Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Mischen, Homogenisieren, Dispergieren und Benetzen von pastösen Stoffen, insbesondere aus granulierten und/oder pulverisierten Farbpigmenten, Bindemitteln und/oder Zusatzstoffen mittels eines Extruders.
Derartige Vorrichtungen sind schon verschiedentlich vorgeschlagen worden (DE-PS 1 227 767, DE-OS 2 340 726 und DE-OS 2 432 860), wobei als Feinmahlvorrichtung stets eine Rührwerksmühle in Betracht gezogen wurde. Nach der Literatur handelt es sich dabei stets um eine einzige Rührwerksmühle, der eine (oder zwei) Förderschnecke(n) zur Zuführung des gesamten Mahlgutes oder eines Teiles davon vorgeschaltet war. Dieser Förderschnecke konnte im Bereich des Einlasstrichters eine kurze Schnecke zum Vormischen beigegeben sein.
In der DE-OS 3 543 190 ist eine weitere Vorrichtung zum kontinuierlichen Dispergieren und Feinmahlen von Feststoffen beschrieben. Einer Feinmahlvorrichtung, insbesonderer einer Rührwerksmühle, wird das zu vermahlende Mahlgut über einen Schneckenapparat zugeführt, der vorzugsweise als ein druckaufbauender Extruder ausgebildet ist. Dieser Schneckenapparat besitzt an seiner Schnecke mindestens eine Dispergierzone mit Dispergierwerkzeugen, sodass vom Schneckenapparat nicht nur die Zulieferung und allenfalls Durchmischung der Bestandteile des Mahlgutes, sondern auch bereits eine Vordispergierung vorgenommen wird.
Ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Pulverlacken ist in der DE 4 101 048 A1 beschrieben. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Pulverlacken, bei denen die einzelnen Komponenten mittels eines Extruders homogenisiert und dispergiert werden, die Schmelze direkt nach dem Verlassen des Extruders abgekühlt und das erhaltene Produkt zerkleinert wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Bindemittel- und die Härterkomponente mittels eines kontinuierlich arbeitenden Mischers entsprechend ihres Mi schungsverhältnis in dem Pulverlack vorgemischt werden, diese Vormischung dem Extruder kontinuierlich zugeführt und in dem Extruder aufgeschmolzen wird.
Die Pigmente, Füllstoffe und gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe werden entsprechend zu ihrem Mischungsverhältnis in dem Pulverlack separat vorgemischt, und die so erhaltene Vormischung dem Extruder kontinuierlich am Ende der Schmelzzone oder in der anschliessenden Homogenisier- bzw. Dispergierzone zudosiert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Dispergieren von pulverförmigen Stoffen vorzuschlagen, bei dem lediglich ein Extruder erforderlich ist, d.h. auf einen Mischer, einer Rührwerkskugelmühle bzw. ein Walzwerk verzichtet werden kann.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die pulverförmigen Stoffe, die Bindemittel und/oder die Zusatzstoffe ungemischt in den Extruder eindosiert werden, dass die Stoffkomponenten im Extruder gemischt, homogenisiert, dispergiert und benetzt werden und das fertige Endprodukt, insbesondere die verarbeitungsfertige Farbe, den Extruder verlässt.
Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von beispielsweise Offsetdruckfarben stehen aus verschiedenen Maschinenkomponenten, wie z.B. Mischer, Rührwerkskugelmühlen oder Walzwerke.
Die vorliegende Erfindung schlägt nunmehr ein Verfahren zur Herstellung von beispielsweise Farben vor, bei dem man zur Dispersion der Pigmente auf alle o.g. Maschinenkomponenten verzichten kann. Es ist möglich, mithilfe eines an sich bekannten Extruders die Farbe mittels einer geeigneten Eindosierung von Pigment-, Bindemittel und/oder den Zusatzstoffen in den Extruder und der sich darin anschliessenden Mischung, Homogenisierung, Dispersion und Benetzung, fertige Farbe herzustellen. Für den Erfolg des Verfahrens kommt es insbesondere auf die spezielle Eindosierung, das Mengenverhältnis der einzelnen Stoffkomponenten und eine spezielle Schneckenkonfiguration an. Die verschiedenen, besonders vorteilhaften ausgestalteten Verfahrensschritte ergeben sich aus den Ansprüchen und Beispielen.
Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Prozentangaben beziehen sich auf das innere, mit Stoffen füllbare Extrudervolumen.
Durch Nachschalten einer weiteren Dosierung für die Dosierung von Sonderkomponenten innerhalb des Extruders und/oder ausserhalb mittels eines statischen Mischers kann ein verpackungsfähiges Endprodukt gefertigt werden.
Beispiel 1
60% Farbpigment, 20% zähes Bindemittel, 10% benetzendes Bindemittel, 5% öliges Bindemittel und 5% Zusatzstoffe.
Die Stoffe werden ohne Vormischung in den Extruder mit dem entsprechenden Mischungsverhältnis in eine \ffnung zu Beginn eindosiert. Das fertige Produkt verlässt den Extruder.
Beispiel 2
Dieselbe Zusammensetzung wie in Beispiel 1.
Die Stoffe werden in beliebiger Reihenfolge an verschiedenen Stellen des Extruders eindosiert, wobei die Dosierung der einzelnen Komponenten aufgeteilt sein kann, d.h. beispielsweise 10% des Farbpigmentes wird im ersten Drittel eindosiert und 30% in der Mitte und der Rest im letzten Drittel des Extruders. Diese Aufteilung der Dosierung gilt selbstverständlich auch für die anderen Stoffe, wie Bindemittel oder Zusatzstoffe. Ebenso kann die Reihenfolge der verschiedenen Stoffe und Mengenzugaben in allen denkbar geeigneten Möglichkeiten erfolgen.
Beispiel 3
40% Farbpigment, 30% zähes Bindemittel, 15% benetzendes Bindemittel, 15% öliges Bindemittel.
In einer ersten Dosierung im ersten Drittel des Extruders wird das benetzende Bindemittel eingegeben. Es schliesst sich die Dosierung des Farbpigmentes mit den zähen Bindemittel an. Im letzten Drittel des Extruders erfolgt die Eindosierung des öligen Bindemittels und der Zusatzstoffe.
Beispiel 4
70% Farbpigment, 25% zähes und benetzendes, vorgemischtes Bindemittel, 5% öliges Bindemittel.
Zunächst wird 15% zähes Bindemittel mit 10% benetzendem Bindemittel vorgemischt. Das vorgemischte Bindemittel und das Pigment wird in den Extruder eingegeben - gemeinsam oder örtlich hintereinander. Im letzten Drittel wird das ölige Bindemittel zugegeben,
Beispiel 5
Zusammensetzung wie in Beispiel 4.
Vor der Eingabe des vorgemischten Bindemittels aus zäher und benetzender Komponente wird das Bindemittel zur kurzzeitigen Erniedrigung der Zähigkeit vorgewärmt.
The invention relates to a process for the continuous mixing, homogenizing, dispersing and wetting of pasty substances, in particular from granulated and / or powdered color pigments, binders and / or additives, by means of an extruder.
Devices of this type have already been proposed on several occasions (DE-PS 1 227 767, DE-OS 2 340 726 and DE-OS 2 432 860), an agitator mill always being considered as the fine grinding device. According to the literature, this is always a single agitator mill, which was preceded by one (or two) screw conveyor (s) for feeding all or part of the ground material. A short screw for premixing could be added to this feed screw in the area of the inlet funnel.
DE-OS 3 543 190 describes a further device for the continuous dispersing and fine grinding of solids. The ground material to be ground is fed to a fine grinding device, in particular an agitator mill, via a screw apparatus, which is preferably designed as a pressure-building extruder. This screw device has at least one dispersion zone with dispersing tools on its screw, so that the screw device not only delivers and, if necessary, mixes the constituents of the ground material, but also predisperses.
A process for the continuous production of powder coatings is described in DE 4 101 048 A1. The present invention relates to a process for the continuous production of powder coatings, in which the individual components are homogenized and dispersed by means of an extruder, the melt is cooled immediately after leaving the extruder and the product obtained is comminuted. The process is characterized in that the binder and hardener components are premixed in the powder coating according to their mixing ratio by means of a continuously operating mixer, this premix is fed continuously to the extruder and melted in the extruder.
The pigments, fillers and optionally other auxiliaries and additives are premixed separately in the powder coating according to their mixing ratio, and the premix thus obtained is metered continuously into the extruder at the end of the melting zone or in the subsequent homogenizing or dispersing zone.
The invention is based on the object of proposing a process for dispersing powdery substances in which only one extruder is required, i.e. a mixer, an agitator ball mill or a rolling mill can be dispensed with.
According to the invention, the object is achieved in that the pulverulent substances, the binders and / or the additives are metered into the extruder unmixed, that the substance components are mixed, homogenized, dispersed and wetted in the extruder and the finished end product, in particular the ready-to-use color, is added Extruder leaves.
The previously known methods for producing, for example, offset printing inks consist of various machine components, such as Mixers, agitator ball mills or rolling mills.
The present invention now proposes a process for the production of, for example, paints, in which the pigment is dispersed onto all of the above Machine components can be dispensed with. It is possible, using an extruder known per se, to produce the color by means of a suitable metering in of pigment, binder and / or the additives into the extruder and the subsequent mixture, homogenization, dispersion and wetting. The success of the process depends in particular on the special metering, the quantitative ratio of the individual material components and a special screw configuration. The various, particularly advantageous process steps result from the claims and examples.
The invention is now explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. The percentages relate to the inner extruder volume that can be filled with substances.
By adding a further dosing for the dosing of special components inside the extruder and / or outside using a static mixer, a packable end product can be manufactured.
example 1
60% color pigment, 20% tough binder, 10% wetting binder, 5% oily binder and 5% additives.
Without premixing, the substances are metered into the opening at the beginning with the appropriate mixing ratio. The finished product leaves the extruder.
Example 2
The same composition as in Example 1.
The substances are metered in at any point in the extruder in any order, whereby the metering of the individual components can be divided, i.e. for example 10% of the color pigment is metered in the first third and 30% in the middle and the rest in the last third of the extruder. This distribution of the dosage naturally also applies to the other substances, such as binders or additives. Likewise, the order of the different substances and amounts can be added in all conceivable ways.
Example 3
40% color pigment, 30% tough binder, 15% wetting binder, 15% oily binder.
The wetting binder is added in a first dose in the first third of the extruder. This is followed by the metering of the color pigment with the tough binders. The oily binder and additives are metered in the last third of the extruder.
Example 4
70% color pigment, 25% tough and wetting premixed binder, 5% oily binder.
First, 15% tough binder is premixed with 10% wetting binder. The premixed binder and pigment are fed into the extruder - together or locally one after the other. In the last third, the oily binder is added,
Example 5
Composition as in Example 4.
Before entering the premixed binder consisting of tough and wetting component, the binder is preheated to briefly reduce the toughness.