DE1959575A1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung stranggeformter fester Schaeume - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur kontindierlichen nersßellung stranggeformter fester schäume Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung stranggeformter, faster Schäume, bestehend aus flüssigen bis festen hydrophoben Stoffen als disperse Phase und einen verfesbigten, filmbildenden Stoff ais kontinuierliche Phase.
• Zur Herstellung von einem festen Schaum aus bei Raumtemperatur flüssigen bis festen hydrophoben stoffen, z*B. Kohlen 4.
• wasserstoffen und einer verfestigten, filmbildenden Substanz, Z.B. einem Kondensationskunstharz, Polymerisationsprodukt, Zellulosenderivat, Naturstoff oder gemischen davon, sird zunächst eine emulsion aus den hydrophoben Stoff als disperse Phase und der flüssigen oder gelösten, filmbildenden Substanz als kontinuierliehe Phase unter Verwendung einer Rührmaschine gebildet und in Formen abgefüllt, Die kontinuierliche Phase ist dabei durch eine geeignete Zusammensetzung ao eingestellt, daß sie aus einem anfänglichen geschlossenzelligen Flüssiglamellensystem sich in ein weitestgehend geschlossenzellig bleibendes festes Folienlamellensystem umwandelt und so den verteilten hydrophoben Stoff als disperas Phase umschließt.
• Dieser Umwandlungsprozeß vollzieht sich im Verlaufe von einiger Zeit des Stehens der Emulsion in der Form. Erst dann sind die Formlinge aus den Formen entnehmbar, Nach der Entnahme aus den Formen werden die Formlinge in verpeckungsfähige Stiicke geschnitten und verpackt. Die sich dadurch ergebende Arbeitaweise ist umstandlich und gestattet vor allem keinen kontinuierlichen Arbeitsfluß von Emulsionsbildung bis zum Endprodukt, da eine Zwischenlagerung in Formen, ein Entformungsprozeß und ein spanbildendes Zerschneiden der Formlinge in verpackungsfähige stücke notwendig ist.
• Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben.
• Aufgabe der erfindung ist es, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung fester Schäume aus bei Zimmertemperatur flüssigen biu festen hydrophoben Stoffen als disperse Phase und einem verfestigten, filmbildenden Stoff als kontinuterliche Phase unter Verwendung an sich bekannten Durchlaufrührmaschinen zu entwickeln.
• Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung aus an sich bekannten Vorratsbehältern für die flüssigen oder verflüssigten Komponenten, Dosiervorrichtungen, einer Durchlaufrührmeschine mit angeschlossener Extrusionsdüse, einem Strangband mit Teilvorrichtung, das gegebenenfalls mit einer Prägevorrichtung ausgerüstet ist und einem Wärmekanal.
• In einem der mit Rührwerken versehenen Vorratsbehälter, die zweckmäi3ig mit einer Temperiervorrichtung ausgestattet sind, befinden sich die flüssigen oder verflüssigten Komponenten, Z.B. ein Kohlenwasserstofföl mit g@@ngen Zusätzen eines Emulgators und eines verfestigungshilfsmittels und die Lösung eines Kondensationskunstharzes in einem anderen behalter.
• Die nach Bedarf temperierten flüssigen Komponenten werden über Dosierpumpen mit Meßvorrichtungen im vorbestimmten verhältnis zur Durchlaufrührmaschine gefördert, an die eine Extrusionsdüse sngeschlossen ist, aus welcher die kontinuierliche Extrusion der Emulsion erfolgt. Der gebildete Strang wird von einem Strangband abgeführ, auf diesem gegebenenfalls kontinuierlich mit einer Prägung versehen und gleichzeitig 0 geschnitten oder nur geschnitten, erforderlichenfalls unter einem warmluftdurchströmten Erwärmungskanal durchgeführt und schließlich durch ein gegenüber dem Strangband schneller laufendes Abzugsband in Platten getrennt, die entweder direkt verpackt oder einer Weiterverarbeitung zugeführt werden können.
• Als Öle kommen z.3. Benzin, Petroleum, Dieselöl, Spindel, Paraffingatsc oder Gemische davon in betracht. Die Wahl der Milfsstoffe, Emulgator und verfestigungshilfsmittel ist von der verwendeten filmbildenden Substanz abhängig. Wird z,B.
• ein Kondensationskunstharz auf Aminoplastbasis verwendet, so sind anionaktive Emulgatoren als Emulgator und sauer reagierende Stoffe, wie Säuren, als Verfestigungshilfcsitte1 geeignet Es ist auch möglich, Zuschlagstoffe zu verwenden, die als Füllmaterialien dienen oder besondere effekte hervorrufen sollen, so Z.B. Tonmehl, Kaclin oder Reizmehl als Füllstoffe und Sllösliche und/oder wasserlösliche Farbstoffe zum Einfärben der Emulsion.
• Der Verfestigungsvorgang der Emulsion, die mit der erridungsgemäßen Vorrichtung kontinuierlich erzeugt werden kann, durchläuft 4 Zustandsformen: 1. Emulsionsbildung, beide Phasen sind flüssig.
• 2. Die Emulsion befindet sich in einem thirotropieäiiiiljohen Zustand, d.h. sie ist verformbar, behält aber die ihr gegebene Form ohne auseinanderzufließen bei.
• 3. Die kontinuierliche Phase ist gelatiniert.
• 4. Die kontinuierliche Phase ist folienartig fest.
• Die Übergangszeiten zwischen den Zustandsformen und die Bestandszeiten dieser sind dabei unterschiedlich. So ist die 1. Form nur innerhalb der Durchlaufzeit durch die Rührmaschine, also in Sruchteilen von Sekunden gegeben, dann zieht die Emulsion sofort in die 2. b'orm über. Während dieser kann sie beliebig verformt werden, behält aber danach das ihr aufgegebene Profil ohne auseinanderzufließen bei. Die Extrusionsgeschwindigkeit ist mindestens gleich oder höher als die Balin6reschwindi6keit. Die Gelantinierung der kontinuierlichen Phase überträgt das i!;rscheinun£sbild des (i'elzustandes auf die gesamte Emulsion. Der storhergehende thixotrope Zustand wird vorteilhaft kurz behalten, etwa 0,1 bis ' Minuten und kann durch den Kondensationsgrad des Kunstharzes, der Zusammensetzun6 des Kunstharzes, die Temperatur und die Menge des Verfestiguiishilfsmittels beliebig gesteuert werden. Bei unsachgemäßer Arbeitsweise oder ungeeigneten Komponenten wird eine thixotrope Formstabilisierung der Emulsion nicht erreicht.
• Der Übergang vom Gelzustand zum folienartig festen Zustand der kontinuierlichen Phase, in welchem die Emulsion als sprödharter Körper erscheint, dauert am längsten an und wird in Abhängigkeit von den Faktoren, die auch den thixotropen und den gelatinösen zustand beeinflussen, bestimmt. Er kann durch eine nachträgliche Temperaturerhöhung des Stranges beschleunigt werden, was bei kurzen Strangbandlängen vorteilhaft ist.
• Dazu dient der über dew Strangband liegende Wärmekanal, der mit Lüfter, Lufterhitzer, i<in6- und Abluftleitung mit Stellklappen sowie mit Temperaturmessung versehen ist.
• Durch Stellklappen in der Uinluft- und Abluftleitun kann Z.B. aus dem Ümluftstron immer ein Teilstrom nach außen abgezweigt werden, der durch am Ende des Kanals aus dem Raum gesaugte @ Luft ersetzt wird. werden wäßrige Kondensationsktwstharze als filmbildende Stoffe verwendet, so können die Abführung der Feuchtigkeit und der Härtungsprozeß beachtlich vorangetrieban werden, so daß eine direkte Verpackung der Strang stücke ohne weiteres möglich ist.
• als Dosierpumpen sind Sternrad- wie verdrängerpumpen einsetzbar, die einen entsprechenden, der Vorrichtung angepaßten Druck zu erzeugen in der lage sind. Kontinuierlich fördernde Verdrängerpumpen sind z. ss. Zahnrad- und Schraubenpumpen. vorteilhaft sind auch Kolben- und Membranpumpen. Sie erzeugen zwar einen pulsierewnden 3trom, der durch Windkessel so abgeschwächt wer-.-den kann, daß er beim Strang nicht mehr bemerkbar ist. waderseits kann eine gesteuerte Pulsation bei der Strangformung so ausgenutzt werden, daß ein gewellter Strang entsteht.
• Allgemein gilt, daß die Durchsatzgeschwindigkeit der Emulsion durch die Durchlaufrührmaschine und die Extrusionsdüse so auf die Cielatinier;szeit abgestimmt ist, däß die letztere höher als die Verweilzeit in der Durchlaufrührmaschine liegt.
• Die Erfindung soll an nand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung Fig. 1 näher erläutert werden.
• Aus dem Lagerbehälter für Öl 1 gelangt einerseits mit hilfe der Pumpe 2 Öl über Filter 3 zu dem Ölmischbehälter 4. Dieser ist mit Rührwerk, Temperiervorrichtung und Temperaturmessung versehen. Zu einer vorbestimmten Ölmenge werden nach Bedarf über den meßbehälter 5 brmulgator 6 und Verfestigungshilfsmittel 7 zugemischt. Anderseits wird aus dem Lagerbehälter 10, der den filmbildenden Stoff, z. b. ein flüssiges Kunstharz enthält, dieser mittels Pu@pe 11 über Filter 12 zum behälter 13 gefördert. Letzterer ist mit Rührwerk, Temperiervorrichtung und Temperaturmessung ausgestattet. Das fertiggestellte und temperierte Ölgemisch wird nun über Filter 8 der Dosierpumpe 9 zugeführt und von dieser über sine Zulaufleitung mit Druckanzeige 16 und gegebenenfalls Rengenanzeige 17 zur Durchlaufrührmaschine 18 in konstantem Mengenstror gepumpt.
• Das Kunstharz gelangt aus dem Behälter 13 über Filter 14 zur Dosierpumpe 15 die es durch Leitungen mit Druckanzeige 19 und gegebenenfalls Mengenanzeige 20 zur Durchlaufrührmaschine 18 ebenfalls in konstantem Menegenstrom pumpt. In der Durchlaufrührmaschine 18 erfolgt die innige Vermischung der beiden Komponenten miteinander zu einer Emulsion, die zufolge des mit den Dosierpumpen 9 und 15 erzeugten Druckes aus der Sttrusionsdüse 21 gedrückt wird und durch sofortige Stabilisierung den Strang 23 bildet, der sich auf Strangband 22 legt. EiDe Prägung des Stranges im noch nicht gelatinierten Zustand kann mittels Prägevorrichtung 24 geschehen. sin Zerschneiden des Stranges in Stücke oder Tafeln erfolgt dagegen zweckmäßigerweise am Ende des Stranges 23 durch Strangteilvorrichtung 25.
• Die Stücke 27 werden durch das schnell lauf ende Abzugsband 28 auf einen Zwischenraum getrennt und können so zu einer synchron laufenden verpackungsmaschine 29 gelangen. Sie können aber auch auf andere Weise konfektioniert und verpackt werden.
• Der gesamte Verlauf der Verfestigung ist durch die Messung des Druckfestigkeitszuwachses kontrollierbar. So wurden s. n. bei einem festen Schaum aus Dieselöl und einem modifizierten Harnstoff-Formaldehydkunstharz nach 10 Minuten 3 kp/cm², nach 60 Minuten 7 kp/cm2, nach einem Tage 12 kp/cm2 und nach 2 Wochen 2 18 eines Druckfestigkeit gemessen, und zwar ohne die Verwendung eines Wärmekanals. Mit Verwendung eines Wärmekanals betrugen die Druckfestigkeitswerte nach 20 Minuten 10 kp/cm², nach 1 Tage 18 kp/cm² und nach 3 Tagen 21 kp/cm². Zur Herstellung der Emulsion waren je Minute 10 750 Gew.Teile eines Gemisches aus ng ein Gew.-Teilen Dieselöl, als lgator und der 40%igen Lösung eines Alkylsulfonates als Emulgator und 20 Gew.-Teile einer 50%igen snorganischen Säure einerseits und 1 700 Gew.-Teile eines 36%igen e Stra@ @ ile 27 waren bereits n anderseits emulßiert worden. Die Stra@@@ ile 27 waren bereits nach 12 Minuten konfektionierbar und nach 20 minuten verpackungsfähig.
• Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Öl-Lagerbehälter 2 Öl-Pumpe 3 Öl-Filter 4 Ölmischbehälter mit Rührwerk, Temperiervorrichtung und Temperaturmessung 5 Meßbebälter 6 Emulgatorzugabe 7 Verfestigungshilfmittelzugabe 8 Filter für Ölgemisch 9 Dosierpumpe für Ölgemisch 10 Kunstharz-Lagerbehälter 11 Kunstharzpumpe 12 Kunstharz-Filter 13 Kunstharbehälter mit Rührwerk, Temperiervorrichtung und Temperaturmessung 14 Kunstharzfilter 15 Dosierpumpe für Kunstharz 16 Druckanzeige für Ölgemisch 17 Mengenanzeige für Ölgemisch 18 Durchlaufrührmaschine 19 Druckanzeige für Kunstharz 20 Mengenanzeige für Kunstharz 21 Extrusiondüse 22 Strangband 23 Strang 24 Prägevorrichtung 25 Strangteilvorrichtung 26 Wärmekanal mit Lüfter, Lufterhitzer, Ring- und Abluftleitung mit Stellklappen sowie Temperaturmessung 27 Strangteile (Platten, Tafeln) 28 Abzugsband 29 Verpackungsmaschine

Claims (1)

1. Patentanspruch Vorrichtung zur kontinuierlichen nerstellung stranggeformter fester Schäume, bestehend aus flüssigen bis festen rohlenwasserstoffen als disperse Phase und einem verfestigten filmbildenden Stoff als kontinuierliche Phase durch Verfestigung der kontinuierlichen Phase einer flüssig gebildeten Emulsion, dadurch gekennzeichnet, dals an sich bekannte vorratsbehälter k4, 13) mit meßbehälter (5) und Dosierpumpen (9, 15) mit einer Durchlaufrühimaschine (18) sowie Extrusionsdüse (21) und Strangband (22), das sich im Wärmekanal (26) befindet und mit einer Präge- und/oder Strangteilvorrichtung (24, 25) versehen ist, zusammengeschlessen sind, der sich ein Abzugsband (28) anschliet.

   L e e r s e i t e