Knauder, Josef (Kasmanhuberstrasse 10 Villach, A-9500, AT)
| 1. | Verfahren zur Aufbereitung eines körnigen Füllstoffes zur anschließenden Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffrohren, bei dem der Füllstoff und ein flüssiges Harz in einen Dispergiermischer geführt, dort vermischt und anschließend in eine Förderleitung gegeben werden. |
| 2. | Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Füllstoff und das Harz solange in dem Dispergiermischer behandelt werden, bis das Harz die Füllstoffkörner oberflächlich benetzt hat. |
| 3. | Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Füllstoff in einer Kornfraktion < 250 um in den Dispergiermischer geführt wird. |
| 4. | Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Füllstoff aus Kalziumkarbonat oder Dolomit besteht. |
| 5. | Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Mischung aus Füllstoff und Harz nach Entnahme aus dem Dispergiermischer und vor Aufgabe in die Förderleitung einer Evakuierungsbehandlung unterworfen wird. |
| 6. | Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Harz mit einer Viskosität zwischen 100 und 1000 mPas in den Dispergiermischer geführt wird. |
| 7. | Verfahren nach Anspruch 1, bei dem je 100 Gewichtsteile Harz 150 bis 250 Gewichtsteile Füllstoff in den Dispergiermischer geführt werden. |
| 8. | Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Dispergiermischung von Füllstoff und Harz diskontinuierlich durchgeführt wird. |
| 9. | Vorrichtung zur Aufbereitung eines körnigen Füllstoffes zur anschließenden Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffrohren, mit folgenden Merkmalen : 9.1. einem Silo (10) zur Aufnahme des Füllstoffes, 9.2. einem Silo (12) zur Aufnahme eines flüssigen Harzes, 9.3. Einrichtungen (16,18,20) zur diskontinuierlichen Beschickung eines den Silos (10,12) nachgeschalteten Dispergiermischers (14) mit dem Füllstoff und dem Harz, 9.4. einer Transportleitung (22) zur Überführung der dispergierten FüllstoffHarzMischung in eine nachgeschaltete Evakuierungsanlage (24), 9.5. einer Druckförderleitung (30) zum Transport der FüllstoffHarzMischung von der Evakuierungsanlage (24) in eine Förderleitung (32). |
Glasfaserverstärkte Kunststoffrohre, kurz GFK-Rohre genannt, werden üblicher Weise aus folgenden Rohstoffen hergestellt : Glasfasern, Füllstoffen, Harzen. Die Ausgangsmaterialien werden entlang von Rohrleitungen, die in einem Beschickungsarm angeordnet sind, zu einem Austragsende (Kopf) des Beschickungsarmes gefördert und dort aufbereitet (zum Beispiel die Glasfasern geschnitten), vermischt und radial in eine rotierende Matrize abgeschleudert. Durch alternierende Hin-und Herbewegung des Beschickungsarmes wird der Rohrmantel bis auf die gewünschte Stärke aufgebaut. Danach wird der Beschickungsarm entnommen und in eine neue Matrize geführt, während der zuvor gebildete Rohrkörper aushärten kann und danach aus der Matrize entnommen wird.
Üblicherweise werden mehrere Glasfasern (Glasfaserstränge) durch den Beschickungsarm geführt. Neben den zuvor genannten Ausgangsmaterialien werden üblicherweise eine Reihe weiterer Zusatzstoffe, beispielsweise Verzögerer, unterschiedliche Füllstoffe etc. über weitere Leitungen zum Beschickungskopf befördert.
Es stellt deshalb schon ein technisches Problem dar, die zahlreichen Förderleitungen, zugehörige elektrische Anschlußleitungen etc. in dem begrenzten Raum des Beschickungsarmes unterzubringen.
Unter anderem aus Kostengründen wird als Füllstoff üblicherweise Sand verwendet, der in Korngrößen < 1000 um eingesetzt wird. Daraus resultiert eine relativ hohe, ungünstige Viskosität für den Förderstrom des Sandes. Man hat deshalb versucht, den Sand teilweise durch andere Füllstoffe, beispielsweise Calziumcarbonat zu ersetzen und Calziumcarbonat dabei in kleineren Korngrößen (< 250 um) verwendet. Dies erfordert entsprechend eine weitere Förderleitung im Beschickungsarm.
Der Erfindung liegt die Aufgabe, eine Möglichkeit aufzuzeigen, die Aufbereitung und Förderung eines körnigen Füllstoffes zur Herstellung von GFK-Rohren zu optimieren, insbesondere im Sinne einer Reduzierung der Viskosität des Förderstromes und einer optimierten Vermischung mit den weiteren Ausgangsmaterialien.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dieses Ziel dadurch erreicht werden kann, indem der Füllstoff mit einem flüssigen Harz vorgemischt und vordispergiert wird, und zwar bevor er in den Beschickungsarm (eine Förderleitung) aufgegeben wird. Aufgrund der im Dispergiermischer vorhandenen Scherenergie kommt es zu einer weitgehenden oberflächlichen Benetzung der Füllstoffkörner mit dem Harz und gleichzeitig zu einer deutlichen Viskositätsreduzierung des Förderstromes um bis zu 1000 mPas und dauber.
Demnach betrifft die Erfindung in ihrer allgemeinsten Ausführungsform ein Verfahren zur Aufbereitung eines körnigen Füllstoffes zur anschließenden Herstellung von GFK-Rohren, bei dem der Füllstoff und ein flüssiges Harz in einen Dispergiermischer geführt, dort vorgemischt und anschließend in eine Förderleitung (eines Beschickungsarms) gegeben werden.
Dabei sollen der Füllstoff und das Harz solange im Dispergiermischer behandelt werden, bis das Harz die Füllstoffkörner oberflächlich benetzt hat.
Durch die Aufbereitung des Füllstoffes mit dem Harz vor der Einleitung in eine Förderleitung eines Beschickungsarmes wird die Zahl der Förderleitungen von zwei auf eins reduziert.
Gleichzeitig erfolgt eine charakteristische Viskositätsreduzierung des Fördermediums.
Dabei kann der Füllstoff in einer Kornfraktion < 250 um, nach einer Ausführungsform < 200 um, in den Dispergiermischer eingegeben werden.
Als Füllstoffe eignen sich vor allem Calziumcarbonat oder Dolomit. Dabei kann der Calziumcarbonatanteil am Füllstoff insgesamt gegenüber dem Stand der Technik bishin zur ausschließlichen Verwendung von Calziumcarbonat oder Dolomit erhöht werden.
Als Harz kann beispielsweise ein Polyesterharz eingesetzt werden, beispielsweise ein Polyesterharz mit einer Viskosität von 100 bis 1000 mPas.
Nach einer Ausführungsform werden je 100 Gewichtsteile Harz, 150 bis 250 Gewichtsteile Füllstoff in den Dispergiermischer gegeben.
Üblicherweise wird der Dispergiermischer diskontinuierlich betrieben. Die Verweilzeit der Mischung aus Füllstoff und Harz beträgt einige Minuten, wobei eine charakteristische Viskositätsreduzierung während der Dispergierbehandlung bis auf Werte unter 2000 mPas möglich ist.
Die Viskosität der Füllstoff/Harz-Mischung, also der mit dem Harz beschichteten Füllstoffkörnung, läßt sich in einer anschließenden Evakuierungsbehandlung weiter reduzieren.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Calziumcarbonat als Füllstoff und dessen vorheriger Aufbereitung mit einem flüssigen Harz liegt darin, daß der Füllstoff mit im wesentlichen konstanter, kleinerer Körnung eingesetzt werden kann, so daß sich auch die Werkstoffeigenschaften des daraus hergestellten Rohres vergleichmäßigen lassen. Der Füllstoff dient jetzt auch als Strukturmaterial für die herzustellenden GFK-Rohre, (unter anderem wegen der Harzbeschichtung) und erfüllt nicht nur eine ausschließliche Füllstoffunktion.
Durch den Ersatz des Sandes durch Calziumcarbonat wird außerdem die bei Verwendung von Sand bestehende Silikosegefahr reduziert oder vermieden.
Eine Vorrichtung zur Aufbereitung eines körnigen Füllstoffes zur anschließenden Herstellung von GFK-Rohren umfaßt folgende Anlagenteile : -ein Silo zur Aufnahme des Füllstoffes, -ein Silo zur Aufnahme des flüssigen Harzes, -Einrichtungen zur diskontinuierlichen Beschickung eines den Silos nachgeschalteten Dispergiermischers mit dem Füllstoff und dem Harz, -eine Transportleitung zur Überführung der dispergierten Kunststoff-/Harz-Mischung in eine nachgeschaltete Evakuierungsanlage, -eine Druckförderleitung zum Transport der Füllstoff-Harz- Mischung von der Evakuierungsanlage in eine Förderleitung (eines Beschickungsarmes).
Dabei können die vorgeschriebenen Anlagenteile von oben nach unten hintereinander angeordnet werden, um einen kontinuierlichen Verfahrensablauf zu ermöglichen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Dabei zeigt die einzige Figur-in schematisierter und perspektivischer Darstellung-eine Vorrichtung zur Aufbereitung von pulverförmigem Calziumcarbonat in einer Korngröße < 200 um zur anschließenden Verwendung bei der Herstellung geschleuderter glasfaserverstärkter Kunststoffrohre.
Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein Silo zur Aufnahme des Calziumcarbonats dargestellt, welches am unteren Ende einen konischen Auslauf lOa aufweist.
Daneben ist ein weiteres Silo 12 zur Aufnahme eines flüssigen Polyesterharzes mit einer Viskosität zwischen 100 und 1000 mPas angeordnet, welches ebenfalls einen konischen Auslaß 12a am unteren Ende besitzt. Von beiden Silos 10,12 führen Förderleitungen in einen darunter angeordneten Dispergiermischer 14, wobei in der Figur lediglich eine Förderleitung 16 dargestellt ist, über die das Harz in den Dispergiermischer 14 gefüllt wird.
Am ausgangsseitigen Ende der Silos 10,12 sind Wägeeinrichtungen 18,20 angeordnet, mit deren Hilfe ein vorwählbares Mischungsverhältnis zwischen Harz und Füllstoff eingestellt wird. Im Dispergiermischer 14 werden Füllstoff und Harz intensiv miteinander vermischt. Gleichzeitig kommt es zu einer oberflächlichen Benetzung der Calziumcarbonatteilchen mit dem Harz und in der Folge zu einer Viskositätsreduzierung der Mischung, die über 1000 mPas betragen kann.
Die Dispergiermischung wird über einen Zeitraum von 60 bis 300 Sekunden durchgeführt und die Mischung danach am unteren Ende des Dispergiermischers 14 über eine Förderleitung 22 in eine Vakuumkammer 24 geleitet, wo die Mischung einer Evakuierungsbehandlung unterworfen wird, unter gleichzeitiger weiterer Reduzierung ihrer Viskosität.
Am unteren Ende der Vakuumkammer 24 ist ein Auslaß 26 angeordnet. Der Materialstrom wird hier abgezogen und mit Hilfe einer Füllstoffpumpe 28 und einer anschließenden Förderleitung 30 in einen Beschickungsarm 32 geführt, wobei der Übergang von der Förderleitung 30 zum Beschickungsarm 32 lediglich gestrichelt dargestellt ist.
An dem in der Figur rechten Ende des Beschickungsarmes 32 ist eine weitere Förderleitung 34 zu erkennen, die stellvertretend für eine Vielzahl von Förderleitungen steht, die sich durch den Beschickungsarm 32 zu dessen austragsseitigem Ende (Kopf) erstrecken und der Förderung weiterer Ausgangsmaterialien zur Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffrohren dienen, also beispielsweise zum Transport von Glasfasern (Glasfasersträngen).