DE2614111C2

DE2614111C2 - Verfahren zur Herstellung von Kaugummirohmasse

Info

Publication number: DE2614111C2
Application number: DE2614111A
Authority: DE
Inventors: Charles Warren Madison Conn. Ehrgott; Raymond Laurier Danbury Conn. Roy
Original assignee: Life-Savers Inc New York Ny Us
Current assignee: Life-Savers Inc New York Ny Us
Priority date: 1975-06-04
Filing date: 1976-04-01
Publication date: 1985-11-07
Also published as: CA1068973A; MX3547E; FR2312967A1; AU499117B2; ZA761605B; AU1207376A; IE43308L; JPS594975B2; GB1538785A; IE43308B1; JPS51144765A; DE2614111A1; FR2312967B1; USB583712I5; US3995064A

Description

Kaugummirohmasse besteht im allgemeinen aus natürlichen und/oder synthetischen Gummen und/oder 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-lsopren- und Butadien-Styrol-Copolymerisate. 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 Glycerinester eines polymerisierten Kolophoniums, oder ein Terpenharz, wie ein ^-Pinen- oder ein Λ-Pinen-Polymerisat verwendet Beispiele tür hydrophobe Weichmacher sind gegebenenfalls hydrierte Kolophoniumester, wie Glycerylester von vollständig oder teilweise hydriertem Kolophonium. Gegebenenfalls können auch Füllstoffe, wie CaCO₃, MgCO₃. AI₂O₃ oder Talcum, verwendet werden. Beispiele für die 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. Glycerylmonostearct oder Fropyiengiykoimonostearat verwendet werden. Gewünschtenfalls kann die Kaugummirohmasse mit einem anorganischen Pigment wie TiO2, oder einem organischen Pigment, wie Kupferchlorophyllin, Ruß, /?-Carotin, Rot Nr. 3, Blau Nr. 1, Geib Nr. 5 oder Gelb 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.

Kaugummi wird im allgemeinen chargenweise unter Verwendung von flüssigem Latex hergestellt Dieses Verfahren erfordert jedoch großen Aufwand an Zeit, Arbeit und Maschinen.

In der DD-PS 55 407 ist ein Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen Kaugurnmigrundmassen auf synthetischer Basis beschrieben, bei Ossn die verschiedenen Komponenten in Gruppen, vorzugsweise einzeln, in bekannten Vorrichtungen zerkleinert und sofort gemischt werden. Bei diesem bekannten Verfahren wird, wie erwähnt, eine pulverförmige Grundmasse erhalten. Aus der US-PS 21 90 021 ist ein Verfahren zur Erzeugung einer Kaugummigrundmasse aus einem elastischen Bestandteil (Lastic) und einem Harz bekannt, das durch mechanisches Einbringen des verfestigten Harzes in den elastischen Bestandteil gekennzeichnet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Kaugummirohmasse aus natürlichen und/oder synthetischen Gummen und/oder kautschukartigen Polymerisaten (als Elastomeren), Lösungsmitteln für das Elastomer, hydrophoben und hydrophilen Weichmachern, ölartigen Weichmachern und Emulgatoren zu schaffen, das sich rasch und wirtschaftlich und vorzugsweise kontinuierlich durchführen läßt und das zu einer Kaugummirohmasse in Form eines teigartigen homogenen Gemischts führt. Diese Aufgabe kann überraschenderweise durch ein neues Verfahren gelöst werden, bei dem drei getrennte Mischstufen unter Anwendung unterschiedlich hoher Scherkräfte durchgeführt werden.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung einer Kaugummirohmasse aus natürlichen und/oder synthetischen Gummen und/oder kautschukartigen Polymerisaten (als Elastomeren), Lösungsmitteln für das Elastomer, hydrophoben und hydrophilen Weichmachern, ölartigen Weichmachern und Emulga-

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fei

toren, das dadurch gekennzeichnet ist, 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

Das getrennte Vermischen der Bestandteile unter Anwendung verschieden hoher Scherkräfte zur Herstellung einer Kaugummirobmasse wird erstmals im Verfahren der Erfindung gelehrt Dieses Verfahren ermöglicht die Verwendung verschiedener Mischeinrichtungen je nach dem erforderlichen Ausmaß des Mischens, wodurch die Funktion des Mischvorgangs in jeder Stufe leicht an die Bedürfnisse angepaßt werden kann. Jede der Mischstufen kann nicht nur getrennt von den anderen, sondern auch gleichzeitig mit diesen durchgeführt werden, so daß das Gesamtverfahren kontinuierlich ablaufen kann. Dies bietet erhebliche verfahrenstechnische und wirtschaftliche Vorteile gegenüber der herkömmlichen chargenweisen Erzeugung von Kaumgummirohmasse unter Verwendung eines flüssigen Latex. Da in den herkömmlichen Verfahren die gesamte Verarbeitung in einem einzigen Ansatz erfolgt, ist nämlich die zur Bearbeitung des Ansatzes erforderliche Zeit wirtschaftlich unerwünscht lang. Außerdem muß eine Anlage geschaffen werden, die eine Änderung des Ausmaßes des Vermischens in den aufeinanderfolgenden Stufen ermöglicht

Diese Nachteile der bekannten Verfahren werden durch das erfindungsgemäße Verfahren ausgeräumt, bei dem außerdem eine Kaugummirohmasse in Form eines teigartigen homogenen Gemisches erhalten wird, die sich für die weitere Verarbeitung zur Erzeugung eines Kaugummis besser eignet als eine pulverförmige KaugummigruncVnasse.

Die Zeichnung zeigt ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die verschiedenen Bestandteile für die erfindungsgemäß herstellbare Kaugummirohmasse werden im allgemeinen in den nachstehend angegebenen Mengen verwendet.

Bestandteil	Gewichtsprozent
Elastomer	5-15
Lösungsmittel für das Elastomer	5-20
hydrophiler Weichmacher	20-35
hydrophober Weichmacher	5-15
ölartiger Weichmacher	15-25
Emulgator	10-15
Füllstoff	0-25
Pigment	0-5
Zusätze	0-2

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die Rohmassenbestandteile in drei Gruppen getrennt. Die erste Gruppe 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 Figment. Die dritte Gruppe umia?t 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 jeweils vorgesehenen Menge in den entsprechenden Mischer ohne Vormischen eingespeist werden. Darüber hinaus kann auch anstelle der vorstehend genannten Mischer ein einziger variabler Mischer 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 miteinaiivar vermischt Das erhaltene Gemisch wird über ein Förderband in bestimmten Mengen in einen Hochleistungsmischer eingespeist. Der Ausdruck »Hochleistungsmischer« be.reichnet einen Mischer, der mit starken Scherkräften arbeitet und dei 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 Elastcmerteilchen 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 Gemisch 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 vorgemlschv. Das erhaltene Gemisch wird über ein Förderband in bestimmten Mengen in einen Schnellmischer eingepeist Der Ausdruck »Schnellmischer« bezeichnet einen Mischer, der praktisch ohne Scherkräfte arbeitet, jedoch eine starke Faltung bewirkt. Im Schnellmischer werden die Bestardteile 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 Gemisch ist die fertige Kaugummirohmasse, die dann zum Endproduktdem Kaugummi-, weiterverarbeitet wird.

Die vorstehend beschriebene Reihenfolge der einzelnen Mischvorgänge ist für die Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens unerläßlich. Beispielswei-

se wird kein gleichmäßig dispergiertes Produkt erhalten, wenn man den ölartigen oder den hydrophoben Weichmacher bereits zu der ersten Gruppe von Bestandteilen gibt.

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

Bestandteil	Gewichtsteile
fester ElasiomcriatCÄ	a O
Terpenharz (von ß- Pinen)	6
(Lösungsmittel für das Elastomer)
Polyvinylacetat	28
(hydrophiler Weichmacher)
Glycerylester von hydriertem	8
Kolophonium
(hydrophober Weichmacher)
Paraffinwachs	19
(ölartiger Weichmacher)
Glycerylmonostearat (Emulgator)	14
CaCO₃ (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

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 zusammen in einen Mischer 4 mit mittlerer Leistung gegeben und dort zu einer teigähnlichen, homogenen Masse vermischt

Die aus den Mischern 5 und 4 ausgetragenen Gemische werden zusarc/nen 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 16

(Lösungsmittel für das Elastomer)
Polyvinylacetat 28

(hydrophiler Weichmacher)

Glycerylester von hydriertem

Kolophonium

(hydrophober Weichmacher)

Paraffinwachs

(ölartiger Weichmacher)

Glycerylmonostearat (Emulgator)

30
14

Die vorstehend aufgeführten Bestandteile werden gemäß Beispiel 1 miteinander vermischt, jedoch wird in den Mischer 3 kein Calciumcarbonat eingetragen.

Anstelle der getrennten Mischer 2, 4 und 6 kann im erfindungsgemäßen Verfahren auch ein einziger variabler Mischer verwendet werden. In diesem Falle werden die trockenen Feststoffe, u. h. da» 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 werden der ölartige Weü'imacher und der Emulgator vereinigt und in dem vorstehenden Mischer mit den anderen Bestandteilen ohne Einwirkung von Scherkräften und unter verstärkter Faltung vennischt.

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Kaugummirohmasse aus natürlichen und/oder synthetischen Gummen und/oder kautschukartigen Polymerisaten (als 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 «on 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 .nan den ölartigen Weichmacher mit dem Emulgiermittel vormiscb' bevor man es mit dem zweiten Gemisch vermischt

5. Verfahren nach Ansprach ' dadurch gekennzeichnet daß man einen einzigen variablen Mischer verwendet

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren kontinuierlich durchführt

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Elastomer in einer Menge von 5 bis 15 Gewichtsprozent, das Lösungsmitte! für das Elastomer in einer Menge von 5 bis 18 Gewichtsprozent, den hydrophilen Weichmacher in einer Menge von 20 bis 35 Gewichtsprozent, den hydrophoben Weichmacher in einer Menge von 5 bis 15 Gewichtsprozent und den ölartigen Weichmacher und das Emulgiermittel in einer Menge von 25 bis 40 Gewichtsprozent verwendet.