DE10031986A1 - Verfahren zur Herstellung von Spachtelmasse - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von SpachtelmasseInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spachtelmasse durch Vorvermischen von mindestens einem Pigment und/oder Füllstoff sowie gegebenenfalls einem oder mehreren Additiven durch anschließendes Zumischen eines Füllstoffes und durch Dispergierung der erhaltenen Masse bis zur gewünschten Viskosität, DOLLAR A dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität der Vorvermischung unter 1000 mPaÈs, vorzugsweise unter 300 mPaÈs, bleibt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spachtelmasse durch
Vorvermischen von mindestens einem Bindemittel, mindestens einem Lösemittel,
mindestens einem Pigment und/oder Füllstoff sowie gegebenenfalls einem oder
mehreren Additiven, durch anschließendes Zumischen eines Füllstoffes und durch
Dispergierung der erhaltenen Masse bis zur gewünschten Viskosität.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der EP 0 556 757 A1 bekannt.
Bei diesem Verfahren findet die Vorvermischung der Komponenten in einer
schnell laufenden Rührwerksmühle statt, vorzugsweise in einer geschlossenen
Perl- oder Sandmühle. Das Produkt der Vorvermischung erreicht dabei eine
Viskosität von 11 000 bis 16 000 mPa.s. Das bekannte Verfahren hat jedoch den
Nachteil, dass aufgrund der hohen Viskositätswerte bei der Vorvermischung die
wirtschaftliche Dispergierung mit in der Lackindustrie üblichen Maschinen in der
Praxis kaum möglich ist. Außerdem wird ein zentrales Fertigungsproblem von
Spachteln nicht angegangen: Während Lacke und andere Beschichtungsstoffe in
Chargen von z. B. 10 t, 20 t, 40 t oder auch mehr problemlos hergestellt werden
können, liegt die praktisch realisierte Chargengröße bei Spachtelmassen, die
insbesondere für Industrie- und Kraftfahrzeugbeschichtung eingesetzt werden, seit
Jahrzehnten bei 1 t bis 2 t. Diese arbeitsintensive Kleinfertigung ist bedingt durch
den Einsatz von Dissolvern, die viel Wärme in die reaktiven Spachtelmassen
eintragen. Mit zunehmender Chargengröße wird die Wärmeabführung schwieriger
und damit eine gleichmäßige Dispergierung immer weniger realisierbar. Größere
Chargen wären aber wegen der damit verbundenen geringeren Fertigungskosten
dringend notwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, das Verfahren der eingangs
genannten Art derart zu verbessern, dass es unter praxisnahen Bedingungen
durchführbar ist und zu den Großchargen führt, die zur Senkung der
Produktionskosten anzustreben sind.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die eingangs genannte Mehrzahl der
Rezepturbestandteile vorgemischt wird, wobei die Viskosität der dort erhaltenen
Mischung unter 1000 mPa.s, vorzugsweise unter 300 mPas bleibt. Diese
Vormischung erfolgt vorzugsweise mit den in der Lackindustrie üblichen
Dissolvern oder anderen schnell laufenden Rühraggregaten. Unter einem
Dissolver wird dabei üblicherweise ein schnell laufendes Rührscheibenaggregat
mit typischerweise über 20 m/s Umfangsgeschwindigkeit verstanden.
Nach der Vorvermischung erfolgt das Zumischen eines Füllstoffes oder
Pigmentes, der/das nach dem Dispergieren der erhaltenen Spachtelmasse die
Viskosität des vorvermischten Spachtelmassenanteils von unter 1000 mPa.s auf
das für Ziehspachtel übliche Niveau nach der Dispergierung steigert. Die
Dispergierung der kompletten Spachtelmasse erfolgt dabei vorzugsweise
kontinuierlich.
Die Vormischung wird vorzugsweise über einen "Inline-Mischer", der nach dem
Rotor-/Stator-Prinzip arbeitet, dispergiert und bei Bedarf über ein Reservegefäß
einem Extruder kontinuierlich zugeführt. Dort wird der fehlende Feststoff ebenfalls
kontinuierlich und rezeptgenau zudosiert und dann dispergiert. Da der Extruder als
Schneckenpresse kontinuierlich arbeitet, ist eine kontinuierliche
Großchargenfertigung möglich.
Die Spachtelmasse wird vorzugsweise auf der Basis von ungesättigten Polyestern
hergestellt. Diese haben sich in zunehmendem Maße als Ausgangsprodukte für
die Herstellung von Spachtelmassen, die insbesondere für die Industrielackierung
und Kraftfahrzeuglackierung sowie für die Reparaturlackierung von Kraftfahr
zeugen eingesetzt werden, durchgesetzt.
Neben den ungesättigten Polyestern (Bindemittel) kann die zu Spachtelmasse
führende Vormischung noch Lösemittel wie z. B. Styrol zur Viskositätseinstellung
und Additive wie Metallseifen, Aminen und Stabilisatoren (z. B. Hydrochinon-
Lösungen) zur Reaktivitätsregulierung enthalten. Übliche Feststoffe, die meist
nicht in hohen Konzentrationen in Spachtelmassen eingesetzt werden, sind z. B.
farbgebende Pigmente wie Eisenoxide, Titandioxide oder Ruße und Füllstoffe wie
z. B. Aluminiumsilikat, Kaolin, Siliziumdioxid, Bariumsulfat, feinere Talkumsorten
oder Kreide. Die Art und Menge der Füllstoffe wirkt sich meist vielfältig auf die
Verarbeitbarkeit der ungehärteten Spachtelmasse und die Eigenschaften des
gehärteten Spachtels aus und soll hier nicht weiter erläutert werden. Auch
spezielle Eigenschaften wie z. B. elektrische Leitfähigkeit (durch leitfähige Ruße)
und metallisches Aussehen (durch Metallflakes) sind in der Regel durch geringe
Zusätze der entsprechenden Effektstoffe zu erreichen. Spezielle
Viskositätseigenschaften lassen sich mit geringen Mengen an sehr feinteiligen
Feststoffen und/oder langkettigen organischen Verbindungen einstellen. Die bis
hier beschriebenen Rohstoffe von Spachtelmassen können alle in der
Vormischung eingesetzt werden.
Bei dem nach der Vorvermischung zugemischten Füllstoff handelt es sich
vorzugsweise im wesentlichen um Talkum (Magnesiumsilikat), welches im
Vergleich zu den übrigen Komponenten einen deutlich höheren Ölbedarf hat.
Weitere nach der Vorvermischung einsetzbare Füllstoffe sind zum Beispiel
Aluminiumsilikat, Kaolin (Schiefermehl), Siliziumdioxid und dergleichen. Der Anteil
des Talkums an der Spachtelmasse ist in der Regel im Vergleich zu den sonstigen
Komponenten verhältnismäßig hoch, typischerweise 20-60 Gewichtsprozent. Die
hohe Viskosität der fertigen Spachtelmasse wird vornehmlich durch das Talkum
bewirkt. Daher ist es möglich, in der erfindungsgemäßen Weise die übrigen Teile
der Rezeptur mit Ausnahme des Talkums bei niedriger Viskosität vorzuvermischen
und die Zugabe des Talkums anschließend vorzunehmen. Die jetzt hochviskose
Spachtelmasse kann dann im Extruder kontinuierlich dispergiert werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des oben
genannten Verfahrens, enthaltend mindestens ein Gefäß mit einem schnell
laufenden Rührer, vorzugsweise einem Dissolver, Zudosierungseinrichtungen für
die Zugabe von Bindemitteln, Lösemitteln, Pigmenten und/oder Füllstoffen sowie
gegebenenfalls Additiven zum schnell laufenden Rührer, eine in der Ableitung für
das vorvermischte Produkt aus dem Dissolver angeordnete Dispergiermaschine,
vorzugsweise ein "Inline-Mischer" nach dem Rotor/Stator-Prinzip, sowie eine
abschließende Dispergiermaschine mit einer Zudosiereinrichtung für einen
Füllstoff und/oder ein Pigment. Bei dieser abschließenden Dispergiermaschine
handelt es sich vorzugsweise um einen Extruder, der die kontinuierliche
Dispergierung des stark die Viskosität erhöhenden Füllstoffes/Pigmentes
ermöglicht. Zwischen den beiden Dispergiermaschinen sollte aus praktischen
Gründen ein Vorratsgefäß als Puffer vorgesehen werden, das eine kontinuierliche
Produktion der Spachtelmasse sicherstellt. Statt des Vorratsgefäßes kann auch
mit mehreren Dissolvergefäßen die notwendige Vormischungsreserve für die
kontinuierliche Produktion vorgehalten werden.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figur beispielhaft erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Spachtelmassen,
welche insbesondere zur Verwendung in der Kraftfahrzeug-Reparatur
beschichtung geeignet sind. Die Vorrichtung enthält einen Behälter 4 mit einem
schnell laufenden Rührer, vorzugsweise einem Dissolver. Die Zugabe der
einzelnen Rezepturbestandteile kann, abgesehen von dem
Hauptfüllstoff/Hauptpigment, in sinnvoller Reihenfolge mit den üblichen
Dosiereinrichtungen wie Waage, Zellradschleuse oder ähnlichen Geräten erfolgen.
Nach dem Mischen der Bestandteile der Vormischung, dies ist die Spachtelmasse
ohne Hauptfüllstoff/Hauptpigment, wird die Masse nach Öffnen des Ventils 9 über
eine Ableitung 15 durch einen "Inline-Mischer" 7 nach dem Rotor-/Stator-Prinzip
geleitet. Im Inline-Mischer werden die festen Bestandteile der Vormischung
dispergiert. Die Vormischung hat hier typischerweise eine Viskosität von weniger
als 140 bis 160 mPa.s. Zur besseren Auslastung der gesamten Produktionsanlage
sollte noch wenigstens ein zusätzlicher Behälter 5 zum Einwiegen der Vormischer
mit einem schnell laufenden Rührer, vorzugsweise einem zusätzlichen Dissolver,
und einem Ventil 12 vorgesehen werden. Bei dieser Arbeitsweise sind die Pumpe
10 und das Ventil 11 in der Leitung vom Behälter 4 zum Inline-Mischer 7 nicht
nötig.
Nach dem Dispergieren der Vormischung in dem Inline-Mischer 7 sollte über die
Ableitung 16 die Vormischung in einen Vorratsbehälter 6 gebracht werden. Dieser
Vorratsbehälter ist für die Vorrichtung der Erfindung nicht zwingend notwendig,
erleichtert aber die rezepturgenaue Abstimmung der beiden Materialströme bei
der abschließenden Dispergierung im Extruder 8. Der Vorratsbehälter 6 sollte mit
einem langsam agierenden Mischwerkzeug ausgestattet sein, um ein Separieren
der Vormischungsbestandteile auszuschließen.
Über eine Ableitung 16 direkt aus dem Inline-Mischer 7 oder gegebenenfalls über
eine Ableitung 17 aus dem Vorratsbehälter 6 wird die Vormischung über eine
Dosiereinrichtung 13 dem Extruder 8 kontinuierlich zugeführt. Über eine Zuleitung
3 und eine zweite Dosiereinrichtung 14 wird der Hauptfüllstoff/das Hauptpigment
(die noch fehlende Restkomponente der Spachtelmassenrezeptur) ebenfalls dem
Extruder 8 kontinuierlich und rezepturgenau zugeführt. Der
Hauptfüllstoff/Hauptpigment ist vorzugsweise relativ grobteiliges Talkum.
Geeignete Dosiereinrichtungen 13, 14 können z. B. Pumpen, Zellradschleusen,
Wägevorrichtungen und/oder Schneckenförderer sein.
Im Extruder 8 erfolgt dann die abschließende, kontinuierliche Dispergierung zu
den angestrebten Großchargen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann schon die Herstellung der
Vormischung kontinuierlich erfolgen. Dazu müssen in der Figur das Ventil 11
geschlossen und die Ventile 9 und 10 geöffnet sein. Über eine Zuleitung 1 werden
dem ersten Behälter 4 mit einem ersten schnell laufenden Rührer kontinuierlich
Bindemittel, Lösungsmittel sowie gegebenenfalls zusätzliche flüssige Additive
rezeptgenau zugefügt. Der Flüssigkeitspegel wird wegen der gleichmäßigeren
Verteilung der einzelnen Komponenten konstant gehalten, z. B. auf zwei Drittel
(2/3) des Behältervolumens. Aus dem Behälter 4 wird die Flüssigkeitsmischung
über eine Ableitung mit einer Pumpe 10 dem zweiten Behälter 5 mit einem zweiten
schnell laufenden Rührer, vorzugsweise einem Dissolver, kontinuierlich zugeführt.
Über eine separate Zuleitung 2 wird dem zweiten Behälter 5 ferner kontinuierlich
und in rezeptgenauer Dosierung Feststoff, dass heißt Füllstoffe und/oder
Pigmente, zugeführt. Der Flüssigkeitspegel wird auch im zweiten Behälter 5
konstant gehalten. Die so kontinuierlich erzeugte Vormischung wird über eine
Abteilung 15 dem Inline-Mischer 7 zugeführt und wie oben beschrieben direkt oder
über das Vorratsgefäß 6 der Dosiereinrichtung 13 und dann kontinuierlich dem
Extruder 8 zugeführt.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von Spachtelmasse durch Vorvermischen von
mindestens einem Bindemittel, mindestens einem Lösemittel, mindestens
einem Pigment und/oder Füllstoff sowie gegebenenfalls einem oder
mehreren Additiven, durch anschließendes Zumischen eines Füllstoffes
und/oder Pigmentes und durch Dispergierung der erhaltenen Masse bis
zur gewünschten Viskosität,
dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität der Vorvermischung
unter 1000 mPa.s, vorzugsweise unter 300 mPa.s bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dispergierung der kompletten
Spachtelmasse kontinuierlich erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Spachtelmasse auf der Basis von
ungesättigten Polyestern hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem mindestens der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der zugemischte Füllstoff im wesentlichen
Talkum enthält.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zumischung und abschließende
Dispergierung in einem Extruder (8) erfolgt.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, enthaltend
mindestens einen ersten Behälter (4, 5) mit einem schnell laufenden
Rührer, vorzugsweise einem Dissolver,
Zudosierungseinrichtungen (1, 2) für die Zugabe der benötigten Rohstoffe für die Vormischung in den ersten Behälter, ein in der Ableitung (15, 16, 17) für das vorvermischte Produkt aus dem ersten Behälter (4, 5) angeordnetes, kontinuierlich arbeitendes Dispergieraggregat (7), vorzugsweise einen Inline-Mischer, sowie eine erste Dosiereinrichtung (13) für die Vormischung,
einen Extruder (8), in welchen die Ableitung (15, 16, 17) für das vorvermischte Produkt aus dem ersten Behälter (4, 5) führt, sowie eine zweite Dosiereinrichtung (14) für die Zugabe eines Feststoffes zum Extruder.
Zudosierungseinrichtungen (1, 2) für die Zugabe der benötigten Rohstoffe für die Vormischung in den ersten Behälter, ein in der Ableitung (15, 16, 17) für das vorvermischte Produkt aus dem ersten Behälter (4, 5) angeordnetes, kontinuierlich arbeitendes Dispergieraggregat (7), vorzugsweise einen Inline-Mischer, sowie eine erste Dosiereinrichtung (13) für die Vormischung,
einen Extruder (8), in welchen die Ableitung (15, 16, 17) für das vorvermischte Produkt aus dem ersten Behälter (4, 5) führt, sowie eine zweite Dosiereinrichtung (14) für die Zugabe eines Feststoffes zum Extruder.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abteilung (16) des
kontinuierlichen Dispergieragggregates (7) und der Dosiereinrichtung (13)
für den Zufluß der Vormischung in den Extruder (8) noch ein zusätzliches
Reservegefäß (6) mit einem Mischaggregat angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Zudosierungseinrichtungen
für die kontinuierliche Zugabe von Bindemitteln, Lösemitteln, Pigmenten
und/oder Füllstoffen sowie gegebenenfalls Additiven zu dem mindestens
einem ersten Behälter (4, 5) enthält.
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