material and which have preferably been cut, punched or broken from the composite material.
Der erfindungsgemäße Test umfasst folgende Schritte:The test according to the invention comprises the following steps:
A) Mahlen in einer SchneidmühleA) Grinding in a granulator
Durch Mahlen wird zunächst versucht, das Granulat zumindest teilweise zu zerkleinern. Zu diesem Zweck wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Schneidmühle eingesetzt, die üblicherweise aus einem horizontal oder vertikal angeordneten Rotor besteht, der mit Messern bestückt ist, die im Rahmen einer ersten besonders bevorzugtenBy grinding, it is first attempted to at least partially comminute the granules. For this purpose, a cutting mill is used in the context of the present invention, which usually consists of a horizontally or vertically arranged rotor, which is equipped with knives, which in the context of a first particularly preferred
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegen im Gehäuse der Mühle verankerte Messer arbeiten. Eine schematische Skizze einer derartigen Mühle ist in Römpp Lexikon Chemie, Herausgeber: J. Falbe, M. Regitz, 10. Auflage, Georg Thieme Verlage, Stuttgart, New York, 1998, Band: 4, Stichwort:Embodiment of the present invention work against anchored in the mill housing knife. A schematic sketch of such a mill is in Römpp Lexikon Chemie, publisher: J. Falbe, M. Regitz, 10th edition, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Volume: 4, keyword:
„Mühle", Seite 2770 dargestellt. Für weitere Details wird daher auf diese Druckschrift und die genannten Literaturstellen verwiesen. Im Rahmen einer zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Gehäuse der Mühle keine verankerten Messer, so dass das gemahlene Granulat leichter aus dem Gehäuse entnommen werden kann."Mill", page 2770. For further details, reference is therefore made to this document and the cited references. In the context of a second particularly preferred embodiment of the present invention, the housing of the mill does not comprise anchored knives, so that the ground granules can be more easily removed from the housing.
Das Arbeitsprinzip der Schneidmühle ist vorzugsweise cutting / impact .The working principle of the granulator is preferably cutting / impact.
Über die von der Mühle abgegebene Energie kann die Intensität der Mahlung gesteuert werden. Bevorzugt werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Schneidmühlen eingesetzt, die eine Energie der Schneidmühle im Bereich von 10 W bis 400 W, insbesondere im Bereich von 50 W bis 300 W, abgeben.The intensity of the grinding can be controlled via the energy emitted by the mill. Within the scope of the present invention, it is preferable to use granulators which deliver an energy of the granulator in the range from 10 W to 400 W, in particular in the range from 50 W to 300 W.
Die Drehzahl der Schneidmühle liegt vorzugsweise im Bereich von 100/min bis 30000/min, insbesondere im Bereich von 1000 /min bis 25000/min.The rotational speed of the granulator is preferably in the range of 100 / min to 30,000 / min, in particular in the range of 1000 / min to 25000 / min.
Die Umfanggeschwindigkeit der Schneidmühle liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 100 m/s, insbesondere im Bereich von 20 m/s bis 80 m/s.The peripheral speed of the cutting mill is preferably in the range of 10 to 100 m / s, in particular in the range of 20 m / s to 80 m / s.
Die Dimensionierung der Mühle kann grundsätzlich frei gewählt und auf die Erfordernisse des Einzelfalls angepasst werden. Zweckmäßigerweise wird die Mahlkammer der Schneidmühle beim Mahlen zu mindestens 10%, bezogen auf das maximale Nutzvolumen der Schneidmühle, gefüllt.The dimensioning of the mill can basically be chosen freely and adapted to the requirements of the case. Appropriately, the grinding chamber of the cutting mill during milling to at least 10%, based on the maximum useful volume of the granulator filled.
Die Schneidmühle und das Schneidwerkzeug sind vorzugsweise aus einem härteren Material gefertigt als das zu untersuchende Granulat. Besonders bewährt hat sich der Einsatz von Mahlkammern und Schneidmessern aus Edelstahl, insbesondere aus Edelstahl 1.4034.The cutting mill and the cutting tool are preferably made of a harder material than that too investigating granules. The use of grinding chambers and cutting knives made of stainless steel, in particular of stainless steel 1.4034, has proved particularly useful.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das Mahlgut vorzugsweise in der Kammer der Schneidmühle platziert und durch einen Edelstahlschläger innerhalb einer vorgegebenen Belastungszeit („Mahldauer") scherbelastet. Dabei tritt ein gegeneinander Reiben, Zerschlagen und Zerschneiden von Granulaten oder von Schichten auf den Granulaten auf. Durch die massive und komplexe Natur der Scherungen wird eine schnelle Testung der Abriebstabilität von Granulaten insbesondere von beschichteten Kunststoffgranulaten, erreicht. Die Ergebnisse des Tests werden vor allem durch folgende Variablen beeinflusst: o Elastizität der Beschichtung. o Scherfestigkeit der Beschichtung. o Stärke der Anhaftung der Beschichtung am Partikel, o Größe der Partikel. o Größenverteilung der Partikel, o Elastizität der Partikel, o Scherfestigkeit der Partikel.In the context of the present invention, the material to be ground is preferably placed in the chamber of the granulator and sheared by a stainless steel beater within a predetermined loading time ("grinding time"), whereby a rubbing, breaking and cutting of granules or layers occurs on the granules the massive and complex nature of the shears is achieved by rapid testing of the abrasion resistance of granules, especially of coated plastic granules The results of the test are mainly influenced by the following variables: o elasticity of the coating o shear strength of the coating o intensity of adhesion of the coating on the particle, o particle size o particle size distribution, o particle elasticity, o shear strength of the particles.
Auch durch die Dauer des Mahlens werden die Ergebnisse beeinflusst. Bevorzugt werden für die Zwecke der vorliegenden Erfindung Mahldauern im Bereich von 5 Sekunden bis 10 Minuten, insbesondere im Bereich von 5 Sekunden bis 150 Sekunden, gewählt.The duration of milling also influences the results. For the purposes of the present invention, milling times in the range from 5 seconds to 10 minutes, in particular in the range from 5 seconds to 150 seconds, are preferably selected.
Die Einwirkung der Mahlkraft der Schneidmühle kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Es hat sich eine Vorgehensweise besonders bewährt, bei welcher die Mahlkraft während der Mahlung vorzugsweise nicht variiert wird.The action of the grinding power of the granulator can be continuous or discontinuous. It has proven a procedure especially in which the Grinding force is preferably not varied during the grinding.
Bei Bedarf kann die Mahlkammer der Schneidmühle während dem Mahlen temperiert, insbesondere geheizt oder gekühlt, werden, um Erkenntnisse über das Abriebverhalten der Granulate bei anderen Temperaturen zu erlangen. Auch eine sich im Mahlverlauf ändernde Temperierung ist denkbar. Zu diesem Zweck wird vorzugsweise eine geeignete, temperierte Flüssigkeit, wie z.B. Wasser, in die Heiz-/Kühlkammer der Mahlkammer, eingebracht.If necessary, the grinding chamber of the cutting mill can be tempered during the grinding, in particular heated or cooled, to gain knowledge about the abrasion behavior of the granules at other temperatures. Also, a change in tempering tempering is conceivable. For this purpose, it is preferable to use a suitable, tempered liquid, e.g. Water, introduced into the heating / cooling chamber of the grinding chamber.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignete Schneidmühlen sind kommerziell erhältlich. Ganz besonders bewährt hat sich die folgende Mühle: > Analysenmühle : Universalmühle M20, o Hersteller: IKA-Werke GmbH & Co. KG o Arbeitsprinzip: cutting / impact o Drehzahl max . (l/min.) : 20000 o Material Schläger/Messer: Edelstahl 1.4034 o Material Mahlkammer: Edelstahl 1.4301Cutting mills suitable for the purposes of the present invention are commercially available. The following mill has proven particularly successful:> Analytical mill: Universal mill M20, o Manufacturer: IKA-Werke GmbH & Co. KG o Operating principle: cutting / impact o Speed max. (l / min.): 20000 o Material racket / knife: stainless steel 1.4034 o Material grinding chamber: stainless steel 1.4301
B) Siebung der scherbelasteten Granulate Nach dem Mahlen wird die Partikelgrößenverteilung des gemahlenen Produkts durch Siebanalyse ermittelt, wobei vorzugsweise in Anlehnung an die DIN 53 477 (November 1992) vorgegangen wird.B) Screening of the shear-loaded granules After milling, the particle size distribution of the ground product is determined by sieve analysis, the procedure being preferably based on DIN 53 477 (November 1992).
Es werden vorzugsweise runde Analysensiebe (kurz Siebe genannt) eingesetzt, deren Siebrahmen vorzugsweise aus Metall besteht. Die Siebe haben bevorzugt einen Nenndurchmesser von 200 mm. Der Siebdeckel, sämtliche Siebrahmen und die Siebpfanne passen vorzugsweise dichtschließend auf- oder ineinander. Die Siebe sind vorzugsweise mit Metalldrahtgewebe nach DIN ISO 3310 Teil 1 bespannt. In vielen Fällen ist ein Siebsatz von 6 Sieben mit Metalldrahtgewebe (Maschenweite: 63μm, 125μm, 250μm, 500μm, lmm, 2mm) ausreichend. Besonders bevorzugt wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ein Siebsatz verwendet, der ein 500μm Sieb und einen Boden umfasst.Preferably round test sieves (called sieves for short) are used, the screen frame of which preferably consists of metal. The sieves preferably have a nominal diameter of 200 mm. The sieve lid, all sieve frames and sieve pan preferably fit tightly closed or in one another. The sieves are preferably covered with metal wire mesh according to DIN ISO 3310 Part 1. In many cases, a sieve set of 6 sieves with metal wire mesh (mesh size: 63μm, 125μm, 250μm, 500μm, lmm, 2mm) is sufficient. For the purposes of the present invention, it is particularly preferred to use a sieve set comprising a 500 μm sieve and a bottom.
Von mechanischen Siebhilfen, wie Gummiwürfeln, ist wegen der Gefahr der Verfälschung der Ergebnisse und derOf mechanical screening aids, such as rubber dice, is due to the risk of falsification of the results and the
Beschädigung des Siebes mit Metalldrahtgewebe abzuraten.To avoid damaging the sieve with metal wire mesh.
Durch die Auswahl der Plansiebmaschine wird vorzugsweise dafür gesorgt, dass eine dem Siebgut entsprechende Trennung in Kornfraktionen nach 15 Minuten beendet ist. Die Trennung wird vorzugsweise durch eine horizontale, kreisförmige Bewegung des Siebsatzes mit einer Umdrehungsfrequenz von vorzugsweise 300 +- 30 min"1 und einer Amplitude von 15 mm erreicht .By selecting the planing screening machine, it is preferably ensured that a separation into grain fractions corresponding to the screenings is completed after 15 minutes. The separation is preferably achieved by a horizontal, circular movement of the sieve set with a rotational frequency of preferably 300 + - 30 min "1 and an amplitude of 15 mm.
Vorzugsweise wird diskontinuierlich gesiebt, besonders bevorzugt in mehreren Intervallen, ganz besonders bevorzugt in 3 bis 10 Intervallen, insbesondere in 5 Intervallen. Dabei sind die Intervalle vorzugsweise gleich lang und sind zweckmäßigerweise 1 Minute bis 5 Minuten, insbesondere 3 Minuten, lang. Nach jedem Intervall wird die Siebung vorzugsweise unterbrochen und dann wieder neu gestartet. Dies kann eventuell an der Siebmaschine programmiert werden .Preferably, it is sieved batchwise, more preferably at several intervals, most preferably at 3 to 10 intervals, especially at 5 intervals. The intervals are preferably the same length and are expediently 1 minute to 5 minutes, in particular 3 minutes, long. After each interval, the screening is preferably interrupted and then restarted again. This can possibly be programmed on the screening machine.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignete Siebmaschinen sind kommerziell erhältlich. Ganz besonders bewährt hat sich die folgende Siebmaschine: > Siebmaschine: Modell: AS 400 Control o Hersteller: Retsch GmbH o Siebgutbewegung: horizontal kreisend o Drehzahl digital: 50 - 300 min"1 o Intervallbetrieb 1 - 10 min o B x H x T: 540 x 260 x 507 mmSieving machines suitable for the purposes of the present invention are commercially available. The following screening machine has proven particularly successful: > Screening machine: Model: AS 400 Control o Manufacturer: Retsch GmbH o Screening movement: horizontal circling o Speed digital: 50 - 300 min "1 o Interval operation 1 - 10 min o W x H x D: 540 x 260 x 507 mm
C) Wägung der unterschiedenen SiebfraktionenC) Weighing the different sieve fractions
Die Ermittlung der Teilchengrößenverteilung erfolgt auf an sich bekannte Weise durch Auswiegen der Siebe.The determination of the particle size distribution is carried out in a known manner by weighing the sieves.
Das Ergebnis der Siebanalyse wird mit mindestens einem Referenzwert verglichen, um den Abrieb des untersuchten Granulats einzuordnen.The result of the sieve analysis is compared with at least one reference value in order to classify the abrasion of the investigated granulate.
Dabei vergleicht man die ermittelte Korngrößenverteilung des gemahlenen Produkts vorzugsweise mit dem Ergebnis von mindestens einem anderen Granulat, um den Abrieb des untersuchten Granulats im Vergleich zum anderen Granulat einzuordnen .In this case, the determined particle size distribution of the ground product is preferably compared with the result of at least one other granulate in order to classify the attrition of the investigated granulate in comparison to the other granules.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergleicht man die ermittelte Korngrößenverteilung des gemahlenen Produkts mit der Korngrößenverteilung des ungemahlenen Edukts, um den Abrieb des untersuchten Granulats einzuordnen.In the context of a further preferred embodiment of the present invention, the determined particle size distribution of the milled product is compared with the particle size distribution of the unmilled starting material in order to classify the attrition of the investigated granulate.
Im Rahmen einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergleicht man die ermittelte Korngrößenverteilung des gemahlenen Produkts mit mindestens einem vorgegebenen Grenzwert, um den Abrieb des untersuchten Granulats einzuordnen.In the context of a third preferred embodiment of the present invention, the determined particle size distribution of the milled product is compared with at least a predetermined limit in order to classify the abrasion of the investigated granules.
Im Übrigen hat sich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung insbesondere der Anteil von Partikeln kleiner 500 μm als besonders geeignetes Kriterium erwiesen, um den Abrieb der Partikel zu beurteilen.Incidentally, for the purposes of the present invention, in particular the proportion of particles smaller than 500 μm has proven to be a particularly suitable criterion for assessing the attrition of the particles.
D) Optional: Prüfung von Belägen auf den Wänden der MahlkammerD) Optional: Testing of coverings on the walls of the grinding chamber
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Variante der vorliegenden Erfindung werden die Wände nach dem Mahlen hinsichtlich möglicher Beläge geprüft, die durch die Scherbelastung der Granulate in der Schneidmühle hervorgerufen wurden. Durch optischen Vergleich (z.B. mit geeigneten Referenzproben, Referenzen, Referenzskalen) ist es in der Regel möglich, die Festigkeit und die Haftung von Stoffschichten auf Oberflächen oder in Zwischenschichten von mehrschichtigen Granulaten einzuschätzen oder einzustufen.In a particularly preferred variant of the present invention, the walls are tested after grinding for possible deposits, which were caused by the shear stress of the granules in the granulator. By optical comparison (e.g., with appropriate reference samples, references, reference scales), it is usually possible to assess or classify the strength and adhesion of fabric layers on surfaces or in intermediate layers of multi-layered granules.
Nachfolgend wird die Erfindung durch mehrere Beispiele weiter veranschaulicht, ohne dass hierdurch eine Beschränkung des Erfindungsgedankens erfolgen soll. Below, the invention is further illustrated by several examples, without this being intended to limit the inventive concept.
Bei spieleAt games
Es wurden mehrere Proben in gleicher Weise untersucht.Several samples were examined in the same way.
TestvorschriftKit instructions
20g Mahlgut werden in die Kammer der Schneidmühle eingefüllt. Als Analysenmühle wird eine Mühle des Herstellers IKA-Werke GmbH & Co. KG, Modell Universalmühle M20, verwendet. Die Kammer wird durch die entsprechenden Vorrichtungen am Deckel abgeschlossen und das Mahlgut für 110 Sekunden bei Raumtemperatur, mittels 15°C Kühlwassertemperatur und einem Volumenstrom für die Kühlung des Mahlbechers von 500-1000 ml/Minute gemahlen. Das gemahlene Muster wird auf die vorher gewogenen Siebe mittels eines Haarpinsels überführt.20 g of ground material are filled into the chamber of the cutting mill. The analysis mill used is a mill manufactured by IKA-Werke GmbH & Co. KG, model Universal Mill M20. The chamber is closed by the corresponding devices on the lid and the millbase for 110 seconds at room temperature, using 15 ° C cooling water temperature and a flow rate for cooling the grinding bowl of 500-1000 ml / minute ground. The ground pattern is transferred to the previously weighed sieves by means of a hair brush.
Nachdem das gemahlene Muster auf die gewogenen Siebe eines geeigneten Siebstapels mittels eines Haarpinsels überführt wurde, wird die Wandung der Analysenmühle aufAfter the milled pattern has been transferred to the weighed sieves of a suitable sieve stack by means of a hair brush, the wall of the analysis mill is opened
Farbrückstände oder Beläge visuell untersucht. Die Farbrückstände oder Beläge werden mit geeigneten Referenzen verglichen .Paint residue or coating visually inspected. The color residues or coatings are compared with suitable references.
Der mit dem Muster beaufschlagte Siebstapel (z.B. 500 μm und Boden) wird auf eine Retsch Siebmaschine, Modell AS 400 Control gestellt und die Siebe werden mittels der Siebspanneinheit vorsichtig eingespannt. Dadurch wird das Siebsystem geschlossen. Das Muster wird einer Siebanalyse (in Anlehnung an DIN 53477 mit 5 Intervallen ä 3 Minuten) unterzogen . Die einzelnen Siebrückstände werden mittels einer Waage bestimmt .The sieve stack loaded with the sample (eg 500 μm and soil) is placed on a Retsch screening machine, model AS 400 Control, and the sieves are carefully clamped by means of the sieve clamping unit. This closes the screen system. The sample is subjected to a sieve analysis (based on DIN 53477 with 5 intervals of 3 minutes). The individual sieve residues are determined by means of a balance.
Die Ergebnisse werden wie folgt ausgewertet:The results are evaluated as follows:
Siebrückstand (%) = [Siebrückstand (g) - Siebtara (g) 100 / Mustereinwaage (g)Sieve residue (%) = [sieve residue (g) - Siebtara (g) 100 / sample weight (g)
Erzeugter Abrieb (%) = Die Differenz der Partikel < 500 μm zwis gemahlenem und ungemahlenem MusterGenerated Attrition (%) = The difference of particles <500 μm between ground and unground pattern
Tabelle: ErgebnisseTable: Results
CGTR: coated ground tire rubber TPE: thermoplastisches Elastomer EPDM: Ethylenpropylendimer-Copolymer CGTR: coated ground tire rubber TPE: thermoplastic elastomer EPDM: ethylene propylene dimer copolymer

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Schnelltest für die Bestimmung des Abriebs von1. Quick test for determining the abrasion of
Granulaten, bei welchem man i.) ein Granulat mahlt, ii.) das gemahlene Produkt einer Siebanalyse unterzieht und iii.) die Ergebnisse der Siebanalyse mit mindestens einem Referenzwert vergleicht, um den Abrieb des Granulats einzuordnen, dadurch gekennzeichnet, dass man das Granulat in einer Schneidmühle mahlt.I) grinding a granulate, ii) subjecting the ground product to a sieve analysis, and iii) comparing the results of the sieve analysis with at least one reference value in order to classify the attrition of the granules, characterized in that the granules are separated in granules grinds a granulator.
2. Schnelltest nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abgegebene Energie der Schneidmühle im Bereich von 10 W bis 400 W liegt.2. rapid test according to claim 1, characterized in that the energy output of the granulator is in the range of 10 W to 400 W.
3. Schnelltest nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Schneidmühle im Bereich von 100/min bis 30000/min liegt.3. rapid test according to claim 1 or 2, characterized in that the rotational speed of the cutting mill in the range of 100 / min to 30,000 / min.
4. Schnelltest nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfanggeschwindigkeit der Schneidmühle im Bereich von 10 bis 100 m/s liegt.4. rapid test according to at least one of the preceding claims, characterized in that the peripheral speed of the cutting mill in the range of 10 to 100 m / s.
5. Schnelltest nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlkammer der Schneidmühle beim Mahlen zu mindestens 10%, bezogen auf das maximale Nutzvolumen der Schneidmühle, gefüllt wird. 5. rapid test according to at least one of the preceding claims, characterized in that the grinding chamber of the cutting mill during grinding to at least 10%, based on the maximum useful volume of the cutting mill, is filled.
6. Schnelltest nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlkammer und eventuelle Schneidmesser der Mahlkammer aus Edelstahl gefertigt sind.6. rapid test according to at least one of the preceding claims, characterized in that the grinding chamber and any cutting blades of the grinding chamber are made of stainless steel.
7. Schnelltest nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man das Granulat für eine Zeit im Bereich von 5 Sekunden bis 30 Minuten mahlt .7. rapid test according to at least one of the preceding claims, characterized in that grinding the granules for a time in the range of 5 seconds to 30 minutes.
8. Schnelltest nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man Granulate mit einer maximalen Größe kleiner 10 mm untersucht.8. rapid test according to at least one of the preceding claims, characterized in that one examines granules with a maximum size less than 10 mm.
9. Schnelltest nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Mahlkammer während dem Mahlen temperiert.9. Quick test according to at least one of the preceding claims, characterized in that the tempering chamber is tempered during grinding.
10. Schnelltest nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die10. rapid test according to at least one of the preceding claims, characterized in that the
Korngrößenverteilung des gemahlenen Produkts durch diskontinuierliches Sieben ermittelt.Grain size distribution of the ground product determined by discontinuous sieving.
11. Schnelltest nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man den durch die Mahlung erzeugten Abrieb eines Produktes mit dem durch Mahlung erzeugten Abrieb eines anderen Granulates vergleicht, um den Abrieb des untersuchten Granulats im Vergleich zum anderen Granulat einzuordnen. 11. rapid test according to at least one of the preceding claims, characterized in that one compares the abrasion of a product generated by the grinding with the abrasion generated by grinding another granule to classify the abrasion of the investigated granules in comparison to other granules.
12. Schnelltest nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man den Anteil von Partikeln kleiner 500 μm als Kriterium wählt, nach welchem der Abrieb der Partikel beurteilt wird.12. rapid test according to at least one of the preceding claims, characterized in that one selects the proportion of particles smaller than 500 microns as a criterion, after which the abrasion of the particles is assessed.
13. Schnelltest nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man beschichtete Granulate untersucht.13. rapid test according to at least one of the preceding claims, characterized in that coated granules are examined.
14. Schnelltest nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche,14. rapid test according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
man unbeschichtete Granulate untersucht.to examine uncoated granules.
15. Schnelltest nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass man den Test zusätzlich zur Bestimmung der Festigkeit und der Anhaftung von Stoffschichten auf der Oberfläche des Granulats oder in Zwischenschichten von mehrschichtigen Granulaten nutzt.15. rapid test according to claim 13, characterized in that one uses the test in addition to determining the strength and the adhesion of fabric layers on the surface of the granules or in intermediate layers of multi-layer granules.
16. Schnelltest nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man ein16. rapid test according to at least one of the preceding claims, characterized in that one
Kunststoffgranulat untersucht.Plastic granules examined.
17. Schnelltest nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man teilweise oder vollständig ummantelte Gummipartikel untersucht. 17. rapid test according to claim 15, characterized in that examined partially or completely coated rubber particles.
18. Schnelltest nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man gefärbte oder ungefärbte Polymerpartikel untersucht .18. rapid test according to claim 15, characterized in that examined dyed or undyed polymer particles.
19. Schnelltest nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man Partikel untersucht, die aus einem Materialverbund gewonnen wurden. 19. rapid test according to claim 15, characterized in that one investigates particles which were obtained from a composite material.
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