DE10302979A1 - Powder containing a plastic except PVC, is formed by spraying a viscous material in a spray unit, to form melt droplets, and then cooling - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines PVC-freien im wesentlichen aus Kunststoff bestehenden Pulvers.The invention relates to a method for the production of a PVC-free essentially made of plastic existing powder.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines PVC-freien im wesentlichen aus Kunststoff bestehenden Pulvers.The invention also relates to a Implementation device the process of making a PVC-free one essentially powder made of plastic.
Zur Pulverisierung von Kunststoffen sind bisher bekannt und werden eingesetzt: Mikrogranulierung und Vermahlen.For pulverizing plastics are known and used so far: microgranulation and Ground.
Die Mikrogranulierung von Kunststoffen hat sich bis zu Partikelgrößen von größer 500 μm bewährt. Bei Partikelgrößen kleiner 500 μm stößt dieses Verfahren an seine Grenzen, bisher ist es trotz vieler Bemühungen nicht gelungen in den Bereich kleiner 300 μm vorzustoßen.Microgranulation of plastics has up to particle sizes of proven larger than 500 μm. at Particle sizes smaller This method encounters 500 μm to its limits, so far it has not succeeded in the Range less than 300 μm to advance.
Das Vermahlen von Kunststoffen ist sowohl bei Raumtemperatur als auch als kryogenes Vermahlen bekannt und hat sich für viele Anwendungen bewährt. Bei weichen Kunststoffen, d.h. beim Einsatz von flüssigem Stickstoff beim Mahlprozess ist jedoch sehr schnell die Wirtschaftlichkeit in Frage gestellt. Darüber hinaus ist die beim Mahlprozess erhältliche Partikelform sehr unregelmäßig, faserig, igelförmig und zerklüftet. Verdüsungsverfahren sind für anorganische, organische und metallische Werkstoff bekannt. Die herkömmlichen Verdüsungsverfahren benötigen allerdings Schmelzen oder Flüssigkeiten mit sehr niedrigen Viskositäten, in der Größenordnung etwa in der Viskosität von Wasser.The grinding of plastics is known both at room temperature and as cryogenic grinding and has opted for proven in many applications. For soft plastics, i.e. when using liquid nitrogen during the grinding process, however, the economy is very quick questioned. About that In addition, the particle shape available during the grinding process is very irregular, fibrous, hedgehog-shaped and rugged. atomization are for known inorganic, organic and metallic material. The usual atomization need however, melts or liquids with very low viscosities, in the order of magnitude in viscosity of water.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglichen, auch Polymere mit hoher und höherer Schmelzeviskosität so zu pulverisieren, dass das Pulver eine im wesentlichen kugelige Partikelform hat und dies bei möglichst geringen Investitionskosten und Produktionskosten.The object of the invention is therefore based on a method and a device places that enable also polymers with higher and higher ones melt viscosity pulverize so that the powder is essentially spherical Has particle shape and this if possible low investment and production costs.
Die Erfindung wird dadurch gelöst, dass in einem an sich bekannten Extruder, wie beispielsweise einem Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder, ein Compound aus einem oder mehreren thermoplastischen Elastomeren (TPE), und/oder einem oder mehreren Thermoplasten und/oder Füllstoffen und/oder Fluiden und/oder Additiven und/oder Farbstoffen hergestellt wird und piastifiziert wird, dass inline mit dem Extruder eine Hochdruckverdüsung verbunden ist, mittels derer im wesentlichen kugelige Schmelzetröpfchen mit einem Durchmesser im wesentlichen im Mikrobereich kleiner 300 Mikrometer (μm) erzeugt werden, dass inline nach der Hochdruckverdüsung in einer Kühleinrichtung die Schmelzetröpfchen soweit abgekühlt werden, dass sie keine Oberflächenklebrigkeit mehr aufweisen und dass das abgekühlte Pulver in einer Pulveraustragseinrichtung weggefördert wird.The invention is achieved in that in an extruder known per se, such as a single screw or twin screw extruder, a compound of one or more thermoplastic elastomers (TPE), and / or one or more Thermoplastics and / or fillers and / or Fluids and / or additives and / or dyes is produced and plastified that high pressure atomization is connected inline with the extruder is, by means of which essentially spherical melt droplets a diameter essentially in the micro range less than 300 micrometers (μm) that inline after high pressure atomization in a cooling device the melt droplets so far cooled be that they have no surface stickiness have more and that the cooled powder is transported away in a powder discharge device.
Bezüglich der Vorrichtung wird die Erfindung dadurch gelöst, dass ein an sich bekannter Extruder, wie beispielsweise ein Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder inline verbunden ist mit einer Hochdruckverdüsung und dass inline nach der Hochdruckverdüsung eine Kühleinrichtung und eine Pulverabscheidungseinrichtung angeordnet ist.Regarding the device solved the invention by that an extruder known per se, such as a single screw or twin screw extruder is connected inline with a high pressure atomizer and that inline after the high pressure atomization a cooling device and a powder separation device is arranged.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous embodiments of the Invention are the dependent claims refer to.
Um Pasten oder Suspensionen mit Pulvern herstellen zu können, die gut fließen, ist bisher das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Pulver einzigartig.To make pastes or suspensions with powders to be able that flow well, has so far been the method and device of the invention manufactured powder unique.
Die mit der Erfindung hergestellten Pulver sind besonders geeignet, um zu Pasten oder Suspensionen weiterverarbeitet zu werden.The manufactured with the invention Powders are particularly suitable for further processing into pastes or suspensions to become.
Die bisher zum Einsatz kommenden Pasten bzw. Suspensionen sind ausschließlich PVC-Plastisole. Verwendet werden zur Zeit je nach gewünschtem Härtegrad des Hohlkörpers Plastisole mit einem Weichmachergehalt von bis zu über 50 %. Das Kernproblem bei der Verwendung der typischen PVC-Weichmacher ist immer die unvermeidliche Migration des Weichmachers über die Zeit und sogar noch verstärkt bei erhöhten Temperaturen.The ones used so far Pastes or suspensions are exclusively PVC plastisols. Are currently being used depending on what you want temper of the hollow body Plastisols with a plasticizer content of up to over 50%. The core problem when using the typical PVC plasticizers is always the inevitable migration of the plasticizer over the Time and even more so at elevated Temperatures.
Anwendung finden solche Pasten bzw. Suspensionen als rotationsgegossene Hohlkörper in den verschiedensten Bereichen, wie z.B. in der Technik als Faltenbälge, Autotürlehnen etc., im Freizeit- oder Sportbereich als Bälle etc., im Consumerbereich als Gartenzwerge oder Figuren allgemein etc., im Hygienebereich, im Spielwarenbereich als Puppen oder Puppenteile, darüberhinaus gibt es Anwendungen als Beschichtungen von Textilien oder Glasgewebe, bei der Planenherstellung, bei der Fußbodenbelagsherstellung, als nterbodenschutz, als Dichtungen, bei der Handschuhherstellung (Tauchen), bei der Förderbandherstellung, in der Verpackungsindustrie, zur Beschichtung von Werkzeuggriffen oder Kleiderbügeln oder Drähten zur Gartenzaunherstellung. In vielen Fällen liegt die Problematik darin, dass die Hohlkörper in engen Kontakt mit dem menschlichen Körper bzw. mit Körperflüssigkeiten kommen. Ist hier Weichmacher an die Oberfläche migriert, wird er vom menschlichen Körper aufgenommen. Um dieser Gesundheitsgefährdung zu begegnen, wurde bereits von der EU ein Verbot beim Einsatz von Kinderspielzeug für Kinder unter drei Jahren ausgesprochen. Weitere Einschränkungen werden diskutiert.Such pastes or Suspensions as rotationally cast hollow bodies in a wide variety Areas such as in technology as bellows, car door backs etc., in leisure or sports area as balls etc., in the consumer area as garden gnomes or figures in general etc., in the hygiene area, in the toy area as dolls or doll parts, Furthermore there are applications as coatings on textiles or glass fabrics, at the production of tarpaulins, in the production of floor coverings, as underbody protection, as seals, in the manufacture of gloves (diving), in the production of conveyor belts, in the packaging industry, for coating tool handles or hangers or wires for garden fence production. In many cases the problem lies in that the hollow body in close contact with the human body or with body fluids come. If plasticizer has migrated to the surface here, it is replaced by human body added. In order to counter this health hazard, the EU bans the use of children's toys for children pronounced under three years. Other restrictions are discussed.
Die Erfindung ermöglicht zudem bei geringen Kosten hohe Produktionsleistungen.The invention also enables low costs high production output.
Die Erfindung ist beispielhaft und nicht eingrenzend in den nachfolgenden Zeichnungen schematisch dargestellt.The invention is exemplary and not restrictive in the following drawings represented mathematically.
Es zeigen:Show it:
Die Schmelze verlässt als Schmelzefilm die Öffnung der Breitschlitzdüse. Die Schmelze hat eine Temperatur von 270 Grad Celsius. Die Öffnung der Breitschlitzdüse hat die Maße 0,5 mm × 10 mm. Durch die Gaszufuhr wird Luft mit 200 Grad Celsius Temperatur und ca. 20 bar in die Vorkammer eingeblasen. Die Maße der Öffnung der rechten und linken Luftzufuhr in die Vorkammer sind jeweils im Querschnitt 20 mm × 10 mm. Die Luft nimmt den Schmelzefilm mit und führt ihn durch die Lavaldüse. Die Lavaldüse hat im kleinsten Querschnitt die Maße 20 mm × 5 mm. Der divergierende und konvergierende Bereich der Lavaldüse wird durch einen von innen nach aussen durchgehenden Radius von 10 mm erreicht. Im engsten Querschnitt der Lavaldüse erreicht die Luft Schallgeschwindigkeit.The melt leaves the opening of the as a melt film Slot die. The melt has a temperature of 270 degrees Celsius. The opening of the slot die has the Dimensions 0.5 mm × 10 mm. The gas supply creates air at a temperature of 200 degrees Celsius and blown into the prechamber at approx. 20 bar. The dimensions of the opening of the right and left air supply to the antechamber are each in cross section 20 mm × 10 mm. The air takes the melt film with it and guides it through the Laval nozzle. The Laval has the dimensions 20 mm × 5 mm in the smallest cross section. The divergent and converging area of the Laval nozzle is marked by an inside out outside radius of 10 mm reached. In the narrowest cross section the Laval nozzle the air reaches the speed of sound.
Durch den Druck und die Geschwindigkeit wird die Schmelze im divergierenden Bereich der Lavaldüse zu Schmelzetröpfchen von einer Größe von ca. 20 bis 50 μm verdüst und zerstäubt. Die Schmelzetröpfchen fallen frei in den Sprühturm und formen sich während des freien Falls durch die Oberflächenspannung zu Kügelchen. Die Kügelchen kühlen beim weiteren Fall soweit ab, dass sie nicht mehr oberflächenklebrig sind und werden am Ende des Sprühturmes vom Pulveraustrag in herkömmlicher Weise dann abtransportiert.Because of the pressure and the speed the melt in the divergent area of the Laval nozzle to melt droplets of a size of approx. 20 to 50 μm atomized and atomized. The melt droplets fall freely into the spray tower and form during in free fall due to the surface tension to beads. The beads cool in the further case so far that it is no longer sticky to the surface are and will be at the end of the spray tower from powder discharge in conventional Way then transported away.
Claims (54)
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