DE1959482A1 - Verfahren zum Zerkleinern von elastischen klebrigen Materialien - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖN WALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 20.11,1969 Fu/Ax

E.I. du Pont de Nemours & Company, Wilmington, Delaware 19898 (V.St.A.).

Verfahren zum Zerkleinern von elastischen klebrigen Materialien.

Die Erfindung betrifft die Zerkleinerung von Materialien, die klebrig und elastisch sind und im feinteiligen Zustand zu Agglomerierung neigen. Die Erfindung ist insbesondere auf Verbesserungen von Granulierverfahren gerichtet, die mit mechanischen Schneidvorrichtungen oder mit Messern arbeitenden Granulatoren durchgeführt werden. Klebrige Materialien haben die Neigung, an den Messern haften zu bleiben und sich daran aufzuschichten. Selbst wenn diese Neigung ausgeschlossen werden kann, agglomeriert das granulierte Material während der Lagerung, insbesondere bei Temperaturen oberhalb von etwa 25⁰C₀

Das Problem des Granulierens von klebrigen Materialien ist nicht neu. In der U_eS_oA_o-Patentschrift 2 245 040 wird festgestellt, daß körniges Polyvinylacetat dazu neigt, zu agglomerieren und klebrig zu werden, wenn es auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes erhitzt wird. Diese Neigung wurde in diesem Fall durch Umhüllen des körnigen Polyvinylacetats mit schmierenden Stoffen von fettiger Natur, die bei Raumtemperatur fest sind, ausgeschaltet«, Leider ist die Anwesenheit solcher fettigen

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Feststoffe bei Elastomeren, insbesondere bei Polychloroprenelastomeren, häufig nachteilig« Ebenso wurde Talkum verwendet, um zu verhindern, daß Polychloroprengranulat während der Lagerung agglomeriert.

Es war ferner allgemein üblich, klebrige Materialien zum Mahlen durch Mischen mit festem Kohlendioxyd (Trockeneis) zu erhärten. Diese Maßnahme ist wirksam und verfälscht oder verunreinigt das Material nicht, jedoch erhöht sie die Kosten des Endprodukts erheblich und wird daher nur als w letzter Ausweg benutzt» Ferner nehmen die gemahlenen Teilchen wieder ihre Neigung zum Zusammenbacken an, sobald das Kohlendioxyd sich verflüchtigt und seine Kühlwirkung auf diese Weise aufgehört hat.

Gemäß der Erfindung wurde nun gefunden, daß klebrige, elastische Materialien, die im feinteiligen Zustand zum Zusammenbacken neigen, z.B. Granulat von Chloroprenpolymeren, durch mechanisches Schneiden granuliert werden können, wenn man 1) während des Granulierens in die Nähe des Schneidvorganges etwa 0,02 bis 0,15 kg Wasser pro kg klebriges Material versprüht, 2) Luft, die eine relative fe Feuchtigkeit von weniger..als 60$ und eine Temperatur von nicht mehr als 2O⁰O hat, in einer solchen Menge mit dem Sprühnebel in Berührung bringt, daß praktisch das gesamte Wasser darin verdampft, und 3) gleichzeitig etwa 0,02 bis 0,10 kg eines Stäubemittels, z.B. Talkum, pro kg klebriges Material in die Nähe des Schneidvorganges bringt»

Das gemäß der Erfindung zerkleinerte Material ist zunächst ' klebrig und elastisch und' neigt zum Zusammenbacken. Es sind diese Materialien, bei denen die speziellen Probleme bestehen, die durch die Erfindung gelöst werden. Sie sind klebrig, d.h. sie verkleben mit den meisten Oberflächen, mit denen sie in Berührung kommen, und bleiben somit auch an den Zerkleinerungsvorrichtungen haften. Sie sind ela-

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stisch, d.h. sie zeigen eine gewisse Rückfederung, wenn sie gereckt oder zusammengedrückt werden. Sie neigen zur Agglomerierung, d.h. auch nach dem Zerkleinern oder Granulieren haften die Teilchen mit einer gewissen Kraft aneinander.

Elastomere Polymere, z.B. natürliche und synthetische Polyisoprene, chlorsulfonierte Polyäthylene, Chloroprenpolymere ("Neoprene")» Styrol-Butadien-Copolymere, Butadien-Acrylnitril-Copolyinere und Terpolymere von Äthylen, Propylen und konjugierten Dienen sind repräsentativ für elastische Materialien, die zumindest unter gewissen Bedingungen Klebrigkeit aufweisen und trotzdem mit Hilfe des hier beschriebenen Verfahren*eerkleinert werden können,

Es ist zu bemerken, daß bei dem neuen Verfahren die klebrigen Materialien durch einen mechanischen Schneid- oder Schervorgang zerkleinert werden. Dieser Vorgang steht im Gegensatz zur Brech- oder Mahlwirkung von Stoßmühlen bzw. Reibmühlen. Er bewirkt die Granulierung des Produkts beispielsweise zu Teilchen einer Siebgröße von 6,4 mm, ist jedoch nicht zur Herstellung eines feinteiligen oder pulverisierten Produkts vorgesehen. Das Ausgangsinaterial kann in Form einer plastischen festen Masse vorliegen, hat jedoch vorzugsweise die Form von Schnitzeln, die beispielsweise 6,4 mm dick, 25,4 mm breit und 38 mm lang sind. Chloroprengolymere sind üblicherweise in Form solcher Schnitzel verfügbar. Das Fertigprodukt, das nach dem Verfahren gemäß der Erfindung zerkleinert worden ist, zeichnet sich dadurch aus, daß es nicht zum erneuten Agglomerieren neigt.

Das beim Verfahren verwendete Wasser wird in Form von Tröpfchen in die ITähe des Schneidvorganges versprüht» Vorteilhaft werden feine Tröpfchen mit einem maximalen Durchmesser von weniger als 1,6 mm erzeugt. Das Wasser wird

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vorzugsweise zerstäubt, indem es entweder unter Druck durch eine Düse gespritzt oder zusammen mit Luft durch eine Zerstäubungsdüse gespritzt wird. Der Wasserstaub wird in die Nähe des Schneidvorganges gerichtet, muß jedoch nicht tatsächlich auf dem klebrigen Material auftreffen, obwohl dies in Kauf genommen werden kann. Das Wasser ist vorzugsweise kühl, d.h. seine Temperatur liegt beispielsweise unter 25⁰C, jedoch wird durch Verdampfungskühlung ein etwaiger entgegengesetzter Effekt, der durch Verwen-' dung von wärmerem Wasser mit einer Temperatur bis beispielsweise 30⁰C eintritt, mehr als ausgeglichen.

■Die verwendete Wassermenge ist entscheidend wichtig und sollte im Bereich von 0,02 bis 0,15 kg, vorzugsweise von 0,04 bis 12 kg pro kg klebriges Material liegen. Mit geringeren Mengen wird keine ausreichende Kühlung erzielt, während mit größeren Mengen die Produkte unerwünscht' naß bleiben und übermäßig große Luftraengen oder eine weitere Trocknung erforderlich sind, wodurch erneute Agglomerierung der Teilchen verursacht wird.

Die Kühlluft kommt mit dem zerstäubten Wasser in der Nähe des Schneidvorganges in Berührung<> Sie kann nebenbei über das klebrige Material, das granuliert wird, streifen, jedoch könnte durch diese Luft allein nur eine geringe Kühlung bewirkt werden. Wie bereits erwähnt, kann ein Teil der Luft als Zerstäubungsmittel für das Wasser zugeführt werden. Die relative Feuchtigkeit der zugeführten Luft ist sehr wichtig. Sie muß weniger als 60$, vorzugsweise weniger als 50$ betragen. Je niedriger sie ist, umso besser ist dies vom Standpunkt der Verdampfungskühlung. Ihre Temperatur darf nicht höher als 20⁰C sein und sollte vorzugsweise unter 18⁰C liegen.

Die verwendete Menge an kühler, nicht feuchter Luft hängt von ihrer tatsächlichen Temperatur und relativen Feuchtig-

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keit ab. Je niedriger diese beiden Werte sind, umso weniger Luft ist erforderlich. Die verwendete Luftmenge muß auf jeden Pail genügen, um praktisch das gesamte Wasser (d.h. wenigstens 90$) im Sprühnebel zu verdampfen. Diese Menge wird natürlich in die Nähe des Schneidvorganges geführt, um das dort vorhandene Wasser zu verdampfen.

Das beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendete Stäubeoder Puderungsmittel ist ein festes, inertes Material in feinteiliger Form. Die Teilchengröße wird vorzugsweise so gewählt, daß das Material ein Sieb einer Maschenweite von 44 ja passiert, und ist gewöhnlich so klein, daß das Mittel eine Oberfläche von mehr als 300 m /g hat. Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd, Diatomeenerde und Talkum mit diesen Eigenschaften sind erhältlich. Alle diese Materialien können verwendet werden, wobei Talkum bevorzugt wird. Das Pudermittel wird mit dem klebrigen Mat.erial gleichzeitig während des Zerstäubens und Verdampfens des Wassers und natürlich während des Schneidens in Berührung gebracht.

Die verwendete Menge des Pudermittels ist ebenfalls entscheidend wichtig. Diese Menge beträgt 0.02 bis 0,10 kg, vorzugsweise 0,04 bis 0,08 kg/kg klebriges Material. Über diese oberen Grenzen hinausgehende Mengen verschlechtern oder verunreinigen das Endprodukt übermäßig. Unter den unteren Grenzen liegende Mengen genügen nicht, um das klebrige Material zu umhüllen, während seine Oberfläche durch das Granulieren größer wird. Das Stäubemittel kann in die Nähe des Schneidvorganges geblasen oder in anderer Weise auf das klebrige Material aufgebracht werden, wobei gleichmäßige Verteilung auf den frischen Schnittflächen der Teilchen des klebrigen Materials anzustreben ist.

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Beispiel

Die Vorrichtung besteht aus einer rundlaufenden Schneidmaschine (Granulator) mit sieben Messern von 127 cm Länge an einem Rotor, der sich mit 614 UpM dreht. Die Vorrichtung ist mit einem abgedeckten Fülltrichter und anderen Teilen versehen, die nachstehend beschrieben .werden. Die Messerkanten beschreiben einen Kreis von 51 cm Durchmesser und schneiden gegen ein einzelnes Untermesser. Der abgedeckte Einfülltrichter für den Granulator ist rechteckig und mit Vorrichtungen zur Zuführung von Talkum mit einer Förderschnecke an einer Seite in der Nähe des Bodens, mit einer Vorrichtung zur Zuführung von Polychloroprenschnitzeln durch eine Klapptür an der gegenüberliegenden Seite, einer runden Öffnung von 30,5 cm Durchmesser für die Zuführung von kühler Luft in der Nähe der Mitte einer der übrigen Seiten und unmittelbar darunter mit vier Eintrittsöffnungen für die Zuführung von zerstäubtem Wasser versehen. Ein übliches Granulatorsieb mit 7,8 mm-Öffnungen ermöglicht die Weiterleitung des mit Talkum umhüllten granulierten Produkts vom Boden des Granulators zusammen mit der Luft, die nunmehr den größten Teil des Wassers in Dampf form enthält,,

Polychloropren, das auf die in Beispiel 1 der U.S.A.-Patentschrift 3 326 824 beschriebene Weise hergestellt worden war, wurde in Form von Schnitzeln einer Größe von etwa 6,4 x 25,4 x 38 mm in einer Menge von 908 kg/Stunde zugeführt. Talkum wurde in einer Menge von 45,4 kg/Stunde zu- ' geführt, und Wasser in einer Menge von 34,07 l/Stunde wurde durch einen Luftstrom von 2,55 "bis 3,4 m /Stunde zerstäubt. Luft, die eine Temperatur von etwa 18°C und eine relative Feuchtigkeit von etwa 60$ hatte, wurde in einer Menge von 1360 m /Stunde zugeführt.

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Das vom Austritt des Granulators kommende granulierte
Polychloropren hatte einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 0,8$ und eine Temperatur von 20 bis 25°C. Es wurde mit Hilfe eines Rüttelförderers, der loses Talkum entfernte, einer Sackfüllmaschine zugeführt und eingesackt. Das Produkt konnte bei einer Temperatur bis 20⁰C in Stapeln von acht übereinanderliegenden Säcken gelagert werden, ohne zusammenzubacken oder zu verkleben.

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Claims (1)

1. P a t *e h t a η sprtlche

   Verfahren zum Zerkleinern klebriger elastischer Materialien durch mechanisches Zerschneiden, dadurch gekennzeichnet, daß 1.) O,02 bis 0,15 kg Wasser/ kg klebriges Material in der Nähe des Schneidevorganges versprüht werden, 2.) Luft, die eine relative Luftfeuchtigkeit von weniger als 6o $ und eine Temperatur von nicht mehr als 2o°C hat in solch einer Menge mit dem versprühten Wasser in Berührung gebracht wird, daß praktisch das gesamte Wässer darin verdampft wird, und 2.) gleichzeit 0,02 bis 0,10 kg feinte il ige s pulverförmiges Stäubemittel/kg klebriges Material mit dem zu zerschneidenden Material in Berührung gebracht Werden»

   2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als klebriges Material Chloroprenpolymere oder chlorsulfoniertes Polyäthylen eingesetzt werden.

   3>. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß als Stäubemittel Talkum eingesetzt wird.

   4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3$ dadurch gekennzeichnet,^^ daß 0,04 bis Ö, 12 kg Wasser/kg Polymeres -is uer Nähe des Schneidevorganges verstäubt werden, Luft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von weniger als 5o % und einer Temperatur von weniger als etwa 18°C und gleichzeitig 0,04 bis D,08 kg Talkum/kg Polymeres ein-, gesetzt werden.

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