DE2614111A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kaugummirohmasse - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kaugummirohmasse

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DE2614111A1 DE19762614111 DE2614111A DE2614111A1 DE 2614111 A1 DE2614111 A1 DE 2614111A1 DE 19762614111 DE19762614111 DE 19762614111 DE 2614111 A DE2614111 A DE 2614111A DE 2614111 A1 DE2614111 A1 DE 2614111A1
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Description

11 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kaugummirohmasse "
Priorität: 4. Juni 1975, V.St.A,, Nr. 583 712
Kaugummi wird im allgemeinen chargenweise unter Verwendung von flüssigem Latex hergestellt. Dieses Verfahren erfordert jedoch großen Aufwand an Zeit, Arbeit und Maschinen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Kauguramirohmasse zur Verfügung zu stellen, das sich rasch und wirtschaftlich und vorzugsweise kontinuierlich durchführen läßt. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgaben werden durch die Erfindung gelöst. Demgemäß betrifft die Erfindung den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
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Die Zeichnung zeigt ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Kaugummirohmasse besteht im allgemeinen aus natürlichen und/ oder synthetischen Gummen, kautschukartigen Polymerisaten, nachstehend kurz auch als Elastomeren bezeichnet, hydrophilen Weichmachern, Estergummen (Lösungsmittel für das Elastomer und hydrophober Weichmacher) , ölartigen Weichmachern, Füllstoffen, Emulgatoren, Pigmenten und Zusätzen, wie Antioxidationsmitteln, Stabilisatoren oder Konservierungsmitteln. Beispiele für natürliche Gummen oder Elastomere sind Naturkautschuk, Chicle, Balata, Sorva, Guttapercha, Lechi Caspi und Jelutong. Beispiele für synthetische kautschukartige Polymerisate sind Polyisobutylen, Isobutylen-Isopren- und Butadien-Styrol-Copolynierisate. Als hydrophiler Weichmacher wird im allgemeinen ein Kunstharz, beispielsweise ein Vinylpolymerisat, wie Polyvinylacetat, oder teilweise hydrolysierter Polyvinylalkohol oder deren Gemisch verwendet. Estergummen wirken als Lösungsmittel für das Elastomer und als hydrophobe Weichmacher. Beispielsweise wird als Lösungsmittel für das Elastomer ein Kolophoniumderivat, wie ein dimerisierter Kolophoniumester, ein Glycerines ter eines polymerisierten Kolophoniums, oder ein Terpenharz, wie ein ß-Pinen- oder ein a-Pinen-Polymerisat verwendet. Beispiele für hydrophobe Weichmacher sind gegebenenfalls hydrierte Kolophoniumester, wie Glycerylester von vollständig oder teilweise hydriertem Kolophonium. Gegebenenfalls können in erfindungsgemäßen Verfahren auch Füllstoffe, wie CaCO,, ^, AI2O, oder Talcum, verwendet werden. Beispiele für die
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erfindungsgemäß verwendeten ölartigen Weichmacher sind ölartige Stoffe, wie Kakaobutter, hydrierte Pflanzenöle, Wachse, wie Petroleumwachse, insbesondere Paraffinwachse, und Polyäthylenwachse. Zur Herstellung der Kaugummirohmasse können geringe Mengen an Emulgatoren, wie Fettsäuremonoglyceride, -diglyceride oder -triglyceride, z.B. Glycerylmonostearat oder Propylenglykolmonostearat, verwendet werden. Gewünschtenfalls kann die Kaugummirohmasse mit einem anorganischen Pigment, wie TiO2, oder einem organischen Figment, wie Kupferchlorophyllin, Ruß, ß-Carotin, Rot Nr. 3, Blau Nr. 1, Gelb Nr. 5 oder GeIb-Nr. 6, gefärbt werden. Ferner können Antioxidationsmittel oder Konservierungsmittel, wie butyliertes Hydroxyanisol oder butyliertes Hydroxytoluol, verwendet werden.
Der hier verwendete Ausdruck "Weichmacher" bezieht sich auf kaubare Substanzen, die als Weichmacher für die Elastomeren wirken.
Die verschiedenen Bestandteile für die erfindungsgemäß herstellbare Kaugummirohmasse werden im allgemeinen in den nachstehend angegebenen Mengen verwendet.
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. 4 - Bestandteil 26U111 n
Elastomer Gewi chtsprο ζ ent
Lösungsmittel für das Elastomer 5-15
hydrophiler Weichmacher 5-20
hydrophober Weichmacher 20 - 35
ölartiger Weichmacher 5-15
Emulgator 15 - 25
Füllstoff 10 - 15
Pigment 0 - 25
Zusätze 0-5
0-2
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die Rohmassenbestandteile in drei Gruppen getrennt. Die erste Grupp® besteht aus dem natürlichen oder synthetischen Kautschuk oder Elastomer, dem Lösungsmittel für das Elastomer und den Zusätzen. Die zweite Gruppe besteht aus dem hydrophilen Weichmacher, dem hydrophoben Weichmacher, dem Füllstoff und dem Pigment. Die dritte Gruppe umfaßt den ölartigen Weichmacher und den Emulgator. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in vorteilhafter Weise entweder chargenweise oder kontinuierlich durchführen, wobei letzteres bevorzugt ist. Jede Gruppe von Bestandteilen wird vorzugsweise getrennt vorgemischt. Hierauf wird die erste Gruppe von Bestandteilen in einen Hochleistungsmischer eingespeist und anschließend zusammen mit der zweiten Gruppe von Bestandteilen in einen Mischer mit mittlerer Leistung eingespeist. Das so erhaltene Gemisch wird hierauf zusammen mit der dritten Gruppe von Bestandteilen in einen Schnellmischer gegeben. Jedoch kann auch jeder einzelne Bestandteil in der
Menge
jeweils vorgesehenen /Ln den entsprechenden Mischer ohne Vormischen eingespeist werden. Darüber hinaus kann auch anstelle
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r 26U111 -,
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der vorstehend genannten Mischer ein einziger variabler Mi-• scher verwendet werden.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
Die erste Gruppe von Bestandteilen, d.h. das Elastomer, das Lösungsmittel für das Elastomer und die Zusätze, werden in einen Mischer für trockene Feststoffe gegeben und dort gleichmäßig miteinander vermischt. Das erhaltene Gemisch wird über ein Förderband in bestimmten Mengen in einen Hochleistungsraischer eingespeist. Der Ausdruck "Hochleistungsmischer" bezeichnet einen Mischer, der mit starken Scherkräften arbeitet und der gleichzeitig aufgrund der geringen Abstände zwischen den sich bewegenden Oberflächen eine Mahlwirkung ausübt. Aus dem Hochleistungsmischer wird ein kautschukartiges, völlig homogenes Produkt ausgetragen, das keine undispergierten Elastomerteilchen mehr enthält und zu einem durchscheinenden Film gedehnt werden kann.
Die zweite Gruppe von Bestandteilen, d.h. der hydrophile Weichmacher, der hydrophobe Weichmacher, der Füllstoff und die Pigmente, werden in einen zweiten Mischer für trockene Feststoffe gegeben und dort gleichmäßig miteinander vermischt. Das erhaltene Gemisch wird über ein Förderband in bestimmten Mengen in einen Mischer mit mittlerer Leistung eingespeist. Der Ausdruck "Mischer mit mittlerer Leistung" bezeichnet einen Mischer, der mit geringeren Scherkräften arbeitet und das Ge-
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misch stärker faltet, da die Abstände zwischen den sich bewegenden Oberflächen größer sind. Aus dem Mischer mit mittlerer Leistung wird eine teigähnliche Masse ausgetragen, die sich zu einem homogenen Film dehnen läßt, der keine einzelnen Teilchen mehr erkennen läßt. Dieses Gemisch wird mit dem aus dem Hochleistungsmischer ausgetragenen Gemisch, das ebenfalls in den Mischer mit mittlerer Leistung eingespeist wird, vereinigt.
Die dritte Gruppe von Bestandteilen, d.h. der ölartige Weichmacher und der Emulgator, werden in einen Mischer für trockene Feststoffe eingespeist und vorgemischt. Das erhaltene Gemisch wird über ein Förderband in bestimmten Mengen in einen Schnellmischer eingespeist. Der Ausdruck "Schnellmischer" bezeichnet einen Mischer, der praktisch ohne Scherkräfte arbeitet, jedoch eine starke Faltung bewirkt. Im Schnellmischer werden die Bestandteile der dritten Gruppe mit dem Gemisch der ersten und der zweiten Gruppe von Bestandteilen vereinigt, das vom Mischer mit mittlerer Leistung ebenfalls in den Schnellmischer eingespeist wird. Das aus dem Schnellmischer ausgetragene Geraisch ist die fertige Kaugummirohmasse, die dann zum Endprodukt, dem Kaugummi ( weiterverarbeitet wird.
Die vorstehend beschriebene Reihenfolge der einzelnen Mischvorgänge ist für die Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens unerläßlich. Beispielsweise wird kein gleichmäßig dispergiertes Produkt erhalten, wenn man den ölartigen oder den hydrophoben Weichmacher bereits zu der ersten Gruppe von l_ Bestandteilen gibt. _j
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Die Beispiele erläutern die Erfindung. Alle genannten Mischer sind mit einem Heizmantel ausgerüstet, damit sie, falls dies zum wirksamen Mischen erforderlich ist, vor allem zu Beginn des Verfahrens beheizt werden können.
Beispiel 1
Zur Herstellung einer Kaugummirohmasse werden folgende Bestandteile verwendet:
Bestandteil Gewichtsteile
fester Elastomerlatex . 8
Terpenharz(von ß-Pinen)
(Lösungsmittel für das Elastomer ) 6
Polyvinylacetat (hydrophiler Weichmacher) 28
Glycerylester von hydriertem Kolophonium (hydrophober Weichmacher) _ 8
Paraffinwachs (ölartigerWeichmacher) 19
Glycerylmonostearat (Emulgator) 14
CaCO5 (Füllstoff) 15
Pigment 2
Der feste Elastomerlatex und das Terpenharz werden in einen Bandmischer 1 gegeben und gleichmäßig miteinander vermischt.
Polyvinylacetat, Calciumcarbonat und der Glycerylester von hydriertem Kolophonium werden in einen Bandmischer 3 gegeben und gleichmäßig miteinander vermischt.
Das Paraffinwachs und das Glycerylmonostearat werden ebenfalls in einen Bandmischer 5 gegeben und gleichmäßig miteinander vermischt.
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Das aus dem Mischer 1 ausgetragene Gemisch wird in einen Hochleistungsmischer 2 gegeben und dort zu einer homogenen Masse vermischt.
Die aus den Mischern 3 und 2 ausgetragenen Gemische werden zu-
4
sammen in einen Mischer/mit mittlerer Leistung gegeben und
dort zu einer teigähnlichen, homogenen Masse vermischt.
Die aus den Mischern 5 und 4 ausgetragenen Gemische werden zusammen in einen Schnellmischer 6 gegeben und dort zur fertigen Kaugummirohmasse vermischt. Die Rohmasse wird hierauf in üblicher Weise zu Kaugummisticks weiterverarbeitet.
Beispiel 2
Zur Herstellung einer Kaugummirohmasse werden folgende Bestandteile verwendet.
Bestandteil Gewichtsteile
fester Elastomerlatex 8
dimerisierter Kolophoniumester
(Lösungsmittel für das Elastomer) 16
Polyvinylacetat (hydrophiler Weichmacher,) 28
Glycerylester von hydriertem Kolophonium (hydrophober Weichmacher) 6
Paraffinwachs (ölartiger Weichmacher) 30 Glycerylmonostearat (Emulgator) 14
Die vorstehend aufgeführten Bestandteile werden gemäß Beispiel 1 miteinander vermischt, jedoch wird in den Mischer kein Calciumcarbonat eingetragen.
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Anstelle der getrennten Mischer 2, 4 und 6 kann im erfindungsgemäßen Verfahren auch ein einziger variabler Mischer verwendet werden. In diesem Falle v/erden die trockenen Feststoffe, d.h. das Elastomer, das Lösungsmittel für das Elastomer und die Zusätze, vereinigt und anschließend in einem Mischer mit hohen Scherkräften zu einer kautschukartigen Masse vermischt. Anschließend werden der hydrophile und der hydrophobe Weichmacher, der Füllstoff und das Pigment vereinigt und mit der kautschukartigen Masse in dem vorstehenden Mischer mit geringerer Scherkraft, jedoch unter verstärkter Faltung vermischt. Hierauf v/erden der ölartige Yfeichmacher und der Emulgator vereinigt und in dem vorstehenden Mischer mit den anderen Bestandteilen ohne Einwirkung von Scherkräften und unter verstärkter Faltung vermischt.
Die Mischer 1, 3 und 5 können auch weggelassen und die einzelnen Komponenten direkt in den vorgesehenen Mengen in die Mischer 2, 4, bzw. 6 oder in den variablen Mischer gegeben werden.
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Claims (11)

_ ίο - Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Kaugummirohmasse, aus natürlichen und/oder synthetischen Gummen, kautschukartigen Polymerisaten (Elastomeren),Lösungsmitteln für das Elastomer , hydrophoben und hydrophilen Weichmachern, ölartigen Weichmachern und Emulgatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man das Elastomer und das Lösungsmittel für das Elastomer unter Einwirkung von starken Scherkräften zu einem ersten Gemisch aus trockenen Feststoffen mischt, dieses Gemisch mit dem hydrophoben und dem hydrophilen Weichmacher unter Einwirkung von geringeren Scherkräften und unter verstärkter Faltung zu einem zweiten Gemisch vermischt und hierauf dieses Gemisch mit dem ölartigen Weichmacher und dem Emulgator unter starker Faltung und praktisch ohne Einwirkung von Scherkräften zu einer Kaugummirohmasse vermischt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Elastomer und das Lösungsmittel vormischt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den hydrophilen mit dem hydrophoben Weichmacher, vor dem Vermischen mit dem ersten Gemisch aus trockenen Feststoffen vormischt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den ölartigen Weichmacher mit dem Emulgiermittel vormischt, bevor man es mit dem zweiten Gemisch vermischt.
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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen einzigen variablen Mischer verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung des ersten Gemischs einen Hochleistungsmischer, zur Herstellung des zweiten Gemischs einen Mischer mit mittlerer Leistung und zur Fertigstellung der Rohmasse einen Schnellmischer verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren kontinuierlich durchführt.
8. Verfahren-nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Elastomer in einer Menge von etwa 5 bis etwa 15 Gewichtsprozent, das Lösungsmittel für das Elastomer in einer Menge von etwa 5 bis etwa 18 Gewichtsprozent, den hydrophilen Weichmacher in einer Menge von etwa 20 bis etwa 35 Gewichtsprozent, den hydrophoben Weichmacher in einer Menge von etwa 5 bis etwa 15 Gewichtsprozent und den ölartigen Weichmacher und das Emulgiermittel in einer Menge von 25 bis 40 Gewichtsprozent verwendet.
9· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Hochleistungsmischer zum Mischen des Elastomers mit dem Lösungsmittel für das Elastomer unter Einwirkung von starken Scherkräften zu einem Gemisch von trockenen Feststoffen, einen Mischer mit mittlerer Leistung, der mit dem Hochleistungsmischer verbunden ist, zum
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Mischen des hydrophoben und des hydrophilen Weichmachers mit dem ersten Gemisch unter Einwirkung von geringeren Scherkräften und unter stärkerer Faltung zu einem zweiten Gemisch, einen Schnellmischer, der mit dem Mischer mit mittlerer Leistung verbunden ist, zum Mischen des olartigen Weichmachers und des Emulgators mit dem zweiten Gemisch unter rascher Faltung und praktisch ohne Einwirkung von Scherkräften, sowie eine Einrichtung zum Austragen der fertigen Rohmasse aus dem Schnellmischer.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochleistungsmischer, der Mischer mit mittlerer Leistung und der Schnellmischer jeweils getrennt angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Einrichtung zum getrennten Vormischen des Elastomers mit dem Lösungsmittel für das Elastomer vor der Einspeisung in den Hochleistungsmischer, eine Einrichtung zum getrennten Vormischen des hydrophoben und des hydrophilen Weichmachers vor der Einspeisung in den Mischer mit mittlerer Leistung und eine Einrichtung zum getrennten Vormischen des olartigen Weichmachers und des Emulgators vor der Einspeisung in den Schnellmischer aufweist.
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