(57)【要約】  本発明は、細粒を製造する方法に関する。細粒を製造する方法は、化学プロセスエンジニアリングにおいて多様に、たとえば成形体用、正確に言うと、ブレーキライニング及びシール部材用の出発材料を製造するために使用される。混合器の混合容器内で繊維状、粉末及び液体成分から細粒を製造する本発明の方法は、混合容器内で少なくとも１つの混合器具を第１回転方向に回転させることにより、混合器具と混合容器の壁部分との間で成分に対する圧密効果を達成できるようにする。たとえば、これは、混合器具上の適当に傾斜した表面によって達成され、それらの表面は、混合容器内にある成分を壁部分の方に押し進める。本発明の圧密効果により、造粒の改善が可能になる。混合器は、従来型の垂直形混合器であることができる。細粒は、好都合な丸い形状及び寸法を有し、たとえばマッチ棒の頭部の寸法である。また、細粒は、比較的ダストフリー且つ均質である。したがって、細粒は、たとえば成形体用、正確に言うと、ブレーキライニング及びシール部材用の改良型出発材料を表す。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合器の混合容器内で粉末、繊維状及び液体材料から細粒を製造する方法であって、混合器具と前記混合容器の壁部分との間の前記材料に対する圧密効果を、前記混合容器内で少なくとも１つの混合器具を第１回転方向に回転させることによって達成する、細粒を製造する方法。
【請求項２】
前記材料は、前記混合器具の、回転方向を基準にして前記混合容器の隣接壁部分の方へ傾斜している表面を回転させることにより、少なくとも部分的に押し進められる、請求項１に記載の混合器の混合容器内で粉末、繊維状及び液体材料から細粒を製造する方法。
【請求項３】
前記圧密効果は、前記混合器具の、前記混合容器の前記壁部分に面する側を、前記混合容器の前記壁の形状にほぼ適合させることによって達成される請求項１又は２に記載の細粒を製造する方法。
【請求項４】
ダスト拘束剤を前記材料に添加する請求項１〜３のいずれか１項に記載の細粒を製造する方法。
【請求項５】
前記材料を加熱する請求項１〜４のいずれか１項に記載の細粒を製造する方法。
【請求項６】
第１ステップにおいて、乾燥物質を前記混合容器に入れ、そのプロセス中又はそれに続いて、前記混合器具を前記第１回転方向と逆の方法に回転させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の細粒を製造する方法。
【請求項７】
前記混合容器内への乾燥物質の添加に続いて、液体成分を前記混合容器に添加し、また、そのプロセス中又はそれに続いて、前記混合器具を前記第１回転方向と逆の方向に回転させる請求項１〜６のいずれか１項に記載の細粒を製造する方法。
【請求項８】
液体成分の前記添加前には、前記混合器具を液体成分の前記添加中又は添加後より高速で前記第１回転方向と逆の方向に回転させる請求項１〜７のいずれか１項に記載の細粒を製造する方法。
【請求項９】
請求項１〜５に従った細粒を製造する方法を使用してブレーキライニングを製造する方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法を実行するための装置であって、特に丸みつき底部を設けた混合容器を有するとともに、その内部に混合器具を設置した混合器と、第１ステップにおいて前記混合器具を前記第１回転方向と逆の方向に回転させる制御手段と、前記第１ステップ中に乾燥物質を供給する手段と、それに続いて第２ステップ中に液体成分を供給する手段と、第３ステップにおいて前記混合器具を前記第１回転方向の方向に回転させる制御手段とを備える装置。
【請求項１１】
前記混合器具を前記第１ステップ中に前記第２ステップ中より高速で回転させる制御手段を備える請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記混合器具は、前記底部に対して傾斜した２枚のブレードであって、それ以外の点では前記混合容器の前記底部に対してほぼ平行である２枚のブレードを有する請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記混合器具は、前記２枚の傾斜ブレードの上方に２枚の追加ブレードを有する請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記混合器は、垂直形混合器である請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
ブレーキライニングを製造するための細粒であって、請求項１〜９のいずれか１項に従った方法によって製造され、可塑化可能割合が７〜２５重量％、好ましくは９〜１７重量％である細粒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細粒を製造する方法に関する。細粒を製造する方法は、化学プロセスエンジニアリングにおいて多様に、たとえば成形材料又は成形品用の、すなわち特にブレーキライニングとともにシール部材用の出発材料を製造するために使用されている。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、固定的な円筒形混合容器、及びその容器の底部上で水平に回転する混合器具を備える垂直形混合器が、粉末、繊維状及び液体成分を処理して造粒するために使用される。垂直形混合器は、現在の技術状態から既知である。
これらの装置では一般的に、混合容器内で垂直軸を中心にして水平方向に回転する混合器具により、混練効果が達成される。一般的にこれらの混合器具は、プロペラと同様に形成される。混合器具の回転方向又は混合器具上に位置する表面の位置は、混合器具によって通常に実行される混合プロセスに合わせて調整される。その場合、両者は、混合器具内に位置する成分が、壁部分から分離して、混合容器の内部の方へ運ばれる、又は押し進められるように選択される。
たとえば、ブレードを備えて底部の近傍に配置された混合器具が、垂直形混合器内で回転し、それらのブレードの、回転方向を基準にして前方に位置する縁部はそれぞれ、後縁部より底部に近い。しかしながら、細粒を製造するこれらの装置の既知の使用、すなわち特に、通常の回転方向では、細粒製品は、所望の微細粒状を示さない。個々の粒子は十分に丸くなく、且つ／又は混合製品は、ダスト量が多すぎる。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の目的は、細粒を製造する改良された方法を提供することである。
本目的は、請求項１又は２の特徴を有する方法によって達成される。好都合な実施の形態が、従属請求項からわかる。
混合器の混合容器内で繊維状、粉末及び液体成分から細粒を製造する本発明による方法は、混合器具と混合容器の壁部分との間の成分に対する圧密効果を、混合容器内で少なくとも１つの混合器具を第１回転方向に回転させることによって達成できるようにする。成分、すなわち細粒用の出発材料は一般的に、粉末及び繊維等の乾燥物質とともに液体である。混合容器は、従来通りに形成されることができる。好ましくは、それはほぼ円筒形か、上部に向かって細くなる円錐形に形成される。さらに、特に混合容器の底部に配置される少なくとも１つの混合器具が設けられて、混合容器内で回転する。好ましくは、混合器具は、従来の垂直形混合器のように、混合容器内へ垂直に突出するシャフトを介してモータによって駆動される。
【０００４】
本発明による圧密効果により、改良された造粒が達成される。冒頭に記載した従来技術と比べて、造粒時間が短い。細粒は、好都合な丸い形状及び寸法を有する。さらに、細粒は、比較的ダストフリー且つ均質である。したがって、細粒は、成形品用、特にブレーキライニングとともにシール部材用の改良型出発材料となる。冒頭に記載した従来技術と異なって、細粒は、製造後に分離しない。所望の成形品を細粒からプレス成形した場合、細粒の良好な特性のため、上記の従来技術と比べて不良品の数が少ない。細粒は、比較的容易にプレス成形されることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】細粒を製造する方法に使用される混合器の上面図である。
【図２】本発明による造粒方法に使用される混合器の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
混合器具の、回転方向に傾斜している表面を回転させることによって成分の一部を混合容器の隣接壁部分の方向に運ぶことにより、混合器の混合容器内で繊維状、粉末及び液体成分から細粒を製造する方法によって、上記利点を達成することができる。たとえば、混合器具は、そのような表面を有するプロペラ様のブレードを有し、それにより、成分はその表面から混合容器の最も近い壁部分又は底部分の方へ押し進められる、又は運ばれる。個々の表面は、平面的又は湾曲してもよい。
【０００７】
驚くべきことに、造粒化すべき成分を混合容器の壁部分又は底部分の方へ、特に底部の方へ運ぶことにより、造粒効果が大幅に改善されることがわかった。この目的のために、好ましくは、造粒中に回転方向を適当に、すなわち成分を混合器具から壁又は底部の方に運ぶことによって圧密化を生じさせる第１回転方向に一致させて設定する従来型垂直形混合器が使用される。このように製造された細粒は、好都合な丸い形状及び寸法を有し、たとえばマッチ棒の頭部の寸法である。さらに、細粒は、比較的よりダストフリー且つより均質である。したがって、細粒は、成形材料又は成形品用、特にブレーキライニングとともにシール部材用の改良型出発材料を表す。
【０００８】
第１回転方向の回転によって混合器具及び底部間に圧密効果が達成される場合、丸みつき底部、たとえば、丸みつきディスク又は皿形ボイラ端部が、平坦な底部より好ましいであろうが、実験からわかるように、平坦な底部も可能である。そして、第１回転方向中に圧密効果を達成する混合器具のブレードは好ましくは、底部の形状に適合した形状を有する。丸みつき底部の場合、ブレードは実質的に底部に平行に延び、したがってやはり丸みがつけられる。
【０００９】
造粒は、圧力及び混合器具の回転速度とともに温度等のパラメータによって実質的に制御される。とりわけ、出発材料又は出発成分次第で、たとえば表面又は混合容器の幾何学的形状の変化による圧力増加、混合器具の配置、特に混合器具の移動速度によって造粒結果を任意に改善することができないことも起きる可能性があるであろう。その場合、材料は代わりに、不都合にも混合容器の壁に固着するであろう。圧力及び温度を変更することにより、また必要ならば、出発成分を事前に除湿し、それに伴って温度を上昇させることによって最適設定を見つけることは、当業者の任務である。パラメータが適当に設定されると、成分は混合容器の壁から分離し、最適造粒が達成される。それぞれの設定は、使用される成分によって決まる。
【００１０】
本方法のさらなる実施の形態は、混合容器の壁又は底部に面する側を、混合容器の一部分の壁又は底部の形状に実質的に適合させた混合器具によって圧密効果を達成できるようにしている。したがって、混合器具と壁又は底部の部分との距離、又はその間のギャップがほぼ一定である。したがって、混合器具は、壁部分又は底部分に対して平行な平面上を移動する。
【００１１】
さらなる実施の形態では、混合器具は、湾曲壁部分との間に均一距離を維持する回転面上を移動する。たとえば、混合容器の底部は、外側に向かう球状の皿形になっている、すなわち丸みがついており、混合器具は、それに対応して上向きに曲がったブレードを有する。冒頭に述べた従来技術と比べて、この均一距離によって特に均質な造粒が達成される。表面形状及び速度により、一方では、上記固着を回避するために、発生する圧力が高くなりすぎないように、また他方では、最適造粒が達成されるように、距離を最適化することができる。
【００１２】
細粒を製造するための本発明による方法の別の実施の形態では、結合剤が成分に添加される。たとえば、これはワックス、フェノール樹脂等の液状樹脂及びその誘導体、液状ゴム、ラテックス、及びポリビニルアルコール等の溶存熱可塑性樹脂であることができる。これらの成分の特殊な性質のため、混合容器内での処理中に、摩擦及び／又は熱により、残りの成分との結合効果が起きる。
たとえば、結合剤として添加されたワックスは、移動によって生じる熱のため、又は外部から供給される熱によって溶融し、したがって、造粒すべき成分間のダスト粒子を拘束する。したがって、細粒の、特にダストフリーの細粒の特に均質な形成が達成される。
【００１３】
別の実施の形態は、混合すべき成分を加熱するようにしている。たとえば、加熱コイルを混合容器の周囲に配置する。したがって、温度を特に容易且つ迅速に設定することができ、これにより、混合パラメータの最適設定を確保することができる。
【００１４】
製造された細粒の分離はほとんどない。したがって、細粒は安定的であり、且つプレス成形特性が改善される。細粒は非常に迅速に製造されることができる。したがって、チャージ時間が短く、そのために製造コストが低い。したがって、それから製造される成形品の不良品の数は少ない。好都合なことに、細粒は、ブレーキライニング又はシール部材にプレス成形される。
【００１５】
さらに、それに続いて混合器具の移動方向を逆にすることが有利に行われる。たとえば、繊維の引き離し及び／又は造粒前の成分の混合のために、第１回転方向と逆の移動方向が使用される。
【００１６】
原綿のように、繊維状成分が束になる。したがって、第１ステップで、最初に繊維状成分を混合容器に入れることによって造粒を開始し、第１回転方向と逆の方向に混合器具を回転させ、それにより、好ましくは比較的高い回転速度で繊維を引き離すことが有利である。この効果を改善するために、好ましくは混合器具は、圧密効果を達成するブレードに加えて、これとは別のブレードを有する。したがって、ブレードは、回転軸から見て、幾つかの平面上に配置される。
【００１７】
本発明の有利な実施の形態では、第２ステップで、さらなる成分、すなわち主に液体成分が混合容器に添加される。第２ステップの要点は、混合容器に入っている成分を互いに混合することである。混合器具を第１回転方向と逆の方向に、すなわち好ましくは、第１ステップ中の回転速度設定と比べて減速した回転速度で、混合器具を回転させることにより、所望の結果を最善に達成することができる。
【００１８】
上記の完全な混合を改善するために、混合器具はまた、上記の追加ブレード、すなわち、回転軸から見て、異なった平面上に配置された複数のブレードを有する。追加ブレードは好ましくは異なった形状を有し、また回転軸に沿った幾つかの平面上に配置される。
【００１９】
混合容器に入っている成分を十分に混合してから、第３ステップで造粒が始まる。この目的のため、混合器具の回転方向を変える。混合器具はこの時、第１回転方向に一致した方向に回転する。そのプロセス中に、すなわち混合容器の底部又は壁に近いブレードにより、成分が混合容器の底部又は壁の方向に圧密化される。
【実施例】
【００２０】
添付の図面によって本発明をさらに説明する。
軸２を介して回転するように作製された混合器具６が、容器１内に配置されている。軸２を駆動するために、電動駆動部を設けることができる。混合器具６は、底部の近くに配置された２枚のプロペラ様ブレード５を有する。力の伝達に関する理由から、混合器具６は、混合容器の底部の近傍に配置された２枚のブレード５だけを有することが好ましい。ブレード５は、縁部３及び４間に表面を有する。ブレード５が第１回転方向に回転する間、それぞれのブレード５の下側の表面は、図示されていないが混合容器の底部と表面との間に位置する成分に対して圧密効果を有する。この場合、矢印で示した第１回転方向では、表面の適当な傾斜のために、縁部３は、縁部４より容器の底部に近い位置にある。
【００２１】
混合容器の温度制御は、二重壁によって行われる。温度制御された適当な液体をそれに通すこともできる。
【００２２】
さらなるブレード７が、底部の近くに配置されているブレード５の上方に設けられている。これらの追加ブレードは、個々の成分から細粒を製造するのを助ける。
【００２３】
図２は、図１に描かれている混合器の断面図を示す。容器１内での混合器具６の回転方向は、軸２の位置の環状矢印によって示されている。成分に加えられる圧力、したがって圧密効果は、第１回転方向への回転が高速であるほど大きい。混合器具の回転方向が変化すると、ブレード５の、縁部３及び４の間に位置して混合容器の内部の方に向いた表面が、上方へ、すなわち、図示しないが混合器具５の上方に位置する成分の方へ押しつけられる。
【００２４】
図２に示されているように、混合容器は、丸みつき底部を有する。したがって、ブレード５にも丸みがつけられている。
【００２５】
混合容器内で個々の成分を互いに混合する必要はない。すでに準備ができた成分の混合物を混合容器に入れて、直ちに細粒の製造を開始することも可能である。したがって、その場合、混合器具は、開始時の回転方向とは逆の方向に回転する。
【００２６】
細粒が製造された後、混合容器を空にする。混合器具を第１回転方向と逆の方向に回転させることが有利である。
【００２７】
摩擦ライニングの製造に関する一例によって本発明を以下にさらに説明する。以下の出発材料を使用した。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
使用することができる摩擦ライニング用の配合物は、従来の配合物とわずかに異なるだけである。それらの可塑化可能割合が７〜２５重量％であることが有利である。可塑化可能割合が９〜１７重量％で特に良好な結果を得ることができる。可塑化可能成分は、固体／液状フェノール樹脂及び／又はそれらの誘導体、液状ゴム及び／又はラテックス、及び固体／液状熱可塑性樹脂から成ることができる。ダストの拘束、及びより高い割合でのフェノール樹脂の造粒化には、純水の添加が適当であることもわかっている。
【００３０】
Ｐａｐｅｎｍｅｉｅｒ（登録商標）Ｓｃｈｎｅｌｌｍｉｓｃｈｅｒ  ＴＳＨＫ１６０の名前で市販されている垂直形混合器を使用した。それに属する混合容器の直径は６００ｍｍである。容器の高さは６４４ｍｍである。高さ対直径の比は１．０７である。高さ対直径の比が０．９〜１．２でも、良好な結果を得ることができる。混合容器は丸みつき底部を有する。混合器具は、スプーン状に広がった端部、すなわち２枚のブレードを備えて底部の上方を移動する２アーム式鎌状工具を有する。したがって、それは、底部の近傍に配置された２枚のブレードを備える。しかしながら、器具は、３本のアーム、すなわち３枚のブレードを有することもできる。しかしながら、その場合、力の伝達に幾つかの問題が生じるであろう。底部工具すなわちブレードと容器の底部との間の距離は１５ｍｍである。５〜２５ｍｍの距離も有効であることがわかっている。底部工具のスプーン状の端部の角度は３５°である。有用なさらなる角度は、１５°〜６０°であることができる。混合器具の軸に２つのさらなる剣状の工具が取り付けられている。端部は、両方の回転方向において生成物又は成分を押し下げるような形状になっている。造粒中の混合器具の回転速度は、６００〜４００ｍ-1であった。２００〜８００ｍｉｎ-1の回転速度も可能であった。装置の寸法に合わせて、周速度は６〜２９ｍ／ｓ、特に１２〜２０ｍ／ｓでなければならないことがわかった。混合容器は二重壁を有し、それにより、５〜９５°Ｃ、好ましくは３５〜４０°Ｃの温度を設定した。温度を選択するとき、生成物の温度が、フェノール樹脂及びその誘導体の限界硬化温度より低温に留まるように注意を払う必要があり、それらの固化は、プレス成形後の焼結中にのみ行われなければならない。限界温度は一般的に、１３０°Ｃより高い。
【００３１】
造粒化すべき成分を、円形直径を有する混合器の混合容器に入れる。第１ステップで、乾燥物質、すなわち特に繊維をこの混合容器に入れる。第２ステップで、特に液体成分を加える。成分を互いに混合してから、第３ステップで、混合器具の回転方向を変えて、細粒の製造を行う。その時、圧密効果が達成される。細粒が製造されたら、回転方向を再び適当に変えて、排出を始める。混合器具が第１回転方向に回転していないときに細粒の排出を行うことが有利である。この要領で、継続圧密化が品質を再び低下させることを回避する。混合器具を第１回転方向と逆の方向に回転させると、排出が容易である。製造についてのさらなる詳細が、以下の表から明らかである。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
この場合、「左回り」の回転方向が第１回転方向に対応する。高品質を有する所望の細粒が、わずか４．５分後に得られた。
【図１】
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【図２】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年9月13日(2005.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合器の混合容器内で粉末、繊維状及び／又は液体材料から細粒を製造する方法であって、第１ステップで、粉末、繊維状及び／又は液体材料を前記混合容器に入れ、それに続くプロセスで、前記混合容器内の混合器具を、前記材料が互いに混合されるまで、前記第１回転方向と逆の方向に回転させ、前記混合器具と前記混合容器の壁部分との間の前記材料に対する圧密効果を、前記混合容器内で前記１つの混合器具を前記第１回転方向に回転させることによって達成し、また、それにより、前記混合物から細粒を製造する方法。
【請求項２】
前記材料は、前記混合器具の、回転方向を基準にして前記混合容器の隣接壁部分の方へ傾斜している表面を回転させることにより、少なくとも部分的に押し進められ、前記壁部分は、前記容器の底部であり、前記混合器具のブレード及び前記容器の前記底部間の距離は、５〜２５ｍｍであり、前記細粒は、互いに混合された粉末、繊維状及び液体材料から製造される、特に請求項１に記載の混合器の混合容器内で粉末、繊維状及び液体材料から細粒を製造する方法。
【請求項３】
前記圧密効果は、前記混合器具の、前記混合容器の前記壁部分に面する側を、前記混合容器の前記壁の形状にほぼ適合させることによって達成される請求項１又は２に記載の細粒を製造する方法。
【請求項４】
ダスト拘束剤を前記材料に添加する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の細粒を製造する方法。
【請求項５】
前記材料を加熱する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の細粒を製造する方法。
【請求項６】
第１ステップにおいて、乾燥物質を前記混合容器に入れ、そのプロセス中又はそれに続いて、前記混合器具を前記第１回転方向と逆の方法に回転させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の細粒を製造する方法。
【請求項７】
前記混合容器内への乾燥物質の添加に続いて、液体成分を前記混合容器に添加し、また、そのプロセス中又はそれに続いて、前記混合器具を前記第１回転方向と逆の方向に回転させる請求項１〜６のいずれか１項に記載の細粒を製造する方法。
【請求項８】
液体成分の前記添加前には、前記混合器具を液体成分の前記添加中又は添加後より高速で前記第１回転方向と逆の方向に回転させる請求項１〜７のいずれか１項に記載の細粒を製造する方法。
【請求項９】
請求項１〜５に従った細粒を製造する方法を使用してブレーキライニングを製造する方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法を実行するための装置であって、特に丸みつき底部を設けた混合容器を有するとともに、その内部に混合器具を設置した混合器を備え、前記混合器具の前記ブレード及び前記容器の前記底部間の距離は、５〜２５ｍｍであり、さらに、第１ステップにおいて前記混合器具を前記第１回転方向と逆の方向に回転させる制御手段と、前記第１ステップ中に乾燥物質を供給する手段と、それに続いて第２ステップ中に液体成分を供給する手段と、第３ステップにおいて前記混合器具を前記第１回転方向の方向に回転させる制御手段とを備え、それにより、圧密化によって前記容器の前記底部に細粒が生成されるようにした装置。
【請求項１１】
前記混合器具を前記第１ステップ中に前記第２ステップ中より高速で回転させる制御手段を備える請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記混合器具は、前記底部に対して傾斜した２枚のブレードであって、それ以外の点では前記混合容器の前記底部に対してほぼ平行である２枚のブレードを有する請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記混合器具は、前記２枚の傾斜ブレードの上方に２枚の追加ブレードを有する請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記混合器は、垂直形混合器である請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
ブレーキライニングを製造するための細粒であって、請求項１〜９のいずれか１項に従った方法によって製造され、可塑化可能割合が７〜２５重量％、好ましくは９〜１７重量％である細粒。
【国際調査報告】
2008501497.tif 000007
2008501497.tif 000008
2008501497.tif 000009
2008501497.tif 000010
2008501497.tif 000011
2008501497.tif 000012