DE69509809T2

DE69509809T2 - Vorrichtung zum Mischen von Leim

Info

Publication number: DE69509809T2
Application number: DE69509809T
Authority: DE
Inventors: Lennart Vesterlund
Original assignee: Casco Products AB
Current assignee: Casco Products AB
Priority date: 1994-01-28
Filing date: 1995-01-12
Publication date: 1999-11-25
Anticipated expiration: 2015-01-13
Also published as: FI115611B; EP0669193B1; LV11293B; SE9400278L; JPH07275682A; SE510862C3; DK0669193T3; NO950270D0; PL306948A1; SE9400278D0; EP0669193A1; CN1111166A; SE510862C2; FI950325A; MY112582A; EE03227B1; JP3630462B2; SK9395A3; CZ289501B6; NO950270L

Description

Vorrichtung zum Mischen von Leim

Die vorliegende Erfindung betrifft einen horizontalen Leimmischer zum kontinuierlichen Mischen und Durchfluß von Mehrkomponentenleim und ein Verfahren zum kontinuierlichen Mischen und Abführen von Mehrkomponentenleim.
Ein Leimmischer und ein Verfahren zum Mischen von Mehrkomponentenleim ist z. B. aus DE-A-28 09 228 bekannt. Insbesondere offenbart dieses Dokument DE-A-28 09 228 einen horizontalen Leimmischer zum kontinuierlichen Mischen und Durchfluß eines Mehrkomponentenleims, der aufweist: eine Mischröhre mit einem Anschlußrohr für einen Leimbestandteil und einem Anschlußrohr für einen Härtungsmittelbestandteil, eine bewegliche Mittelachse mit einem kleineren Durchmesser als dem der Mischröhre, welche sich in der Richtung der Länge der Mischröhre erstreckt, wobei entlang der Achse Mischglieder montiert sind, die dicht an der Innenwand der Mischröhre verlaufen und welche Teil eines spiralförmigen Schraubenförderes sind, wobei die Mischröhre an einem Ende, das der Flußrichtung der Mischung abgewandt ist, geschlossen und an dem entgegengesetzten Abführende offen ist. DE-A- 28 09 228 offenbart ferner ein Verfahren zum kontinuierlichen Mischen und Abführen von Mehrkomponentenleim, wobei die Leim- und die Härtungsmittelbestandteile durch getrennte Anschlußrohre in eine an einem Ende offene Mischröhre in der Nachbarschaft des anderen geschlossenen Endes der Röhre zugeführt werden, wobei die Bestandteile in der Mischröhre mit Hilfe von in der Flußrichtung angeordneten und an einer sich drehenden Mittelachse befestigten Mischgliedern miteinander vermischt werden, wobei die Glieder die Bestandteile homogen miteinander vermischen und die Mischung vorwärts treiben.
Das Mischen von wärmehärtendem Mehrkomponenten- Kunstharzleim, z. B. Resorcinol-Phenolleim, Phenolleim, Harnstoff-Formaldehyd-Kunstharzleim, Polyurethanleim, mit Hilfe eines sogenannten statischen Mischers, d. h. einer Mischröhre ohne sich bewegende Teile, bei der die Bestandteile mit Hilfe von Niederdruckpumpen oder Hochdruckpumpen zu der Mischeinheit gepumpt werden, war vorher bekannt. In jüngster Zeit kam Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Kunstharzleim (MUF- Leim) des öfteren zum Leimen von Holz in Gebrauch, jedoch aufgrund seiner kurzen Topfzeit traten Probleme auf, wenn dieser Leim mittels statischer Mischer gemischt wurde.
Zum Schichtleimen in der Herstellung von Schichtholz ist ein Fluß von 5 - 15 kg pro Minute erforderlich. Wenn statische Mischer verwendet werden, bewirkt dies einen hohen Gegendruck von > 10 bar; daher fallen sie oft aus, was einen Produktionsstillstand bewirkt. Um diese Probleme zu vermeiden, ging man, wenn man statische Mischer verwendete, daher zur Verwendung von Hochdruckpumpen, z. B. Kolbenpumpen, über. Wenn statische Mischer und Hochdruckpumpen verwendet werden, verursacht der hohe Gegendruck Schwierigkeiten bei der Dosierung in bezug auf das jeweils richtige Verhältnis der Leim- und Härtungsmittelbestandteile zueinander.
Ein anderes Problem, das beim Mischen von wärmehärtendem Mehrkomponenten-Kunstharzleim berücksichtigt werden muß, ist die Topfzeit, die zum Beispiel für MUF-Leim etwa 45 Minuten ist. Dies bewirkt auch Schwierigkeiten beim Reinigen des statischen Mischers, der ohne sich bewegende Teile ist und in dem die Leimmischung leicht anhängt, wenn die Mischung anfängt, fest zu werden.
Beim Keilzinkverbinden, das ein anderes verbreitetes Verfahren zum Zusammenleimen von Holzteilen ist, ist ein langsamerer Fluß erforderlich als beim Schichtleimen, nämlich ein Fluß von etwa 0,5 bis 2 kg/Minute.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Vorrichtung zum Mischen von Leim und ein Verfahren zum Mischen eines Mehrkomponentenleims mit einem kontinuierlichen Fluß der Leimmischung zur Verfügung zu stellen, wobei eine hohe Dosierungsgenauigkeit von Leim und Härtungsmittel mit einem kleinen Volumen von fertig gemischtem Leim im eigentlichen Mischersystem geliefert wird.
Die obige Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Leimmischer zum kontinuierlichen Mischen und Durchfluß von Mehrkomponentenleim, wie in Anspruch 1 definiert, und durch ein Verfahren zum kontinuierlichen Mischen und Abführen von Mehrkomponentenleim, wie in Anspruch 6 definiert, gelöst. Spezielle Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Der Fluß der Leimmischung, der zwischen etwa 0,5 und etwa 15 kg/Minute sein kann, wird nur mit Hilfe von Niederdruckpumpen, z. B. zahnradgetriebener Pumpen oder exzentrischer Schraubenpumpen, geliefert. Die Mischung aus Leim- und Härtungsbestandteilen wird mit Hilfe eines beweglichen Mischungsteils in einer Mischröhre erzielt, welche eine Achse aufweist, auf der Mischglieder, z. B. in der Form von Flügeln, gerade in der Richtung des Flusses montiert sind. Die Achse und die zugehörigen Flügel können sich, angetrieben durch einen Motor, mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von etwa 1000 - 2000 Umdrehungen pro Minute drehen. Die Flügel sollten dicht bis an die Innenwand der Mischröhre laufen, geeigneterweise in einem Abstand von 0,1 - 1 mm von der Wand. Es wird bevorzugt, daß die Flügel in der Richtung des Flusses gerade sind, was ermöglicht, daß die Flügel die Leimmischung im wesentlichen nicht in die Flußrichtung vorwärts treiben, auch nicht, wenn die Pumpen angeschaltet werden oder wenn sie in der Aus-Stellung sind. Weil die Flügel sich dicht gegen die Innenwand der Mischröhre drehen, wird eine homogene Mischung aus Leim und Härtungsmittel erzielt.
In den beigefügten Zeichnungen stellt Fig. 1A eine Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Leimmischers dar, der mit einem Extruder verbunden ist, und Fig. 1B stellt eine Querschnittansicht entlang den Linien A-A von Fig. 1A dar, welche eine geeignete Ausführungsform der sich drehenden Mischglieder offenbart.
Mit dem Leimmischer und mit der Verwendung von Niederdruckpumpen mit 1 - 6 bar Gegendruck wird ohne Schwierigkeit ein Fluß von 2 - 15 kg/Minute erzielt, während nur ein kleines Volumen an Leimmischung in der Mischröhre ist.
Geeignete Abmessungen der Röhre für den genannten Fluß sind z. B. eine Länge von 400 mm und ein Innendurchmesser von 38 mm. Andere geeignete Abmessungen sind eine Länge von 200 mm und ein Innendurchmesser von 28 mm. Wenn die Länge der Mischröhre 400 mm ist, ist eine geeignete Anzahl von Mischgliedern acht, wobei jedes Mischglied zwei Paar gerader Flügelpaare in der Richtung des Flusses enthält, siehe Fig. 1B. Der Abstand zwischen den Flügelpaaren vom Einlaßbereich für das Härtungsmittel in der Flußrichtung in der Mischröhre ist geeigneterweise 5 - 15 mm, und eine geeignete Breite für jedes Blatt ist 25 mm. Ein Satz von Flügelpaaren ist geeigneterweise in der Mischröhre in der Flußrichtung vor dem Leimeinlaß und ein Satz von Flügelpaaren in der Flußrichtung vor der Einlaßstelle für das Härtungsmittel positioniert, siehe Fig. 1A. Des weiteren ist es wichtig, daß die Flügel dicht über die Innenwand der Mischröhre streifen und daß sie gerade in der Flußrichtung sind, d. h. daß sie die Leimmischung nicht vorwärts treiben. Die Flügel drehen sich mit der Achse, welche durch einen Motor mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit zwischen 1000 und 2000 Umdrehungen/Minute angetrieben wird. Eine geeignete Umdrehungsgeschwindigkeit ist etwa 1400 Umdrehungen/Minute.
Eine geeignete Ausführungsform für den Einlaß des Härtungsmittels weist das Härtungsmittel auf, das über ein Zuführungsglied 11 an die Mischvorrichtung geliefert wird, welches in Flußrichtung schräg ist und welches das Härtungsmittel so nahe wie möglich an die Achse zuführt und das auf eine derartige Weise schräg ist, daß der Abstand des unteren Rands des Zuführungsglieds von der Achse in der Flußrichtung zunimmt. Dieses Verfahren ermöglicht, daß der Leim das Härtungsmittel in der Flußrichtung mitreißt, und dies verhindert, daß das Härtungsmittel entgegen der Flußrichtung wandert.
Aufgrund der Konstruktion des Leimmischers wird eine wirksame Durchmischung mit niedrigem Gegendruck und hoher Kapazität erzielt. Des weiteren wird der Leimmischer leicht gereinigt, wobei ein normaler Reinigungsvorgang nur so wenig Zeit wie 1 Minute dauern und nur 5 Liter Wasser verwenden kann, was eine große Verbesserung im Vergleich zur Verwendung von statischen Mischern ist, welche schwierig zu reinigen sind.
Mit dem Leimmischer wird Leim mit einer Viskosität zwischen 2000 und 20 000 mPa·s bei einem Fluß von 3 - 15 kg/Minute gemischt.
Der Leimmischer ist besonders geeignet zum Mischen von Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Kunstharzleim (MUF-Leim) mit einer kurzen Topfzeit. Da der Leimmischer nur ein kleines Volumen an Leimmischung aufnimmt, gibt es keine Probleme mit vorzeitigem Härten der Leimmischung in dem Mischer, und die vorbereitete Leimmischung fließt gleichmäßig und mit einem hohen Maß an Dosiergenauigkeit aus dem offenen Ende der Mischröhre heraus.
Der Leimmischer ist auch geeignet zum Mischen von anderen Arten von wärmehärtendem Mehrkomponenten-Kunstharzleim, wie etwa Resorcinol-Phenolleim, Phenolleim, Harnstoff- Formaldehyd-Kunstharzleim, Polyurethanleim und sogenanntem EPI-Leim (Emulsion aus Polymer-Isozyanatleim).
Fig. 1 der Zeichnung stellt einen erfindungsgemäßen Leimmischer dar, in dem Leim 1 und Härtungsmittel 2 jeweils getrennt über getrennte Rohre und mit Hilfe getrennter Niederdruckpumpen 4 und 5 zu einer Mischröhre 3 befördert werden. Eine bewegliche Achse 6, die mit Hilfe eines Antriebsmotors angetrieben wird, läuft durch die Mischröhre 3, wobei auf der Achse 6 Flügelpaare 7 in Flußrichtung gerade montiert sind, welche dicht zur Wand 8 der Mischröhre 3 laufen und mit Hilfe derer die Leim- 1 und die Härtungsmittelbestandteile 2 gründlich gemischt werden. Eine geeignete Ausführungsform der Flügel 7 ist, wie etwa in Fig. 1B dargestellt, als Flügelpaare in der Form von zwei Paaren um den Umfang der Achse 6 herum befestigt. Eine andere mögliche geeignete Ausführungsform der Flügel sind zum Beispiel drei gleichmäßig um den Umfang der Achse verteilte Flügel oder drei gleichmäßig um den gleichen Umfang verteilte Flügelpaare. Die Flügel 7 sind geeigneterweise eben und kompakt in der Drehrichtung, aber es ist auch möglich, sie in der Drehrichtung hohl zu machen. Die Mischröhre 3 ist an einem Ende 9 von der Flußrichtung weg geschlossen und an dem Austrittsende 10 offen und kann zum Beispiel eine Reihe kleiner Öffnungen enthalten, durch welche die Leimmischung z. B. zu einem an der Mischröhre 3 befestigten Extruder fließt.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden der Leim 1 und das Härtungsmittel 2 mit Hilfe von Niederdruckpumpen 4 und 5 an eine Mischröhre 3 geliefert, in welcher sie mit Hilfe des Drucks von den Niederdruckpumpen 4 und 5 vorwärts in die Richtung eines Abführendes 10 der Mischröhre 3, die mit einer Öffnung oder einer Anzahl von Öffnungen versehen ist, befördert werden. Zur gleichen Zeit werden der Leimbestandteil 1 und der Härtungsbestandteil 2 mit Hilfe der Mischglieder 7, bevorzugt um eine bewegliche durch einen Motor angetriebene Achse 6 montierte Flügel, miteinander vermischt, wobei die Flügel sich dicht an der Innenwand 8 der Mischröhre 3 bewegen und mit Zwischenräumen entlang der Flußrichtung der Leimmischung in der Mischröhre 3 angeordnet sind. Wenn sie die Mischröhre 3 verlassen, sind der Leim und das Härtungsmittel homogen miteinander vermischt und werden danach an eine geeignete Leim-Aufstreichvorrichtung, z. B. einen Extruder, eine Vorhangstreichmaschine oder Walzenstreichmaschine, geliefert. Wenn die Niederdruckpumpen 4 und 5 ausgeschaltet werden, hört der Fluß der Leimmischung aus der Mischröhre 3 aufgrund der Kapillarwirkung der kleinen Öffnungen in dem Abführende 10 der Mischröhre 3 sofort auf. Mit Hilfe des genannten Mischverfahrens wird jeweils eine gleichmäßige und genaue Dosierung des Leim- 1 und des Härtungsmittelbestandteils 2 erreicht, so daß ein gleichmäßiges Mischungsverhältnis dieser erzielt wird, wenn die Leimmischung aus der Mischröhre 3 herausfließt.

Claims

1. Horizontaler Leimmischer zum kontinuierlichen Mischen und Durchfluß eines Mehrkomponentenleims, der aufweist: eine Mischröhre (3) mit zwei oder mehr Anschlußrohren (1, 2) für Leimbestandteil(e) und Härtungsmittelbestandteil(e), in den Anschlußrohren (1, 2) angeordnete Niederdruckpumpen (4, 5), eine mittlere bewegliche Achse (6) mit einem beträchtlich kleineren Durchmesser als dem der Mischröhre (3), die sich in der Richtung der Länge der Röhre (3) erstreckt, wobei entlang der Achse Mischglieder (7) in der Form von Flügeln montiert sind, welche in der Richtung des Flusses gerade sind und dicht zur Innenwand (8) der Mischröhre (3) laufen, wobei die Mischröhre (3) an einem Ende (9) von der Flußrichtung der Mischung weg geschlossen und am entgegengesetzten Ende, dem Abführende (10), offen ist.

2. Leimmischer nach Anspruch 1, wobei der Einlaßteil für das Härtungsmittel in die Mischröhre (3) als ein Zuführungsteil (11) ausgeformt ist, das in Flußrichtung schräg ist und durch welches das Härtungsmittel (2) so nahe wie möglich an die Achse (6) zugeführt wird, wobei das Zuführungsteil auf eine derartige Weise schräg ist, daß der Abstand des unteren Rands des genannten Teils von der Achse (6) in der Flußrichtung zunimmt.

3. Leimmischer nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes Mischglied (7) in der Form von zwei gleichmäßig um die Achse (6) verteilten und montierten Flügelpaaren ist.

4. Leimmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Mischglieder (7) in der Form eines Satzes von Flügelpaaren in der Mischröhre (3) in der Flußrichtung vor der Stelle für die Leimzuführung positioniert sind und ein Satz von Flügelpaaren in der Flußrichtung vor der Einlaßstelle für die Härtungsmittelzuführung positioniert ist.

5. Leimmischer nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Mischröhre (3) an dem Abführende (10) mit einer oder einigen kleinen Öffnungen zum Abführen des Leims versehen ist.

6. Verfahren zum kontinuierlichen Mischen und Abführen von Mehrkomponentenleim, wobei die Leim- und Härtungsmittelbestandteile (1, 2) mit Hilfe von Niederdruckpumpen (4, 5) durch getrennte Anschlußrohre in eine an einem Ende (10) offene Mischröhre (3) in der Nähe des anderen geschlossenen Endes (9) der Röhre (3) zugeführt werden, wobei die Bestandteile in der Mischröhre (3) mit Hilfe von in der Flußrichtung angeordneten an einer sich drehenden Mittelachse (6) befestigten Mischgliedern (7) miteinander vermischt werden, wobei die Glieder die Bestandteile homogen miteinander vermischen, diese jedoch im wesentlichen nicht in der Flußrichtung vorwärts treiben, wobei die Leimmischung mit Hilfe des niedrigen Drucks von den Niederdruckpumpen (4, 5), mittels derer die Leim- und Härtungsmittelbestandteile an die Mischröhre (3) geliefert werden, vorwärts in die Auslaßrichtung getrieben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Leimmischung mit einer Fließgeschwindigkeit von 5 bis 15 kg pro Minute zum Beispiel zur Verwendung beim Schichtleimen, wenn Schichtholz hergestellt wird, abgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Leim ein Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Kunstharzleim (MUF-Leim) ist.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Leim aus Resorcinol-Phenolleim, Phenolleim, Harnstoff-Formaldehyd-Kunstharzleim, Polyurethanleim und einer Emulsion aus Polymer-Isozyanatleim (EPI-Leim) ausgewählt wird.