PL207926B1

PL207926B1 - Sposób wytwarzania ekspandowanych termoplastycznych mikrokulek i urządzenie do ekspandowania

Info

Publication number: PL207926B1
Application number: PL375898A
Authority: PL
Inventors: Lars-Olof Svedberg; Guy Hovland; Thomas Holmlund
Original assignee: Akzo Nobel Nv
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2011-02-28
Also published as: MXPA05005875A; CA2510024C; PL375898A1; EP1572432A1; ECSP055882A; NO20053527L; KR100764379B1; ES2347143T3; KR20050086905A; JP4474285B2; DE60332955D1; BRPI0317486B1; CN100429061C; PT1572432E; RU2005122926A; NO20053527D0; ZA200504161B; SI1572432T1; BR0317486A; AU2003288874B2

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania ekspandowanych termoplastycznych mikrokulek i urzą dzenia ekspandują cego przeznaczonego do wytwarzania ekspandowanych termoplastycznych mikrokulek.

Zdolne do termicznego ekspandowania mikrokulki są znane w tej dziedzinie i szczegółowo opisane, na przykład, w dokumencie patentowym USA nr 3,615,972, EP 486080, EP 566367 i EP 1 067 151. W takich mikrokulkach, wewnątrz termoplastycznej skorupy jest zamknię ty propelent. Po ogrzaniu, propelent paruje, co zwiększa ciśnienie wewnętrzne równocześnie z mięknięciem skorupy, powodując znaczące rozszerzenie mikrokulek, zazwyczaj do poziomu 2 do 5 razy zwiększającego ich średnicę.

Termoplastyczne mikrokulki można użyć w różnorodnych zastosowaniach w stanie nieekspandowanym albo wstępnie ekspandowanym. Przykładami zastosowań mikrokulek ekspandowanych są żywice rozpuszczalnikowe, jak żywice poliestrowe, dla suchych kulek, oraz systemy aplikacyjne oparte na wodzie, jak farba, dla kulek mokrych.

Całkowite ekspandowanie termoplastycznych mikrokulek może doprowadzić do problemów ze zbrylaniem ze względu na wyższą temperaturę potrzebną do całkowitego ekspandowania, w połączeniu z cienką termoplastyczną skorupą, jaka powstaje w wyniku ekspansji. Istnieje zapotrzebowanie na sposób i urządzenie do ekspandowania przeznaczone do sporządzania termoplastycznych mikrokulek, w których stopień ekspansji można regulować w celu uzyskania możliwości zapewnienia różnych gęstości ekspandowanych mikrokulek. Istnieje również zapotrzebowanie na sposób i urządzenie do ekspandowania termoplastycznych mikrokulek, które jest proste i wymaga mało miejsca, które jest stosunkowo tanie i które może być łatwo używane przez użytkowników końcowych w miejscu, w którym mają być użyte ekspandowane mikrokulki, w wyniku czego oszczędza się na objętościach i kosztach transportu.

W dokumencie EP 0 348 372 ujawniono sposób wytwarzania ekspandowanych termoplastycznych mikrokulek, w którym ekspandowanie przebiega na taśmie przenoszącej. Proces przebiega dobrze, ale zabiera dużo miejsca i jest stosunkowo drogi.

W dokumentach US nr 4,722,943 i 5,342,689 opisano sposoby ekspandowania mikrokulek, w których gdzie mikrokulki miesza się z powierzchniową powłoką barierową w celu uniemożliwienia zbrylania podczas etapu suszenia. Jednakże ilość technologicznych środków pomocniczych, takich jak talk, jest bardzo duża, co wpływa na możliwości szybkiego chłodzenia. Powoduje to trudności z regulowaniem stopnia ekspansji mikrokulek.

Celem wynalazku jest zapewnienie sposobu sporządzania ekspandowanych termoplastycznych mikrokulek, który może być zrealizowany w małym urządzeniu, co powoduje minimalne problemy z pyleniem, co powoduje minimalne zbrylanie, gdzie stopie ń ekspansji mikrokulek moż na ł atwiej regulować niż poprzednio, i który umożliwia również ciągle wytwarzanie wyrobu w formie ekspandowanych mikrokulek o wąskim rozkładzie gęstości. Kolejnym celem wynalazku jest zapewnienie urządzenia ekspandującego do wytwarzania ekspandowanych termoplastycznych mikrokulek, nadającego się do realizacji wspomnianego powyżej sposobu.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ekspandowanych termoplastycznych mikrokulek, w którym ładuje się ulegające termicznemu ekspandowaniu mikrokulki do urządzenia do ekspandowania zawierającego wirujące elementy podające otoczone przez wydrążony korpus, charakteryzujący się tym, że stosuje się jeden lub więcej zgarniaków, które zapobiegają nawarstwianiu się mikrokulek w urządzeniu do ekspandowania, gdzie wspomniane zgarniaki są zamontowane na elementach podających i są umiejscowione pomiędzy zewnętrznym promieniem elementów podających, a wewnętrzną powierzchnią wydrążonego korpusu, przy czym sposób obejmuje ponadto transportowanie mikrokulek przez urządzenie do ekspandowania z równoczesnym zwiększaniem temperatury mikrokulek dla uzyskania ekspandowania oraz wyładowywanie mikrokulek.

Korzystnie, stosuje się jeden lub więcej zgarniaków, które wystają promieniowo poza zewnętrzny promień elementów podających w kierunku wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu.

Korzystnie, stosuje się jeden lub więcej zgarniaków, które samodzielnie albo łącznie realizują zgarnianie na odcinku od około 20 do około 95% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu.

W innym korzystnym wariancie wynalazku, stosuje się jeden lub dwa zgarniaki, które realizują zgarnianie na odcinku od około 70 do około 100% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wyPL 207 926 B1 drążonego korpusu, oraz 2 do 4 zgarniaków, które realizują zgarnianie na odcinku od około 10 do około 40% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu.

Korzystnie, stosuje się jeden lub więcej zgarniaków, które są zamontowane na elementach podających zaczynając od strony wlotowej urządzenia do ekspandowania i rozciągają się z tego miejsca.

Korzystnie, stosuje się jeden lub więcej zgarniaków, które wykonane są z materiału fluoroplastycznego, względnie których warstwa powierzchniowa jest wykonana z materiału fluoroplastycznego.

Korzystnie, stosuje się wydrążony korpus, wyposażony w jeden lub więcej grzejników.

Korzystnie, stosuje się elementy podające, wyposażone w jeden lub więcej grzejników.

Korzystnie, przed wprowadzeniem do urządzenia do ekspandowania, ulegające termicznemu ekspandowaniu mikrokulki miesza się wstępnie z wypełniaczem zapobiegającym zbrylaniu się mikrokulek.

Korzystnie, jako wypełniacz stosuje się ditlenek krzemu.

Korzystnie, stosuje się stosunek wagowy dodawanego wypełniacza do mikrokulek równy od około 1:100 do około 1:3.

Korzystnie, stosuje się ulegające termicznemu ekspandowaniu mikrokulki zawierające powyżej około 97% wagowych masy suchej.

Korzystnie, stosuje się elementy podające w postaci ślimaka.

W innym korzystnym rozwią zaniu, stosuje się elementy podają ce w postaci jednej lub wię cej łopatek wystających z centralnego rdzenia.

Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do ekspandowania przeznaczone do wytwarzania ekspandowanych termoplastycznych mikrokulek, zawierające wirujące elementy podające otoczone wydrążonym korpusem, charakteryzujące się tym, że posiada jeden lub więcej zgarniaków zapobiegających się nawarstwianiu się mikrokulek w urządzeniu do ekspandowania, zamontowanych na elementach podających i umiejscowionych pomiędzy zewnętrznym promieniem elementów podających, a wewnętrzną powierzchnią wydrążonego korpusu.

Korzystnie, wspomniany jeden lub więcej zgarniaków jest zamontowanych na elementach podających i wystaje promieniowo poza zewnętrzny promień elementów podających w kierunku wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu.

Korzystnie, urządzenie do ekspandowania zawiera jeden lub więcej zgarniaków, który samodzielnie, albo które łącznie, realizują zgarnianie na odcinku od około 20 do około 95% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu.

W innym korzystnym wariancie, urzą dzenie do ekspandowania zawiera jeden lub dwa zgarniaki realizujące zgarnianie na odcinku od około 70 do około 100% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpus, oraz 2 do 4 zgarniaków realizujących zgarnianie na odcinku od około 10 do około 40% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu.

Korzystnie, wspomniane jeden lub więcej zgarniaków jest zamontowanych na elementach podających zaczynając od strony wlotowej urządzenia do ekspandowania, i rozciąga się z tego miejsca.

Korzystnie, jeden lub więcej zgarniaków względnie ich warstwa powierzchniowa jest wykonana z materiał u fluoroplastycznego.

Korzystnie, wydrążony korpus wyposażony jest w jeden lub więcej grzejników.

Korzystnie, elementy podające wyposażone są w jeden lub więcej grzejników.

Korzystnie, elementy podające mają postać ślimaka.

W innym korzystnym wariancie, elementy podają ce mają postać jednej lub wię cej ł opatek wystających z centralnego rdzenia.

W związku z tym, że jeden lub więcej zgarniaków jest odpowiednio usytuowanych pomiędzy promieniem zewnętrznym elementów podających, a wewnętrzną powierzchnią wydrążonego korpusu, kierunek podawania w urządzeniu do ekspandowania jest odpowiednio w przybliżeniu prostopadły do ruchu obrotowego elementów podających.

Sposób i urządzenie według wynalazku umożliwiają ciągłe wytwarzanie ekspandowanych termoplastycznych mikrokulek.

Jeden lub więcej zgarniaków, albo ich warstwa powierzchniowa mogą być wykonane z materiału polimerowego, korzystnie z odpornego na ciepło materiału polimerowego.

Najkorzystniej, materiałem polimerowym jest materiał fluoroplastyczny, taki jak PTFE, PDF, PFA lub FEP. Jeżeli materiałem polimerowym jest materiał termoplastyczny, temperatura topienia materiału polimerowego wynosi, korzystnie, powyżej około 200°C, korzystnie powyżej 250°C.

Korzystnie, jeden lub więcej zgarniaków co najmniej częściowo może stykać się z wewnętrzną powierzchnią wydrążonego korpusu. Korzystnie, jeden lub więcej zgarniaków ma pewną giętkość tak,

PL 207 926 B1 że po dociśnięciu do wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu, zapewniają dokładny styk pomiędzy tym jednym lub więcej zgarniakiem, a wewnętrzną powierzchnią wydrążonego korpusu.

Grzejniki wchodzące w skład urządzenia według wynalazku są grzejnikami płaszczowymi.

Stosowany w sposobie według wynalazku wypełniacz, stosuje się korzystnie w postaci drobnych cząstek o średnicach w przedziale od około 1x10^-9 do około 1x10^-3 m, korzystnie od około 10^-8 do około 3x10^-5 m.

Przykładami wypełniaczy są związki nieorganiczne takie jak sproszkowany glin, węglan magnezu, fosforany magnezu, wodorotlenek magnezu, dolomit, węglan wapnia, fosforany wapnia, siarczan wapnia, talk, kaolin, tlenki krzemu, tlenki żelaza, tlenek tytanu, tlenki i wodorotlenki glinu, tlenek cynku, uwodniony talk, mika, baryty, kulki szklane, popiół lotny, drobny piasek, włókna mineralne i ogólnie włókna wzmacniające, wolastonit, skalenie, ziemia okrzemkowa, perlity, wermikulity, wydrążone kulki kwarcowe i ceramiczne.

Można również stosować związki organiczne, zwłaszcza polimery o wystarczająco wysokiej temperaturze mięknienia, oraz celulozę, mączkę drzewną, sadzę, włókna węglowe i włókna grafitowe.

Korzystnie, wypełniaczem jest tlenek krzemu, taki jak ditlenek krzemu. Wypełniacz może być używany w swojej postaci czystej albo też może być obrobiony powierzchniowo różnymi sposobami w celu zwię kszenia efektu zapobiegania zbrylaniu. Jednym ze sposobów obróbki powierzchniowej jest nadanie wypełniaczowi właściwości hydrofobowych. Stosunek wagowy dodanego wypełniacza do mikrokulek zależy od użytego wypełniacza, ale, korzystnie, wynosi od około 1:1000 do około 5:1, korzystnie od około 1:500 do około 1:1, jeszcze bardziej korzystnie od około 1:100 do około 1:3, a najbardziej korzystnie od około 1:25 do około 1:5.

Sposób i urządzenie ekspandujące według wynalazku można używać do wszystkich znanych rodzajów ulegających ekspandowaniu termoplastycznych kulek, takich jak te sprzedawane na rynku pod nazwą handlową Expancel®. Odpowiednie mikrokulki mogą mieć termoplastyczną skorupę wykonaną z polimerów lub kopolimerów uzyskiwanych poprzez polimeryzację różnorodnych nienasyconych etylenowo monomerów, które mogą być monomerami zawierającymi nitryle, takimi jak akrylonitryl, metakrylonitryl, a-chloroakrylo nitryl, a etoksyakrylonitryl, fumaronitryl, krotonitryl, estry akrylowe takie jak metyloakrylan lub akrylan etylu, estry metakrylanu, takie jak metakrylanu metylu, metakrylanu izobornylu lub metakrylany etylu, halogenki winylu, takie jak chlorek winylidenu, winylopirydyna, estry winylu, takie jak octan winylu, styreny, takie jak styren, styreny fluorowane lub styren alfa-metylu, albo dieny takie jak butadien, izopren i chloropren. Można również stosować dowolne mieszanki wspomnianych powyżej monomerów. Czasami może być pożądane, żeby w skład monomerów na polimer wchodziły również wielofunkcyjne monomery sieciujące, takie jak jeden lub więcej związków takich jak diwinylobenzen, di(metylo) akrylan glikolu etylenowego, di(metylo)akrylan glikolu dietylenowego, di(metylo)akrylan glikolu trietylenowego, di(metylo)akrylan glikolu propylenowego, di(metylo) akrylan butano 1,4-diolu, di(metylo)akrylan heksano 1,6-diolu, di(metylo) akrylan glicerolu, di(metylo)akrylan butano 1,3-diolu, di(metylo)akrylan glikolu neopentylowego, tri(metylo)akrylan dekano 1,10-diolu, tri(metylo)akrylan pentaerytrytolu, tetra(metylo)akrylan pentaerytrytolu, heksa(metylo) akrylanu pentaerytrytolu, di(metylo)akrylan tricyklodekanodimetylolu, tri(metylo)akrylan trialliloformylu, metakrylan allilu, tri(metylo)akrylan propanotrimetylolu, triakrylan propanotrimetylolu, di(metylo)akrylan tributanediolu, di(metylo)akrylan PEG#200, di(metylo)akrylan PEG#400, di(metylo)akrylan PEG#600, monoakrylan 3-akryloiloksyglikolu, triakrylo metylal lub izocyjanian triallilu, izocyjanuran triallilu, itp. Jeżeli są, to, korzystnie, takie monomery sieciujące stanowią od około 0,1 do około 1% wagowego, a najbardziej korzystnie od około 0,2 do około 0,5% wagowych całkowitej ilości monomerów na skorupę polimerową. Korzystnie, skorupa polimerowa stanowi od około 60 do około 95% wagowych, a najbardziej korzystnie od około 75 do około 85% wagowych całej mikrokulki.

Propelent w mikrokulce jest zazwyczaj cieczą o temperaturze wrzenia nie wyższej niż temperatura mięknienia termoplastycznej skorupy polimerowej. Propelentem, który może być również środkiem porotwórczym lub środkiem spieniającym, mogą być węglowodory, takie jak n-pentan, izopentan, neopentan, butan, izobutan, heksan, izoheksan, neoheksan, heptan, izoheptan, oktan i izooktan, albo ich mieszanki. Można również używać innych rodzajów węglowodorów, takie jak eter naftowy, oraz węglowodory chlorowane lub fluorowane, takie jak chlorek metylu, chlorek metylenu, dichloroetan, dichloroetylen, trichloroetan, trichloroetylen, trichlorofluoro metan, itp. Korzystnie, propelent stanowi od około 5 do około 40% wagowych mikrokulki. Temperatura, przy jakiej zaczyna się ekspansja mikrokulki jest nazywana Tstart, natomiast temperatura, w jakiej uzyskuje się maksymalną ekspansję, jest nazywana Tmax, przy czym obie są określane przy szybkości wzrostu temperatury 20°C na minutę. KoPL 207 926 B1 rzystnie, ulegające termicznej ekspansji mikrokulki używane w wynalazku, mają Tstart od około 20 do około 200°C, korzystnie od około 40 do około 180°C, a najbardziej korzystnie od około 60 do około 150°C. Korzystnie, zdolne do termicznej ekspansji mikrokulki używane w wynalazku, mają Tmax od około 50 do około 300°C, korzystnie od około 100 do około 250°C, a najbardziej korzystnie od około

140 do około 200°C. Korzystnie, uśredniony objętościowo średni wymiar cząstek zdolnych do termicznej ekspansji mikrokulek według wynalazku, wynosi od około 1 do około 500 μm, korzystnie od około 3 do około 100 μm, a najbardziej korzystnie od około 5 do około 50 μm. Ogrzewając do temperatury powyżej Tstart można zazwyczaj doprowadzić do ekspansji mikrokulek od około 2 do około 7 razy, korzystnie od około 4 do około 7 razy, ich średnicy.

Gęstość wyładowywanych mikrokulek jest regulowana poprzez wybór odpowiedniej temperatury ogrzewania i/lub długości czasu przebywania mikrokulek w urządzeniu do ekspandowania. Korzystnie, temperatura w urządzeniu do ekspandowania jest wyższa od Tstart o 5 do 150°C powyżej Tstart, a najbardziej korzystnie o 20 do 50°C powyżej Tstart. Średni czas przebywania mikrokulek w urządzeniu, do ekspandowania wynosi od około 5 do około 200 s, korzystnie od około 10 do około 100 s, a najbardziej korzystnie od około 30 do około 90 s.

W sposobie według wynalazku można użyć zarówno mokre jak i suche mikrokulki ulęgające termicznemu ekspandowaniu. Jednakże sposób według wynalazku nadaje się zwłaszcza do ulegających termicznemu ekspandowaniu mikrokulek o niskiej zawartości wilgoci. Korzystnie, ulegające termicznej ekspansji mikrokulki zawierają powyżej około 50% wagowych, bardziej korzystnie powyżej około 80% wagowych, a najbardziej korzystnie powyżej około 97% wagowych substancji suchej.

Korzystnie, szybkość wirowania elementów podających wynosi od około 1 do około 100 obr./min, bardziej korzystnie od około 5 do około 90 obr./min, a najbardziej korzystnie od około 40 do około 80 obr./min. Korzystnie, na elementach podających jest zamontowany jeden lub więcej zgarniaków, które, korzystnie, wychodzą promieniowo poza zewnętrzny promień elementów podających ku wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu. Ponadto, jeden lub więcej zgarniaków, korzystnie, rozciąga się podłużnie w kierunku podawania. Korzystnie, jeden lub więcej zgarniaków, samodzielnie albo łącznie, realizuje zgarnianie na odcinku od około 1 do około 100% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu, korzystnie 5 od około do około 100%, a najbardziej korzystnie od około 20 do około 95%. Zgarniaki te mogą mieć różne indywidualne długości. Na przykład, może występować kombinacja jednego lub więcej długich zgarniaków i jednego lub więcej krótkich zgarniaków. Korzystnie, jeden lub dwa zgarniaki realizujące zgarnianie na odcinku od około 70 do około 100% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu są używane razem z 1 do 5, korzystnie 2 do 4 zgarniakami realizującymi zgarnianie od około 10 do około 40% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu. W wypadku zastosowania za dużej liczby zgarniaków, występuje ryzyko zakleszczania się mikrokulek w ślimaku, zwłaszcza w wypadku małego skoku ślimaka. Korzystnie, długość zgarniaków reguluje się tak, żeby była najodpowiedniejsza w zależności od innych parametrów procesu, takich jak wymiary urządzenia do ekspandowania, szybkość obrotów, rodzaj mikrokulek, zawartość wypełniacza, itp.

W niektórych wypadkach, na przykład przy stosunkach wagowych dodawanego wypełniacza do mikrokulek od około 1:100 do około 1:10, zgarniaki realizują zgarnianie na odcinku od około 20 do około 60% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu. W innych wypadkach, na przykład przy stosunkach wagowych dodawanego wypełniacza do mikrokulek od około 1:10 do około 1:3, zgarniaki realizują zgarnianie na odcinku od około 50 do około 100% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu.

Liczba zgarniaków zamontowanych na elementach podających wynosi, korzystnie, od 1 do 6, korzystnie od 2 do 4.

Ruch zgarniający można realizować w dowolnej części wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu. Korzystnie, na elementach podających jest zamontowany jeden lub więcej zgarniaków, począwszy od strony wlotowej urządzenia do ekspandowania, tj. tam, gdzie dodaje się nieekspandowane mikrokulki, które rozciągają się z tego miejsca.

W zalecanym wariancie wykonania wynalazku, elementy podające mają postać ślimaka. Korzystnie, ślimak ma stosunek skoku do średnicy od około 0,05 do około 1,5, korzystnie, od około 0,15 do około 0,5. Skok ślimaka jest mniejszy na początku ślimaka, tj. blisko wlotu, niż na końcu ślimaka. Skok może stopniowo rosnąć wzdłuż ślimaka. Alternatywnie, skok może rosnąć skokowo tak, że jedna część ślimaka ma inny skok niż druga część ślimaka.

PL 207 926 B1

W innym zalecanym wariancie wykonania wynalazku, elementy podają ce są w postaci jednej lub więcej łopatek, korzystnie wystających z centralnego rdzenia. Korzystnie, łopatki te są rozmieszczone tak, że kąt pod jakim wystają względem kierunku podawania wynosi 0°<α<90°, korzystnie od około 10° do około 60°.

Wykorzystanie sposobu i urządzenia według wynalazku, zapewnia łatwiejszy sposób ekspandowania zdolnych do termicznego ekspandowania mikrokulek, wymagający niewielkiej ilości sprzętu oraz mniejszych kosztów transportu ekspandowanych mikrokulek. Ponadto, można łatwiej regulować stopień ekspansji mikrokulek niż przedtem.

Przedmioty wynalazku w przykładach wykonania przedstawione są na rysunkach, na których:

Fig. 1 przedstawia przykład wykonania wynalazku, w którym elementem podającym jest ślimak.

Fig. 2 przedstawia elementy podające w postaci ślimaka, a

Fig. 3 przedstawia elementy podające w postaci łopatek.

Szczegółowy opis figur

Na fig. 1 pokazano przykład realizacji sposobu, w którym nieekspandowane termoplastyczne mikrokulki są pompowane ze zbiornika magazynowego 1 do silosu 2 i filtrowane za pomocą filtra 3. Następnie mikrokulki są doprowadzane do elementu podającego 4 - pierwszego podajnika ślimakowego i transportowane do wlotu 5 urządzenia do ekspandowania 6 zawierającego grzejnik 7 oraz element podający 8 - ślimak z zamontowanymi zgarniakami 9. We wlocie 5 znajduje się wibrator 10, a ślimak korzystnie jest połączony z silnikiem 11. Korzystnie, ekspandowane mikrokulki są wyładowywane przez wylot 12, w którym znajduje się wibrator 13, i korzystnie, odpompowywane.

Na fig. 2 pokazano element podający 8 - ślimak o średnicy d, z zamontowanym zgarniakiem. Jedna część A ślimaka ma skok p, a inna cześć B ślimaka ma inny skok - p₂.

Na fig. 3 pokazano przykład wykonania elementów podających 14 w postaci łopatek wystających z centralnego rdzenia 15. Łopatki są zaopatrzone w zgarniaki 16. Każda z łopatek nachylona jest względem kierunku podawania o kąt α. Różne łopatki mogą mieć inne kąty α. Elementy podające opisane na fig. 3 mogą zastąpić ślimaka z fig. 1.

Poniżej, w powiązaniu z przykładem wykonania opisane są zalety wynalazku, jednakże przykład ten nie stanowi ograniczenia zakresu wynalazku.

P r z y k ł a d

Do ekspandowania zdolnych do ekspandowania termoplastycznych mikrokulek stosuje się urządzenie do ekspandowania zawierające wydrążony korpus według wynalazku ze ślimakiem jako elementem podającym. Ślimak ma długość 2200 mm i średnicę 205 mm. Ślimak jest podzielony na trzy sekcje o równej długości, każda o innym skoku ślimaka, które wynoszą 40, 50 i 60 mm, zaczynając od wlotu. Na ślimaku są zamontowane 4 zgarniaki, z których jeden ma długość odpowiadającą 90% długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu, a trzy inne zgarniaki mają długość odpowiadającą 25% tej długości. Prędkość obrotowa ślimaka wynosi 54 obr./min. Mikrokulki typu Expancel® 461 DU o ważonej objętościowo średniej wielkości cząstki wynoszącej 12 μm, o T_start = 99°C i Tmax = 140°C, są wstępnie mieszane z hydrofobowym ditlenkiem krzemu w stosunku 85 części wagowych mikrokulek i 15 części wagowych ditlenku krzemu.

Następnie mieszanina mikrokulek jest ładowana do urządzenia do ekspandowania. Czas przebywania mikrokulek w urządzeniu do ekspandowania wynosi 60 s. Można uzyskać 14 kg/h ekspandowanych mikrokulek o równej gęstości. W ślimaku nie występuje znaczące zbrylanie mikrokulek.

Claims

1. Sposób wytwarzania ekspandowanych termoplastycznych mikrokulek, w którym ładuje się ulegające termicznemu ekspandowaniu mikrokulki do urządzenia do ekspandowania (6) zawierającego wirujące elementy podające (8, 14) otoczone przez wydrążony korpus, znamienny tym, że stosuje się jeden lub więcej zgarniaków (9, 16), które zapobiegają nawarstwianiu się mikrokulek w urządzeniu do ekspandowania (6), gdzie wspomniane zgarniaki (9, 16) są zamontowane na elementach podających (8, 14) i są umiejscowione pomiędzy zewnętrznym promieniem elementów podających (8, 14) a wewnętrzną powierzchnią wydrążonego korpusu, przy czym sposób obejmuje ponadto transportowanie mikrokulek przez urządzenie do ekspandowania (6) z równoczesnym zwiększaniem temperatury mikrokulek dla uzyskania ekspandowania oraz wyładowywanie mikrokulek.

PL 207 926 B1

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się jeden lub więcej zgarniaków (9, 16), które wystają promieniowo poza zewnętrzny promień elementów podających (8, 14) w kierunku wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się jeden lub więcej zgarniaków (9, 16), który samodzielnie, albo które łącznie, realizują zgarnianie na odcinku od około 20 do około 95% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się jeden lub dwa zgarniaki (9, 16), które realizują zgarnianie na odcinku od około 70 do około 100% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu, oraz 2 do 4 zgarniaków (9, 16), które realizują zgarnianie na odcinku od około 10 do około 40% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu.

5. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 4, znamienny tym, że stosuje się jeden lub więcej zgarniaków (9, 16), które są zamontowane na elementach podających (8, 14) zaczynając od strony wlotowej (5) urządzenia do ekspandowania (6) i rozciągają się z tego miejsca.

6. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 4, znamienny tym, że stosuje się jeden lub więcej zgarniaków (9, 16), które wykonane są z materiału fluoroplastycznego, względnie których warstwa powierzchniowa jest wykonana z materiału fluoroplastycznego.

7. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 4, znamienny tym, że stosuje się wydrążony korpus, wyposażony w jeden lub więcej grzejników (7).

8. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 4, znamienny tym, że stosuje się elementy podające (8, 14), wyposażone w jeden lub więcej grzejników (7).

9. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 4, znamienny tym, że przed wprowadzeniem do urządzenia do ekspandowania (6), ulegające termicznemu ekspandowaniu mikrokulki miesza się wstępnie z wypełniaczem zapobiegającym zbrylaniu się mikrokulek.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że jako wypełniacz stosuje się ditlenek krzemu.

11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się stosunek wagowy dodawanego wypełniacza do mikrokulek równy od około 1:100 do około 1:3.

12. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 4 albo 10 albo 11, znamienny tym, że stosuje się ulegające termicznemu ekspandowaniu mikrokulki zawierające powyżej około 97% wagowych masy suchej.

13. Sposób zastrz. 1 albo 2 albo 4 albo 10 albo 11, znamienny tym, że stosuje się elementy podające (8, 14) w postaci ślimaka.

14. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 4 albo 10 albo 11, znamienny tym, że stosuje się elementy podające (8, 14) w postaci jednej lub więcej łopatek wystających z centralnego rdzenia (15).

15. Urządzenie do ekspandowania przeznaczone do wytwarzania ekspandowanych termoplastycznych mikrokulek, zawierające wirujące elementy podające (8, 14) otoczone wydrążonym korpusem, znamienne tym, że posiada jeden lub więcej zgarniaków (9, 16) zapobiegających nawarstwianiu się mikrokulek w urządzeniu do ekspandowania (6), zamontowanych na elementach podających (8,

14) i umiejscowionych pomiędzy zewnętrznym promieniem elementów podających (8, 14), a wewnętrzną powierzchnią wydrążonego korpusu.

16. Urządzenie do ekspandowania według zastrz. 15, znamienne tym, że wspomniane jeden lub więcej zgarniaków (9, 16) jest zamontowanych na elementach podających (8, 14) i wystają promieniowo poza zewnętrzny promień elementów podających (8, 14) w kierunku wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu.

17. Urządzenie do ekspandowania według zastrz. 15 albo 16, znamienne tym, że zawiera jeden lub więcej zgarniaków (9, 16), który samodzielnie, albo które łącznie, realizują zgarnianie na odcinku od około 20 do około 95% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu.

18. Urządzenie do ekspandowania według zastrz. 17, znamienne tym, że zawiera jeden lub dwa zgarniaki (9, 16) realizujące zgarnianie na odcinku od około 70 do około 100% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpus, oraz 2 do 4 zgarniaków (9, 16) realizujących zgarnianie na odcinku od około 10 do około 40% podłużnej długości wewnętrznej powierzchni wydrążonego korpusu.

19. Urządzenie do ekspandowania według zastrz. 15 albo 16 albo 18, znamienne tym, że wspomniane jeden lub więcej zgarniaków (9, 16) jest zamontowanych na elementach podających (8,

15) zaczynając od strony wlotowej (5) urządzenia do ekspandowania (6), i rozciąga się z tego miejsca.

20. Urządzenie do ekspandowania według zastrz. 15 albo 16 albo 18, znamienne tym, że wspomniany jeden lub więcej zgarniaków (9, 16), względnie ich warstwa powierzchniowa, jest wykonanych z materiału fluoroplastycznego.

PL 207 926 B1

21. Urządzenie do ekspandowania według zastrz. 15 albo 16 albo 18, znamienne tym, że wydrążony korpus wyposażony jest w jeden lub więcej grzejników (7).

22. Urządzenie do ekspandowania według zastrz. 15 albo 16 albo 18, znamienne tym, że elementy podające (8, 15) wyposażone są w jeden lub więcej grzejników (7).

23. Urządzenie do ekspandowania według zastrz. 15 albo 16 albo 18, znamienne tym, że elementy podające (8, 15) mają postać ślimaka.

24. Urządzenie do ekspandowania według zastrz. 15 albo 16 albo 18, znamienne tym, że elementy podające (8, 15) mają postać jednej lub więcej łopatek wystających z centralnego rdzenia (15).