DE1719321B2 - Verfahren und Einrichtung zur Konfektionierung von Silikonprodukten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konfektionierung von Silikonprodukten aus mehreren zu einer Mischung vermengten Ausgangsstoffen. Bei den in Frage stehenden Silikonprodukten handelt es sich vornehmlich um Silikonöle bzw. -fette oder Silikonkautschuk. Damit die Endprodukte bestimmte Eigenschaften, wie z. B. Temperaturfestigkeit. Elastizität u. dgl. aufweisen, ist es während der Konfektionierung wesentlich, daß ein gegebener Temperaturgrenzwert eingehalten wird, sowie die Entgasung und damit auch die Kondensation der einzelnen Teile nur bis zu einem bestimmten Grad durchgeführt werden. Dies ist bisher in der Praxis nur mit einem erheblichen Aufwand und dabei auch nur unvollständig möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Konfektionierungsverfahren für Silikonprodukte der vorerwähnten Art zu schaffen, welches in kontinuierlicher Arbeitsfolge abläuft und dabei sicherstellt, daß das jeweilige Endprodukt genau bestimmte Eigenschaften aufweist.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die einzelnen Komponenten in bestimmten Anteilen mechanisch vermischt werden, daß die Förderung der Mischung dann stetig und zwangsläufig im Bereich von mindestens einer Entgasungszone durch diese hindurchgeschafft und dann durch eine an Vakuum angeschlossene Reaktionszone, innerhalb welcher der Mischung kontinuierlich Zusatzstoffe in dosierten Anteilen beigegeben werden, hindurch bis zum Austrag weitergefördert wird, wobei die Durchsatzgeschwindigkeit der Mischung durch die Reaktionszone veränderbar ist

Durch die vorerwähnten Maßnahmen wird gewährleistet, daß die einzelnen Anteile der Ausgangsstoffe in gleichbleibender Menge bzw. in bestimmtem Verhältnis zueinander kontinuierlich zugeführt werden und daß dann innerhalb des Reaktionsraumes η Abhängigkeit von den Eigenschaften des Endproduktes in einer oder

mehreren Stufen ein verhältnismäßig hohes Vakuum angesetzt werden kann, welches die Verweilzeit-·η der Mischung innerhalb des Reaktionsraumes auf ein Min destmaß herabsetzt. Da die Durchsatzgeschwindigkeit der Mischung durch den Reaktionsraum in einfacher

ίο Weise veränderbar gestaltet werden kann, ist es möglich, lediglich durch die Durchsatzgeschwindigkeit die gewünschten Eigenschaften der austretenden Mischung bezüglich Viskosität, Elastizität u. dgl. eindeutig zu bestimmen.

Nach einer weiteren Möglichkeit der Erfindung empfiehlt es sich, der Mischung vor dem Austragen aus dem Reaktionsraum Füllstoffe und/oder Desaktivator kontinuierlich zuzugeben, wobei die Temperatur gleichbleibend sein kann. Andererseits ist es auch möglich, der Mischung vor dem Austragteil Wärme zuzuführen. In beiden Fällen wird sichergestellt, daß kurz vor dem Austragteil, d.h. also unmittelbar im Anschluß an den Reaktionsraum, durch die Zufuhr von Desaktivator und/oder Wärme ein Kondensutionsabbruch bewirkt wird, indem überschüssiger Katalysator abgebaut wird. Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet dabei eine eindeutige Kontrolle bzw. gibt die Möglichkeit, schnell und zuverlässig die gewünschten Eigenschaften des Endproduktes zu bestimmen — sei es durch die dosierte Zufuhr von Desaktivator und/oder Wärme, sei es durch die Durchsatzgeschwindigkeit der Mischung durch den Reaktionsraum und den unmittelbar angeschlossenen Austragteil.

Da, wie bereits erwähnt, an den Reaktionsraum an einer oder mehreren Stellen ein verhältnismäßig hohes Vakuum angesetzt wird, sind die Durchsaizzeiten der Mischung durch den Reaktionsraum bei optimaler Behandlung der Mischung sehr gering.

Zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Ausgangsstoffe in einer Schneckenmaschinc gemischt und die Mischung in einen mindestens zwei zusammenarbeitende Förderglieder aufweisenden Reaktionsraum gebracht wird, welche die Mischung kontinuierlich aus einem an den Reaktionsraum angeschlossenen Austragkopf fördern. Die innerhalb des Reaktionsraumes aufgenommenen Förderglieder werden dabei zweckmäßig als selbstreinigende Schnecken ausgeführt, die schwimmend innerhalb des Gehäuses lagern. Dadurch wird sichergestellt, daß an keiner Stelle des Reaktionsraumes unerwünschte Rückstände verbleiben, die zi unkontrollierbaren Reaktionen führen und damit die angestrebte Wirkung einer über die gesamte Behänd liingsstreckc der Mischung kontrollierten Reaktion unc damit eindeutigen Festlegung der Eigenschaften de: Endproduktes beeinträchtigen.

Der Reaktionsraum kann dabei zweckmäßig au mehreren zusammenfügbaren Gehäuseteilen besteher

vobei in einem oder mehreren der Gehäuseteile Einühröffnungen für die Zugabe von Zusatzstoffen vorgesehen sein können. Selbstverständlich ist auch einer der 3ehäuseteile oder mehrere derselben mit Abzugsöffiungen zum Ansetzen des bereits mehrfach erwähnten Vakuums versehen. Ferner empfiehlt es sich, die Gehäuseteile einzeln oder in Gruppen aus jeweils mehreren Teilen zu temperieren, so daß eine eindeutige Temperaturführung über die gesamte Behandlungsstrecke gewährleistet ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung in Ausfühnmgsbeispielen dargestellt. Dabei zeigt

F i g. 1 eine schematische Anlage zur Konfektionierung von Silikonprodukten.

F i g. 2 eine abgewandelte Anlage zur Konfektionierung von Silikonprodukten teilweise im Schnitt und vereinfachter Darstellung,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie UI-III in F i g. 2.

Fig.4 eine vergrößerte Darstellung eines sich an den Reaktionsraum anschließenden Austragkopfes für Silikonkautschuk,

F ι g. 5 einen Austragkopf für Silikonfett in einer der F i g. 4 entsprechenden Darstellung und

F i g. b einen AustragkopF für Silikonöl in einer den F i g. 4 und 5 entsprechenden Darstellung.

Wie F i g. 1 der Zeichnung zeigt, werden aus einzelnen Sammelbehältern 1, 2 und 3 die Mischungskomponenten A. B, C über Dosierglieder 4, beispielsweise Dosierpumpen, und an diese angeschlossene Leitungen 5, 6, 7 einem als schnell laufende Schneckenmaschine 8 ausgebildeten Mischer zugeleitet. Die einzelnen Komponenten A, Bund Cwerden hierbei zu einer Mischung ermengt, die zwangsläufig und kontinuierlich über eine Leitung 9 einem Reaktionsraum 10 zugeführt wird. Dieser ist Teil einer Schneckenmaschine 11. deren prinzipieller Aufbau aus F i g. 2 der Zeichnung näher zu ersehen ist.

Die Mischung wird nach dem Eintritt in die Schnekkenmaschine U zwangsläufig durch einen Reaktionsraum 10 gebracht, wobei über Leitungen 12, 13 an in Abstand voneinander vorgesehenen Stellen ein Vakuum, beispielsweise in Höhe von 10 Torr., angesetzt wird, um die Mischung zu entgasen. )e nach der eingestellten Durchsatzzeit der Mischung durch den Reaktionsraum 10 findet bereits in der ersten F.ntgasungszone eine weitestgehende Entgasung statt, so daß gegebenenfalls die Höhe des an den ein/einen Leitungen 12 bzw. 13 angesetzten Vakuums auch verschieden sein und sich nach den jeweils gegebenen Bedingungen richten kann.

Im Bereich eines sich an den Reaktionsraum 10 der Schneckenmaschine 11 anschließenden Austragieiles 14 werden die gewünschten Eigenschaften der Mischung in der Weise festgelegt, daß aus einem Sammelbehälter 15 über ein Förderelement 16. beispielsweise in Form einer Pumpe oder eines Schneckensatzes, und einer sich daran anschließenden Leitung 17, die in den Endteil des Reaktionsraumes mündet, Desaktivator zugeführt und dadurch überschüssiger Katalysator abgebaut wird. Es findet dadurch ein zwangsweiser Abbruch der Kondensation statt. Gegebenenfalls können dann der Mischung aus einem Behälter 18 über ein weiteres Förderelement 19 und eine Leitung 20 Weichmacher oder über eine weitere Leitung 21 auch Füllstoffe zugegeben werden, um die Farbe oder weitere Eigenschaften der Mischung zu bestimmen. Hinsichtlich der Ausbildung des Austragteiles sind in F i g. 4 bis b Ausführungsmöglichkeiten veranschaulicht, die je nach den gegebenen Verhältnissen auch abgewandelt werden können.
Aus F i g. 2 und 3 der Zeichnung ist die Ausbildung der Schneckenmaschine 11 näher zu ersehen. An Stelle der in F i g. 1 der Zeichnung als Pumpen ausgebildeten Dosierglieder 4 sind bei der Ausführung gemäß F i g. 2 dei Zeichnung Zahnradpumpen 4' in sehematischer Darstellung gezeigt, welche die einzelnen Komponenten A, B. C aus den Vorratsbehältern 1, 2 und 3 dem als Schneckenmaschine 8 ausgebildeten Mischer zuführen, in welchem sie vermengt und durch die Leitung 9 dem Reaktionsraum 10 der Schneckenmaschine 11 zugeführt werden. Der Reaktionsraum 10 wird dabei von einzelnen Gehäuseabschnitten 10' gebildet, welche die durchgehenden Schnecken 22,23 (F i g. 3) über ihre gesamte Länge umschließen. Die Schnecken 22, 23 sind dabei schwimmend innerhalb des Reaktionsraumes 10 bzw. der einzelnen Gehäuseabschnitte 10' aufgenom men und werden in bekannter Weise von einem Antriebsmotor 24 gegebenenfalls über Zwischengeschäfte te Getriebeelemente 25 angetrieben.

Zwischen den Bereichen des Reaktionsraumes 10, in denen die Mischung einem Vakuum unterworfen wird, sind auf den Schnecken 22, 23 Dichtscheiben 26 aufgebracht, welche das Ansetzen eines verschieden großen Vakuums in einzelnen Vakuumstufen 27, 28 und 29 ermöglichen. Die Zahl der Vakuumstufen kann dabei je nach Behandlungsgut verschieden gewählt werden.

3c Entsprechend richtet sich auch die Anordnung der Scheiben 26 auf den Schnecken 22,23.

Da der Reaktionsraum 10 aus einzelnen miteinander verbundenen Gehäuseabschnitten 10' gebildet ist, kann in der Praxis die Größe einer entsprechenden Schnekkenmaschine in einfacher Weise dadurch bestimmt werden, daß die Zahl der Gehäuseabschnitte mit der Länge der Schnecken 22,23 abgestimmt wird und somit auch eine mögliche Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Maschine sichergestellt wird. Dies kann erreicht werden, wenn beispielsweise gemäß der Darstellung in F i g. 2 der Zeichnung die letzte Vakuumstufe 29 mit dem dazugehörigen Schneckenabschnitt abgekuppelt und der Austragteil 14 unmittelbar an die Vakuunistufe 28 angesetzt wird. In jedem Fall kann im Bereich des letzten Rcaktionsteiles oder bereits des Austragteiles 14, wie bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 der Zeichnung, auch Desaktivator über einen Schneckensatz 19' und eine Leitung 20' in die Mischung gebracht werden, bevor diese aus dem Austragteil 14 ausgetragen wird.

Wie bereits erwähnt, richtet sich die Ausbildung des Austragteiles 14 im wesentlichen nach der Art und Eigenschaft der jeweiligen Mischung, die gemäß du Erfindung allein durch die Durchsatzgeschwindigkeil und/oder die Menge des zugeführten Desaktivator! bzw. der zugegebenen Wärmemenge abhängig ist Ir F i g. 4 der Zeichnung ist an dem stirnseitigen Ende de; Austragteiles 14 ein sich konisch verjüngendes An schlußstück 30 angeschraubt, dessen Austrittsöffnunj mit einer einzelne Bohrungen 32 aufweisenden Platw 31 verschlossen ist. Diese Art des Austragkopfes ist ins besondere für Silikonkautschuk vorgesehen, wobei di< Zahl und Größe der Austrittsöffnung 32 in Abhängig seit von den Eigenschaften des Silikonkautschuks gc wählt werden kann.

An Stelle einer Abschlußplatte 31, wie sie F i g. 4 de Zeichnung zeigt, kann auch eine Leitung 33 angeschlos sen werden, welche dann für Silikonfette verwende

werden kann. Die Austragenden der Schnecken 22, 23 fördern dann das fertige Silikonfett zwangsläufig in dafür vorgesehene Behälter.

Wenn dagegen Silikonöl konfektioniert wird, wird an das sich verjüngende Anschlußslück 30 eine zu einer Förderpumpe führende Leitung 34 angeschlossen, so daß die Förderpumpe, beispielsweise eine Zahnradpumpe 35, das Silikonöl in dafür vorgesehene Behälter pumpt.

Gegebenenfalls kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß dem sich verjüngenden Anschlußstück 30 wahlweise eine Abschlußplatte 31, ein Rohrstück 33 oder eine mit einer Pumpe 35 verbundene Leitung 34 angeschlossen wird.

In jedem Fall ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung eine kontinuierliche Konfektionierung von Silikonprodukten mit verschiedenen Eigenschaften, wobei die Wahl der Durchsatzgeschwindigkeit in einfaeher Weise durch die Fördergeschwindigkeit der Schnecken 22, 23 erreicht wird, wobei diese durch eine Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors bzw. Getriebes beherrscht werden kann. Hinsichtlich der Zugabe von Zusatzstoffen sind in einfacher Weise Schnckkensätze an den jeweiligen Stellen des Reaktionsraumes vorzusehen, so daß eine eindeutige Kontrolle der gesamten Reaktion der Mischung bzw. ihrer gewünschten Endeigenschaften erreichbar ist.

Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung noch mannigfache Abänderungen, insbesondere hinsichtlich der Gestaltung der Temperaturführung innerhalb einzelner Gehäuseabschnilte 10', als auch im Hinblick auf die Entgasung mittels einzelner Vakuumstufen 27. 28 und 29 möglich. Das gleiche gilt bezüglich der Zufuhr der einzelnen Ausgangsstoffe für die Mischung als auch der Ausbildung der Mischeinrichtung in Form einer ein- oder mehrwelligen Schneckenmaschine 8.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

862

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Konfektionierung von Silikonölen, Silikonfetten oder Silikonkautschuken aus dafür üblichen Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Komponenten in bestimmten Anteilen mechanisch vermischt werden, daß die Förderung der Mischung dann stetig und zwangsläufig im Bereich von mindestens einer Entgasungszone durch diese hindurchgeschafft und dann durch eine an Vakuum angeschlossene Reaktionszone, innerhalb welcher der Mischung kontinuierlich Zusatzstoffe in dosierten Anteilen beigegeben werden, hindurch bis zum Austrag weitergefördert wird, wobei die Durchsatzgeschwindigkeit der Mischung durch die Reaktionszone veränderbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung vor dem Austragen aus der Reaktionszone Füllstoffe und/oder zum zwangsweisen Kondensationsabbruch ein Desaktivator bei einer gleichbleibenden Temperatur beigegeben werden und daß der Mischung vor dem Austragen gegebenenfalls Wärme zugeführt wird.

3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine maschinelle Anlage, bestehend aus einer von einem Dosiergerät (A. B. C) aus beschickten, die Komponenten mischenden Schneckenmaschine (8), durch eine Leitung (9) verbunden mit einem zu einer Schneckenmascnine (11) gehörenden, ein oder mehrteiligen wahlweise temperierbaren Reaktionsraumgehause (10), das motorisch angetriebene, drehzahlsteuerbare Schnecken (22, 23) umschließt, und einem an das Gehäuse (10) angeschlossenen Austragskopf (14).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecken (22, 23) schwimmend innerhalb des Gehäuses (10) angeordnet sind.