Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Gemisches aus Schüttmaterial und Bindemitteln
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines gemiseles aus Schüttmaterial und Bindemitteln, z. B. Aminoplasten oder dergleiehen in dünnflüssiger Phase, zur Weiterverarbeitung zu Presskorpern, wobei alle Teile des Schütt- materials wiederholt in einen das Bindemittel in zerstäubter Form mitführenden Gastrom gebracht und darin durchwirbelt und gleichmässig mit bindemittel besprüht werden, indem das Schüttmaterial in einen Behälter g wird, in welchen der Gasstrom von einer Seite eintritt und in welchem Fördermittel vorgesehen sind, welche das Sehüttmaterial wiederholt in den Gasstrom fördern.
Derart hergestellte Gemische eignen sieh z. B. zur Ilerstellung ebener oder profilierter, fur- nierter oder unfurnierter Platten mit oder olive Alassivholzeinlage, wobei das Gemisch in die gewünschte Form gepresst und während des Pressvorganges das Bindemittel unter Anwendung einer Heizung, wie z. B. einer Hochfrequenzheizung, oder von Heizplatten zur Abbindung gebarcht wird.
Man kann ein pulverförmiges Bindemittel nd/oder Aminoplast in noch dünnfliissigem Zustande zerstäuben. Im letzteren Falle bringt man das gemisch zur Pressung und Erwärmung druch Hochfrequenzheizung oder durch eine Heizung anderer Art, bevor der Aminoplast des Gemisches sich erhärtet.
Bekanntlich sind Aminoplaste, die z. B. durch Mischung von Harnstoff und Form- aldehyd eventuell mit einem Kataluysator, wie z. B. Zinkehlorid, entstehen, in ihrem ersten Stadium dünnflüssig wie Wasser. In diesem dünnflüssigen Zustande ist nur das eine Wasserstoffatom der Aminorgruppen akitv.
Na. ch kürzerer oder längerer Zeit, je nach dem Katalysatorgehalt des Aminoplasts, wird auch das zweite Wasserstoffatom aktiv, und der Aminoplast beginnt sich zu verdicken, um am Ende ganz zu erhärten.
Es wurde nun gefunden, dass durch ausserordentlich geringe Beimischung von Aminoplast zu Schüttmaterila Presskörper ungeahnter Festigkeit und Widerstandsfähig- keit gegen Deformation durch Pressung und Hochfrequenzheizung herstellbar sind, wenn man den Aminoplast in seinem dünnflüssigen Zustande fein zerstäubt und in diesem fein zerstäubten Zustande durch Umwälzen des Sehüttmaterials mit diesem vermischt.
Der Mischvorgang soll nur so kurze Zeit in Anspruch nehmen, dass bei der für beste Abbindung zweckmässigsten Zusammensetzung des Aminoplasts, seit dessen Herstellung genü- gend Zeit übrigbleibt, um das Gemisch in die Presse und unter die Wirkung der Hoch frequenzheizung zu bringen, bevor das zweite Wasserstoffatom der Amingoruppen aktiv wird. Durch die Hochfrequenzheizung kann dann anderseits diese Aktivierung so sehr be sehleunigt werden, dass die Abbindezeit ge genüber den bisherigen Verfahren um ein Vielfaches kürzer ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet nun eine sehr feine Zer stäubung der Bindemittel und eine intensive und homogene Durchmischung des Schütt- materials mit dem Bindemittel in kurzer Zeit.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man durch einen gasdurchlässigen Abschluss des Behälters den Gasstrom im Behälterraume derart umlenkt und verlangsamt, dass alle Bindemittelteilehen aus dem Gasstrom ausfallen können und die Gase mit kleiner Gesehwindigkeit aus dem.
Behälter austreten, derart, dass die aus dem Behälter austretenden Gase keine Bindemittel-oder Schüttmaterialteilchen mitführen können.
Dank dem erfindungsgemässen Verfahren ist man in der Wahl des Schüttmaterials beinahe unbeschräkt. So kann man z. B. ausser zerkleinertem anorganischem oder organisehem Fasermaterial, wie z. B. Sagemehl, Hobelspäne, Torf, Pflanzenhalme oder andere Pfalzenteild (Reising usw.), auch Sand und andere mineralische Stoffe, Abfälle aus der Knopfindustrie, der Gerberei usw., verwenden.
Man kann ausser dem Aminoplast auch noch ein pulverförmiges Bindemittel, z. B. aus Kunstharzen, wie z. B. die Markenpro- dukte Kaurit , Melocol , während der Um- wälzung des Schüttmaterials in letzterem zerstäuben. Dieses Pulver kann trocken oder leicht angefeuchtet sein.
Beiliegende Zeichnung zeigt eine beispiels- weise Ausführungsform des Teils der Vorrichtung, mittels welchem das Gemisch aus Schüttmaterial und Bindemittel in einer ro tierenden Mischtrommel hergestellt wird.
Da. rin ist
Fig. 1 ein Schema. der Mischvorrichtung und der Mischtrommel im Axialschnitt,
Fig. 2 ein Schnitt na, eh der Linie II-II der Fig. 1, und Fig. 3 zeigt einen Auschnitt der Mischtrommel in grösserem Massstab.
Die Mischtrommel 1 ist über die Welle 2 direkt gekuppelt mit einem Reduziergetriebe und einem Motor, deren gemeinsames Gehäuse mit 3 bezeiehnet ist und das auf dem Lagerbock 4 ruht. Auf der der Welle 2 ent gegengesetzten Stirnseite hat die Trommel 1 eine Hohlwel. le 5, die auf einem Gabellager 6 eines Lagerbockes 7 rut. vie Fig. 2 zeigt, bat die aus Holz bestehende Trommel 1 achteckigen Querschnitt. Sie könnte aber auch rund sein. Ihr Deckel 8 ist mittels Scharnieren 9 a. m übrigen Trommelteil angelenkt und wird dureh Verriegelungsmittel 10 in geschlossener Lage gehalten. Der Boden 11 der Trommel 1 ist zwecks ihrer Entleerung aus- ziehbar.
Die beiden Stirnseiten der Trommel bestehen je aus einem Abschlussdeckel 12 mit Austrittsönungen 13 für die Luft. Au. t- spannplatten 14 für je einen Luftfilter 15 (z. B. aus Emballage) haben Durchtritts- offnungen 16 für die druch die Filter 15 von innen nach aussen tretende Luft und sind durch Leisten 17 von den Deckeln 12 im Abstand gehalten. Wie Fig. 1 und 3 zeigen, münden die Öffnungen 16 der Platten 14 je in von zwei Leisten 17 gebildete Räume 18, die keine Öffnung 13 haben. Umgekehrt haben die diesen Räumen benachbarten Räume 19 nur Öffnungen 13, aber keine Öffnungen 16. Benachbarte Räume 18 und 19 sind durch Durchlasse 20 der sie begrenzen- den Leisten 17 verbunden.
Deekel 12, Leisten n 17 und Platten 14 bilden also Schilanen für den Ausnitt der Luft aus der Trommel, was verhindert, dass Teile des Gemisches durch die Filter 15 nach aussen mitgerissen werden.
Längs der Trommel 1 laufen in deren Inne- rem Schikanen 21, die eine gute mechaniche Umwälzung des Schüttmaterials bei Rotation der Trommel gewährleisten.
Durch die Hohlwelle 5 treten zwei Düsen 22 und 23 ins Trommelinnere. Diese Düsen sind an einer Konsole 24 befestigt. Die Düse 22 tritt durch einen an der Konsole 24 befestigren Trichter 25 zur Aufnahme von pul verförmigem Bindemittel. Die Düse 22 hat im Innern des Trichters 21 eine Ansaugöff- nung 26 und ist vermittels einer Leitung 27 mit. Hahn 27a an einem Luftkompressor 28 angeschlossen. Zwischen der Ansaugöffnung 26 und der in die Mischtrommel gerichteten öffnung der Düse 22 befindet sich keine Querschnittsverengung, so dass in diesem Teil der Düse keine Überdrücke auftreten können.
Die Düse 23 ist durch die Leitung 29 mit Ilalin 31 an einen Druckbehälter 30 mit Manometer 32 angeschlossen. Der Druckbehälter 30 steht dureh die Leitung 33 mit dem Luftkompressor in Verbindung.
Das Verfahren kann mit der gezeigten Vorrichtung z. B. wie folgt durchgeführt werden.
Aus Abfallmaterial, z. B. in Form von Sägemehl, soll eine Platte vorgeschriebener (rrösse, z. B. eine Zimmertüre, hergestellt werden. Man bringt durch den geöffneten Deekel 8 so viele Gewichtsteile Sägemehl in die Trommel 1, als für die Platte notwendig ist. Hat dieses Sägemehl z. B. einen Feuch- tigkeitsgehalt von 12 /o, so bringt man in den Triehter 25 pulverförmiges Bindemittel, z.
B. aus einem Kunstharz, dessen Gewicht 2% des Sägemehlgewichtes ausmacht, und in den Druekbehälter 30 eine Aminoplast. menge, deren Gewicht gleichtfalls 2% des Sägemehl- gewichtes beträgt. Diesen Aminoplast hat man unmittelbar vorher z. B. aus 100 Ge wichtsteilen Harnstoff, 100-200 Gewichtsteilen Formaldehyd, 1 Gewicvhtsteil Kataly sator (z. B. Zinkchlorid) und evtl. 3 Ge wichtsteilen Streckmittel in Form von Kartoffelmehl, Roggenmehl, Weizenmehl usw. hergestellt. Die Bestandteile des Aminoplasts wie auch das Streckmittel könnten andere sein und/oder in andern Mengen vorhanden sein.
Nun sehaltet man den Motor ein und lässt die Trommel z. B. mit einer Drehzahl von 35 Umdr./Min. rotieren. Druch diese Rotation wird das Sägemehl mechaniche umgewälzt.
Nachdem auch der Kompressor 28 in Betreib gesetzt wurde, öffnet man die Hähne 31 und 27a, Druch die Pressluft wird der dünnflüs- sige Aminoplast dureh die Diise 23 getrieben und gelant an deren Austritt fein zerstäubt mit Druckluft in die Trommel 1. Das gleiche geschieht mit dem pulverfö. rmigen Bindemit- tel, das durch die Pressluft in der Düse 22 durch die Öffnung 26 angesaugt und am Düsenaustritt fein in die Trommel zerstäubt wird.
Die durch die Düsen 22 und 23 in die Trommel gelangende Pressluft durchwirbelt das Sägemehl, unterstützt also die mechanisehe Umwälzung des letzteren, so dass der fein. zerstäubte Aminoplast und das pulverförmige Bindemittel sich in kurzer Zeit innig mit dem Sägemehl vermischen und infolgedessen Gewähr dafür geboten ist, dass jedes Säge- mehlteilchen mit Aminoplast und Pulver ausreicvhende versehen ist.
Dank der feinen Zerstäubung durch Pressluft kann trotz sehr sparsamem Gebra. ueh von Aminoplast und Pulver und bei geringer Fechtigkeit eine bisher noch nie erreichte Mischung erhalten werden, was eine sehr gleichmässige Festigkeit des Presskörpers ergi. bt. Die Einsparung ge genüber den in bekannten Verfahren verwendeten Mengen Trockenahr kann 200-300% und gegenüber Nassleim noch mehr betragen.
Die Luft tritt wie weiter oben beschrieben durch die Filter 15 und durch die Schikanen der Trommelstirnseiten ins Freie.
Bei einem Trommelinhalt von etwa 20 kg genügt z. B. eine Mischzeit von drei Minute.
Handelt es sich um ein Schüttmaterial von z. B. 15% Feuchtigkeitsgehalt, so verwendet man n z. B. nur 1% Aminoplast und 2% pul verförmiges Bindemittel, bezogen auf Schütt- materialgewicht. Je härter aueh das Pressproduit sein soll und je grösser seine Wasserfestigkeit, um so mehr Pulver und um so weniger Aminoplast wird man verwenden. In vi. elen Fällen wird man n überhaupt nur Aminoplast verwenden. Auch kann man unter Umständen nur r pulverförmiges Bindemittel verwenden.
Nachdem man die Mischung auf obige Weise hergestellt hat, entleert man die Trom mel 1 indem man ihren Boden 11 a. uszieht.
Die Mischung wird, noch bevor das zweite Wasserstoffatom der Aminogruppen aktiv wird, auf bekannte Weise in die nicht darge stellte Presse gebracht, dort gepresst und der
Hochfrequenzheizung ausgesetzt, wodurch das zweite Wasserstoffatom rasch aktiv wird.
Für die Pressung und Abbindung ciner profilierten, furnierten Zimmertüre können z. B. drei Minuten Hoehfrequenzheizung genügen.
Das Produkt kann nach kurzer Zeit (z. B. nach 3 Minuten) aus der Presse genommen und bearbeitet werden. Der gringe Gehalt an Bindemittel schont ausserdem die Bear- beitungswerkzeuge.
Man kann das Schüttmaterial vor der Ein bringung in die Mischtrommel z. B. in einem Troekenkanal oder einer Trockentrommel trocknen und das noch warme Material in die Misehtrommel bringen. Dank der kurzen Misehzeit kühlt sieh das Gemisch nur wenig ab, bevor es in die Presse gebracht wird, so dass es dort z. B. nur noch von 70 auf 100 C anstatt von 10 auf 100 C gebracht werden muss.
Da. die Mischung eine sehr gute ist, muss das Sehüttmaterial nicht, wie bei bekannten Verfahren, entstaubt werden.
Gewisse Abfälle, wie Furnierstüce, Reisig, Späne, Pflanzenhalme usw. bringt man zur Herstellung von Sehüttmaterial in einen Zerreisser oder sonstigen Zerkleinerer und erst von hier in die Mischtrommel.
An Stelle einer rotierenden Trommel könnte man auch einen feststehenden Behäl- ter mit Rührwerk verwenden.
Die Bestandteile des Aminoplasts wie auch das Streckmittel könnten anderer Art und/oder in andern Mengen vorhanden sein -als im oben beschriebenen Beispiel. Acuh kann man dem Aminoplast noeh Wasser zusetzen. Dies alles, wie auch die Beimengung' pulverförmigen Bindemittels kann sich nach den Umständen richten, wie z. B. nach der Art. des Sehüttmaterials, der Feuchtigkeit desselben, der Art und Form des herzustellenden Presskörpers usw.
An Stelle von Hoehfrequenzheizung könnte man auch eine andere Heizung, z. B. eine solehe mit Platten (Dampf, Wasser), ver- wenden.
Method and device for producing a mixture of bulk material and binding agents
The present invention relates to a method for producing a chisel from bulk material and binders, e.g. B. aminoplasts or dergleiehen in a thin liquid phase, for further processing into pressed bodies, whereby all parts of the bulk material are repeatedly brought into a gas stream carrying the binder in atomized form and swirled through and evenly sprayed with binder by placing the bulk material in a container in which the gas flow enters from one side and in which conveying means are provided which convey the bulk material repeatedly into the gas flow.
Mixtures prepared in this way are suitable for B. for the production of flat or profiled, veneered or unfurnished panels with or olive Alassivholzeinlage, whereby the mixture is pressed into the desired shape and during the pressing process the binder using a heater, such. B. a high-frequency heating, or by heating plates for binding.
A powdery binding agent and / or aminoplast can be atomized in a still thin-fluid state. In the latter case, the mixture is pressed and heated by high-frequency heating or by another type of heating before the aminoplast of the mixture hardens.
It is known that aminoplasts, which z. B. by mixing urea and formaldehyde, possibly with a catalyst, such as. B. zinc chloride arise, in their first stage thinly fluid like water. In this thin liquid state only one hydrogen atom of the amino groups is active.
N / A. After a shorter or longer period of time, depending on the catalyst content of the aminoplast, the second hydrogen atom also becomes active and the aminoplast begins to thicken and finally to harden completely.
It has now been found that by adding extremely small amounts of aminoplast to bulk material pressed bodies, unimagined strength and resistance to deformation by pressing and high-frequency heating can be produced if the aminoplast is finely atomized in its thin liquid state and in this finely atomized state by circulating the bulk material mixed with this.
The mixing process should only take such a short time that with the most appropriate composition of the aminoplast for the best setting, there is enough time left since its manufacture to bring the mixture into the press and under the action of the high-frequency heating before the second Hydrogen atom of the amine group becomes active. On the other hand, the high-frequency heating can accelerate this activation to such an extent that the setting time is many times shorter than in previous processes.
The method according to the invention now allows a very fine atomization of the binding agent and an intensive and homogeneous mixing of the bulk material with the binding agent in a short time.
The method according to the invention is characterized in that the gas flow in the container space is deflected and slowed down by a gas-permeable closure of the container in such a way that all binder parts can fall out of the gas flow and the gases with low velocity from the.
Exit container in such a way that the gases emerging from the container cannot entrain any binder or bulk material particles.
Thanks to the process according to the invention, there is almost no limit to the choice of bulk material. So you can z. B. except comminuted inorganic or organic fiber material, such as. B. sawdust, wood shavings, peat, plant stalks or other Pfalzenteild (Reising etc.), also sand and other mineral substances, waste from the button industry, the tannery, etc., use.
In addition to the aminoplast, you can also use a powdery binder, e.g. B. from synthetic resins, such as. B. the branded products Kaurit, Melocol, atomize during the circulation of the bulk material in the latter. This powder can be dry or slightly moistened.
The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of the part of the device by means of which the mixture of bulk material and binding agent is produced in a rotating mixing drum.
There. rin is
1 shows a scheme. the mixing device and the mixing drum in axial section,
FIG. 2 shows a section na, eh of the line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 shows a section of the mixing drum on a larger scale.
The mixing drum 1 is directly coupled via the shaft 2 to a reduction gear and a motor, the common housing of which is denoted by 3 and which rests on the bearing block 4. On the opposite end of the shaft 2, the drum 1 has a Hohlwel. le 5, which on a fork bearing 6 of a bearing block 7 rut. vie Fig. 2 shows the drum 1 made of wood had an octagonal cross-section. But it could also be round. Your cover 8 is by means of hinges 9 a. Articulated in the rest of the drum part and is held in the closed position by locking means 10. The bottom 11 of the drum 1 can be pulled out for the purpose of emptying it.
The two front sides of the drum each consist of a cover 12 with outlet openings 13 for the air. Au. T-clamping plates 14 for one air filter 15 each (for example made of packaging) have passage openings 16 for the air passing through the filters 15 from the inside to the outside and are held at a distance from the covers 12 by strips 17. As FIGS. 1 and 3 show, the openings 16 of the plates 14 each open into spaces 18 formed by two strips 17 which have no opening 13. Conversely, the spaces 19 adjacent to these spaces have only openings 13, but no openings 16. Adjacent spaces 18 and 19 are connected by passages 20 in the strips 17 that border them.
Deekel 12, strips 17 and plates 14 thus form shilanes for cutting the air out of the drum, which prevents parts of the mixture from being carried away by the filter 15 to the outside.
Baffles 21 run along the inside of the drum 1 and ensure good mechanical circulation of the bulk material when the drum rotates.
Two nozzles 22 and 23 pass through the hollow shaft 5 into the interior of the drum. These nozzles are attached to a bracket 24. The nozzle 22 passes through a funnel 25 attached to the console 24 for receiving pulverulent binder. The nozzle 22 has a suction opening 26 inside the funnel 21 and is connected to it by means of a line 27. Tap 27a connected to an air compressor 28. There is no cross-sectional constriction between the suction opening 26 and the opening of the nozzle 22 directed into the mixing drum, so that no excess pressures can occur in this part of the nozzle.
The nozzle 23 is connected through the line 29 with Ilalin 31 to a pressure vessel 30 with a manometer 32. The pressure vessel 30 is connected to the air compressor via the line 33.
The method can be carried out with the device shown, for. B. be carried out as follows.
From waste material, e.g. B. in the form of sawdust, a plate of the prescribed size, e.g. a room door, is to be made. Through the opened cover 8, as many parts by weight of sawdust are brought into the drum 1 as is necessary for the plate. Has this sawdust For example, if the moisture content is 12 / o, then powdery binding agent, e.g.
B. from a synthetic resin, the weight of which makes up 2% of the sawdust weight, and in the pressure container 30 an aminoplast. quantity whose weight is also 2% of the weight of the sawdust. This aminoplast has been z. B. from 100 parts by weight of urea, 100-200 parts by weight of formaldehyde, 1 part by weight of catalyst (z. B. zinc chloride) and possibly 3 parts by weight of extender in the form of potato flour, rye flour, wheat flour, etc. produced. The constituents of the aminoplast, as well as the extender, could be different and / or be present in different amounts.
Now you look at the motor and let the drum z. B. at a speed of 35 rev / min. rotate. Through this rotation, the sawdust is mechanically circulated.
After the compressor 28 has also been put into operation, the taps 31 and 27a are opened, the thin liquid aminoplast is driven through the nozzle 23 by means of the compressed air and is finely atomized with compressed air in the drum 1 at its outlet. The same happens with the powder fö. A binder which is sucked in by the compressed air in the nozzle 22 through the opening 26 and finely atomized into the drum at the nozzle outlet.
The compressed air reaching the drum through the nozzles 22 and 23 whirls through the sawdust, thus supporting the mechanical circulation of the latter, so that the fine. The atomized aminoplast and the powdery binding agent mix intimately with the sawdust in a short time, and as a result, there is a guarantee that each sawdust particle is provided with sufficient aminoplast and powder.
Thanks to the fine atomization by compressed air, despite very economical use. A mixture of aminoplast and powder with a low density can be obtained which has never been achieved before, which results in a very uniform strength of the compact. bt. The savings compared to the quantities of dry glue used in known processes can be 200-300% and even more compared to wet glue.
As described above, the air passes through the filters 15 and through the baffles on the front sides of the drum to the outside.
With a drum capacity of about 20 kg, z. B. a mixing time of three minutes.
Is it a bulk material of z. B. 15% moisture content, then one uses n z. B. only 1% aminoplast and 2% powdery binder, based on the weight of the bulk material. The harder the press product should be and the greater its water resistance, the more powder and the less aminoplast you will use. In vi. In these cases only aminoplast will be used. It is also possible under certain circumstances to use only powdered binder.
After the mixture has been prepared in the above manner, the drum 1 is emptied by its bottom 11 a. moves out.
Before the second hydrogen atom of the amino groups becomes active, the mixture is brought into the press, not shown, in a known manner, where it is pressed and the
Exposed to high frequency heating, which quickly activates the second hydrogen atom.
For the pressing and binding of a profiled, veneered room door, z. B. three minutes high frequency heating are sufficient.
The product can be removed from the press and processed after a short time (e.g. after 3 minutes). The low binder content also protects the processing tools.
You can bring the bulk material into the mixing drum for. B. dry in a drying channel or a drying drum and bring the still warm material into the mixing drum. Thanks to the short mixing time, the mixture cools only a little before it is brought into the press, so that there B. only has to be brought from 70 to 100 C instead of 10 to 100 C.
There. If the mixture is very good, the sehüttmaterial does not have to be dedusted, as is the case with known methods.
Certain waste, such as pieces of veneer, sticks, shavings, plant stalks, etc. is brought into a shredder or other shredder and only from here into the mixing drum.
Instead of a rotating drum, a stationary container with a stirrer could also be used.
The constituents of the aminoplast, as well as the extender, could be of a different type and / or in different amounts than in the example described above. You can also add water to the aminoplast. All of this, as well as the addition of powdered binder, can depend on the circumstances, such as B. according to the type. Of the bulk material, the moisture of the same, the type and shape of the compact to be produced, etc.
Instead of high frequency heating one could also use another heating system, e.g. B. use a brine with plates (steam, water).