CH710216A2 - Matte oder Band. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Matten oder Bänder, die vulkanisationsfrei hergestellt sind. Sie betrifft insbesondere Matten zur Verwendung im Gleisbau für Schienenfahrzeuge, im Strassenbau o. a. Die Matte oder das Band besteht zumindest aus einem thermoplastischen Elastomercompound in Form einer gummimehlmodifizierten Polymerlegierung aus Gummimehl und einem Hauptthermoplast, wobei das Elastomercompound dispergiermittelfrei und emulgatorfrei ist und zu Mehl gemahlen vorliegt, und dass das Hauptthermoplast ein Polyester oder Polyurethan ist. Die Matte ist durchstossfest und in mindestens einer Schicht (150) ausgebildet.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft Matten oder Bänder, die vulkanisationsfrei hergestellt sind. sie betrifft insbesondere Matten zur Verwendung im Gleisbau für Schienenfahrzeuge, im Strassenbau o.a.

[0002] Obwohl Gummimehl-enthaltende thermoplastische Elastomer-ähnliche Compounds seit Jahren bekannt sind und die damit hergestellten Produkte entscheidende Verbesserungen mit sich gebracht haben, sind vor allem im Hinblick auf das Herstellungsverfahren, die Herstellungskosten und die Materialeigenschaften dieser thermoplastischen Elastomer-ähnliche Compounds viele Probleme noch nicht gelöst. Dies schlägt sich nieder in der immer noch sehr geringen Marktakzeptanz dieser Gummimehl enthaltenden Halb- und Fertigfabrikate und bedarf dringend neue Lösungen.

[0003] Thermoplastische Elastomere zeigen derzeit die grössten Zuwachsraten aller Polymergruppen. Solche thermoplastische Elastomere, die Gummimehl enthalten, zeigen insbesondere die Dokumente DE 1 9607 281 A, DE 19 923 758 A oder auch die beiden amerikanischen Patentschriften US 5 010 122 und US 5 359 007 auf.

[0004] Diese Elastomercompounds mit Gummimehl werden üblicherweise so hergestellt, dass die Komponenten kontinuierlich über Zweiwellenextruder oder Knetextruder zugeführt werden und das so entstehende Elastomercompound direkt in Endprodukte verformt wird. Hierbei kommen sowohl Endlosprodukte als auch Formstücke in Frage. Dabei werden das Gummimehl und der Hauptelastomer in granuliertem Zustand zusammen mit einem Dispergierungsmittel oder einen Emulgator direkt in einen Extruder oder Knetextruder eingegeben und wie bereits erwähnt, in Halb- oder Fertigfabrikate geformt.

[0005] Bänder, insbesondere Transportbänder oder Matten, werden heute aus Gummi in Vulkanisationspressen gefertigt. Zur Verstärkung weisen solche Bänder oder Matten Lagen aus zugkraftaufnehmenden Geweben auf. Hierbei wird der Gummi direkt zu einer ersten Lage über einen Schlitzextruder geformt, hierauf eine Gewebeschicht kontinuierlich aufgelegt und darüber ebenfalls kontinuierlich wiederum über einen Extruder eine weitere Schicht des Gummis aufgetragen.

[0006] Werden thermoplastische Elastomere zur Herstellung von Bänder oder Platten «eingesetzt, so werden diese verschiedenen thermoplastischen Elastomere in Granulatform vermischt mit eventuellen Füllmitteln versehen und dieses Gemisch auf einem Träger aufgestreut, gegebenenfalls eine Gewebelage darauf abgelegt und wiederum dieses Gemisch aufgestreut und anschliessend mittels Druck und Wärme zum gewünschten Endprodukt, nämlich einer Platte oder eines Bandes geformt.

[0007] Aus der EP 2 345 695 B1 ist eine elastomerpulvermodifizierte thermoplastische Zusammensetzung mit mindestens einem thermoplastischen Matrixmaterial und mindestens einem in das Matrixmaterial durch Schmelzemischen eingebundenen feinteiligen, vernetzten und pulverförmigen Elastomermaterial bekannt. Das Elastomermaterial ist aus der Gruppe von vernetzten Elastomermaterialien mit einer zur Härte des Matrixmaterials ähnlichen oder identischen Härte ausgewählt. Hierbei soll die Härte des Elastomermaterials einer allgemeinen Beziehung dergestalt genügen, dass es grösser oder kleiner gleich der Härte des Matrixmaterials zuzüglich resp. abzüglich einer festgesetzten Abweichung in der Härte ist. Diese Abweichung soll kleiner gleich zwanzig sein. Die Härte ist dabei in Shore-A nach DIN 53505 angegeben. Das Elastomermaterial soll eine Shore-Härte nach DIN 53505 von 30 bis 70 A aufweisen.

[0008] Eine für die Herstellung von Bänder oder Matten besonders geeignete thermoplastische Elastomerlegierung ist aus der europäischen Patentschrift EP 1627014 B bekannt. Der Erfinder dieser Elastomerlegierung hat nun Versuche gefahren, indem das dort beschriebene Gummimehl zusammen mit einem Hauptthermoplasten, nämlich einem Polyurethan-Granulat unter Beifügung von Dispergierungsmittel oder Emulgator vermischt wurde und auf einem Träger aufgestreut und auf dieser aufgestreuten Lage ein textiles Band aufgelegt wurde, um danach eine weitere gleichartige Streulage aufzubringen und so ein Band oder eine Matte unter Einleitung von Wärme und Druck zu bilden. Das dabei erzielte Resultat war nicht zufriedenstellend. Untersuchungen haben dann ergeben, dass das Gemisch von Polyurethan-Granulat und Gummimehl sich beim Einstreuen oder während es auf der Unterlage liegt, sich weitgehend getrennt hat, sodass das Gummimehl auf der Unterseite wesentlich höher konzentriert war als auf der Oberseite. Trotz einer Vielzahl von Versuchen, dies zu vermeiden, ist dies nicht gelungen. Die Gründe für diesen Effekt haben sich insbesondere dadurch eingestellt, dass das Gummimehl durch die Rundheit der Partikel dazu neigt, innerhalb dieser Mischung nach unten zu rollen. Massgeblich für diese Eigenschaft ist der sogenannte Winkel der inneren Reibung oder Schüttwinkel. Massnahmen, um diesen Schüttwinkel beim Mahlvorgang des Gummimehls zu verändern, haben sich nicht als erfolgreich erwiesen.

[0009] Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Matte oder ein Band aufzuzeigen, das gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vulkanisationsfrei herstellbar ist, und es trotzdem erlaubt, Matten oder Bänder im Streuverfahren herzustellen.

[0010] Die Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0011] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen erläutert. <tb>Fig. 1<SEP>zeigt schematisch die Fertigung des Ausgangsmaterials und <tb>Fig. 2<SEP>ebenso schematisch die Weiterverarbeitung des Ausgangsmaterials zu entsprechenden Bändern oder Matten, wobei <tb>Fig. 3<SEP>die Verwendung des Ausgangsmaterials zu einer Einlage geformt dargestellt ist, während <tb>Fig. 4<SEP>ein Band oder eine Matte unter Zwischenlage der Einlage nach Fig. 3 gebildet ist.

[0012] Ein Ausgangsmaterial zur vulkanisationsfreien Herstellung von Matten oder Bändern besteht aus einem thermoplastischen Elastomercompound, welches zwei Hauptbestandteile aufweist. Zum einen ist dies ein Gummimehl, welches aus Altreifen oder Restgummi besteht und zum zweiten aus einem Hauptthermoplast, der hier insbesondere und bevorzugt aus einem Polyester, ggf. Polyurethan oder einer anderen Polymerlegierung besteht. Zur Fertigung des Gummimehls werden Altreifen und Gummireste geschreddert und getrocknet, bevor man dieses geschredderte Material in einem Drehrohrkühler einbringt. Mittels flüssigem Stickstoff wird dann dieses geschredderte Material auf ca. minus 80 °C gekühlt, damit das Material versprödet, um es dann in einer Hammermühle weiter zu verkleinern. Hierbei wird das tiefgefrorene Gummi von Gewebe- und Stahleinlagen befreit und granuliert. Das Gummigranulat wird schliesslich in einer Kugelmühle oder einem Prallreaktor zu Gummimehl zermahlen. Dieses Gummimehl weist dann eine Korngrösse zwischen 100 bis 600 µm, bevorzugterweise zwischen 300 und 450 µm auf. Ein solches Gummimehl weist dann eine Rauheit beziehungsweise Glätte auf, welches über den Reibungswinkel oder Schüttwinkel definiert wird. Dieser Schüttwinkel ist im trockenen Zustand des Gummimehls rund zwischen 22 und 27°. Dies führt dazu, dass sich bei einem Gemisch eines solchen Gummimehls mit einer anderen Komponente, welches einen grösseren Schüttwinkel aufweist, ein solches relativ homogenes Gemisch entmischt.

[0013] Bei der Herstellung von Matten oder Bändern mit Zwischenlagen wird das Ausgangsmaterial in einem Streuverfahren auf einem Träger aufgebracht, dann ein textiles oder metallenes Gewebe aufgelegt 151 und danach eine weitere Streuschicht des Ausgangsmaterials aufgebracht, worauf abermals ein oder mehrere Schichten von textilen oder metallenen Geweben 151 abwechslungsweise mit aufgestreuten Lagen des Ausgangsmaterials aufgetragen werden können. Dieser mehrschichtige Aufbau wird dann meist in mehreren Stufen einer Wärme- und Druckzuführung unterzogen und so zu einem Band oder einer Matte verarbeitet, wobei die äusseren Schichten 150 nur aus dem Elastomercompound bestehen. Dies mit den heute bekannten Ausgangsmaterialien zu realisieren ist misslungen. Insbesondere wurden Versuche gefahren, um dies mit Polyurethan als einem Hauptthermoplasten mit Gummimehl und einem Dispergierungsmittel oder Emulgator durchzuführen. Ein erstes Problem dabei ist, dass Polyurethan auf dem Markt nur in Granulatform angeliefert wird. Dies ist aber bei der Herstellung solcher Bänder oder Matten unbrauchbar, einerseits weil vielfach die Streuschichten dünner sein sollten als die Korngrösse des Granulates und andererseits wegen den erheblichen Unterschieden in der Grösse zwischen Granulat und Gummimehl. Hierdurch findet automatisch eine Entmischung statt.

[0014] Verarbeitet man nun aber erst das Polyurethan-Granulat zu Mehl und vermischt dieses mit Gummimehl und den weiteren Bestandteilen, so findet immer noch eine Entmischung statt, wie die Anmelderin bei Versuchen festgestellt hat. Die Gründe für diese Entmischung dürften vor allem darin bestehen, dass der Winkel der inneren Reibung, beziehungsweise der Reibungswinkel beziehungsweise Schüttwinkel der beiden zu vermischenden Hauptkomponenten zu gross ist. Eine Veränderung der inneren Reibung der einzelnen Komponenten ist praktisch nicht möglich, da es sich hierbei um inhärente Eigenschaften dieser beiden Materialien handelt.

[0015] Aus der EP 1 627 014 B des Anmelders ist eine Gummimehl-enthaltende Elastomerlegierung bekannt. Eine solche Gummimehl enthaltende Elastomerlegierung wird in einem Ko-Kneter gefertigt und dann aus diesem sehr speziellen Extruder direkt zu Fertig- oder Halbfabrikate formgebend verarbeitet. Es wäre somit denkbar, die einzelnen Schichten in einem Extrusionsverfahren praktisch flüssig aufzutragen und zwischen den einzelnen Schichten die textilen und/oder metallenen Gewebeeinlagen anzubringen. Dies ist aber aufwändiger und das erzielbare Resultat ist in vielerlei Hinsicht bezüglich den physikalischen Eigenschaften weniger gut geeignet.

[0016] Daher wird nunmehr diese Gummimehl-enthaltende Elastomerlegierung in ein neues Ausgangsmaterial umgeformt, welches eine Herstellung von Matten oder Bändern in einem Streuverfahren erlauben, ohne dass dabei eine Trennung der beiden Hauptkomponenten auftritt.

[0017] Die Herstellung eines solchen Ausgangsmaterials wird nun anhand der anliegenden Fig. 1 beschrieben.

[0018] Die einzelnen Komponenten werden aus entsprechenden Bunkern 10 und 11 kontinuierlich dosiert einem Ko-Kneter 15 zugeführt. In diesem Ko-Kneter 15 werden nun die einzelnen Komponenten durchmischt und erwärmt, bis sich eine homogene flüssige Masse ergibt, die über einen Extruder 16 durch eine Schablone 17 gepresst wird. Diese Schablone 17 weist drei- oder mehreckige Durchpressöffnungen 18 auf. Mittels einem nachgeschalteten rotierenden Messer 19 wird so ein eckiges Granulat gebildet, das sogleich in einem Wasserbad 20 abgekühlt wird. Das im Wasserbad abgekühlte und nun harte Granulat wird danach getrocknet, indem das Granulat in einer Zentrifuge 21 annähernd wasserfrei geschleudert wird. Das getrocknete Granulat wird schliesslich einer Mühle zugeführt, indem es unter kryogenen Bedingungen zu einem Mehl mit einer Korngrösse von 200 bis 800 µm gemahlen wird. Bevorzugterweise verwendet man für diesen Mahlprozess eine sogenannte Schneidmühle. Die Schneidmühle stellt sicher, dass die Partikel eine kantige Struktur beibehalten und nicht eine gerundete Struktur erhalten. Dieses nunmehr vorliegende Ausgangsmaterial weist nun einen inneren Reibungswiderstand auf, der einen Schüttwinkel von über 32° ergibt. Bevorzugterweise liegt dieser Schüttwinkel zwischen 34 und 40°. Dieser Winkel ist verschieden, je nach der Art der verwendeten Mühle, der Mahldauer und der Kantigkeit der Partikel. Der Fachmann stellt diese Parameter gemäss seinen Erfahrungen ein.

[0019] Auf diese Weise erhält man ein Ausgangsmaterial zur vulkanisationsfreien Herstellung von Matten oder Bändern. Das Ausgangsmaterial enthält, wie zuvor beschrieben, einen thermoplastischen Elastomercompound aus Gummimehl und einen Hauptthermoplast, hier bevorzugterweise Polyester oder Polyurethan.

[0020] Gute Resultate ergaben sich, wenn aus Hauptelastomer im Elastomercompound 30 bis 50 Gew% Polyester verwendet wurde. Andere Hauptelastomere sind aber auch einsetzbar.

[0021] Mit diesem Ausgangsmaterial lässt sich nun vulkanisationsfrei eine Matte oder ein Band formen. Daraus gefertigte Matten weisen eine hohe Beständigkeit in Bezug auf Abrieb auf und sie besitzen eine ausgezeichnete schwingungsdämmende Wirkung, die sie für Gleisbetten o. a. besonders geeignet sein lässt. Mittels des erfindungsgemässen Ausgangsmaterials lassen sich insbesondere mehrlagige, dünne Matten oder Bänder fertigen, doch ebenso Matten mit einer Dicke von bis zu 30mm. Die vorgenannten, dünnen, mehrlagigen Bänder oder Matten werden dann besonders vorteilhafterweise als Einlagen 151 bei der Herstellung dickerer Bänder oder Matten verwendet. In der Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine solche dünnschichtige Einlage 152. als Matte oder Band gezeigt, während in der Fig. 4 eine solche dünnschichtige Einlage 152 eingesetzt in einem dickerem Band oder einer dickeren Matte gezeigt ist. Zunächst wird nun der Aufbau solcher Matten beziehungsweise solcher Bänder beschrieben und danach mit Bezug auf die Fig. 2 , deren Herstellung erläutert.

[0022] Mittels des erfindungsgemässen Ausgangsmaterials, dessen Herstellung anhand der Fig. 1 beschrieben worden ist, wird nunmehr eine Einlage 152 als Dünnschichtmatte oder -band (Fig. 3 ) gefertigt. Obwohl dieses Produkt als Einlage 152 bezeichnet wird, bedeutet dies nicht zwingend, dass es sich hierbei um ein Halbfabrikat handelt, sondern kann als solches auch direkt zum Einsatz kommen. Der Aufbau dieser Einlage 152 ist aus der Fig. 3 ersichtlich. Es besteht abwechslungsweise aus einer Streuschicht des Ausgangsmaterials und darauf wird eine Lage aus textilem oder metallenem Gewebe 151 verlegt. Darauf wird mindestens nochmal eine Lage des Ausgangsmaterials aufgestreut und danach unter Druck- und Wärmezufluss auf einer sogenannten Doppelbandpresse zur Einlage geformt. Bevorzugterweise besteht jedoch eine solche Einlage aus mindestens zwei oder drei Lagen von textilem und/oder metallenem Gewebe 151 und mindestens gleich vielen Lagen des aufgestreuten Ausgangsmaterials. Es ist somit denkbar, dass sich auf der in Herstellungslage untersten Lage eine Schicht des aufgestreuten Ausgangsmaterials befindet, während auf der obersten Schicht eine Lage des aufgelegten textilen und/oder metallenen Gewebe 151 zu liegen kommt. In den meisten Fällen wird jedoch sowohl die unterste als auch die oberste Lage bzw. Schicht 150 aus aufgestreutem Ausgangsmaterial des Elastomercompounds bestehen. Die aufgestreuten Lagen weisen im aufgestreuten Zustand, also vor der Verdichtung unter Wärme- und Druckzufuhr, eine Dicke von rund 2 bis 8 mm auf. Nach der Durchführung durch die Doppelbandpresse werden diese aufgestreuten Schichten dann zu einer Dicke von 1 bis 5 mm reduziert. Obwohl, wie bereits erwähnt, die Gewebelage sowohl aus textilem als auch aus metallenem Gewebe oder einem Gemisch davon bestehen kann, wird man in den weitaus meisten Fällen eine reine textile Gewebelage vorsehen. Der Grund dafür besteht darin, dass bei Verwendung von reinen textilen Gewebelagen die Flexibilität der so gebildeten Einlage wesentlich flexibler ist, was bei einer Weiterverwendung als Zwischenlage in einer zur herstellenden Matte oder Band von Vorteil ist, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird. Als Material für eine Gewebeeinlage eignet sich insbesondere ein Gewebe aus Polyethylen PE.

[0023] Wie bereits erwähnt, kann eine Gewebelage 151 die Aussenfläche bilden. In diesem Falle dringt das geschmolzene Elastomercompound durch die Gewebelage 151 hindurch und das Gewebe 151 liegt nicht unbedeckt vor. Diese nur knapp mit Elastomercompound gedeckte Lage wird bei Bändern, insbesondere bei Transportbändern als trummseitig bezeichnet, da diese Seite auf die stützenden Rollen und Umlenkrollen zum Aufliegen bestimmt ist.

[0024] In der Fig. 4 ist nun ein Band oder eine Matte dargestellt, bei der die Einlage 152, wie in Fig. 3 dargestellt und zuvor beschrieben, als echte Einlage 152 verwendet wird. Unter und über dieser Einlage 151 wird eine relativ dicke Streulage bzw. Schicht 150 aufgebracht. Dies geschieht so, dass auf einer Doppelbandpresse gemäss der Fig. 2 erst eine relativ dicke Lage aufgestreut wird und darauf die beschriebene Einlage 152 aufgelegt, worauf dann auf diese Einlage 152 eine weitere dicke Schicht 150 aufgestreut wird, die danach in einer Heizzone von beiden Seiten erwärmt und verdichtet wird und schliesslich abgekühlt und als fertiges Endprodukt herauskommt.

[0025] Bei der Herstellung des Elastomercompounds unter Verwendung von Polyestern oder Polyurethan können dabei Polyestern oder Polyurethane mit verschiedenen Shore A Härten verwendet werden. Entsprechend können die oberen oder unteren Elastomercompounds ebenfalls verschiedene Härtegrade auf weisen. Je nach Anwendungszweck wird man die oberen und unteren Schichten 150 härtemässig unterschiedlich wählen. Übliche hierbei sinnvoll erzielbare Härten, von nicht geschäumten Polyester- oder Polyurethan-Elastomercompounde, liegen zwischen 50 und 90 Shore A.

[0026] Für das Fertigprodukt spielt aber nicht nur die Härte eine Rolle, sondern auch der Abrieb oder die Durchstossfestigkeit. Unter Abrieb versteht man den Materialverlust an der Oberfläche durch eine abrasive mechanische Beanspruchung, die auftritt, wenn Oberflächen aufeinander einwirken. Ein relativ einfaches Verfahren für die Charakterisierung der Abriebeigenschaften von elastomeren Wirkstoffen stellt der sogenannte Abrieb nach DIN 53516 oder DIN ISO 4649 dar. Während herkömmliche Transport- oder Förderbänder gemäss der DIN Norm DIN ISO 4649, die aus einem vulkanisierten Kautschuk bestehen und beispielsweise eine Härte von 95 Shore A aufweisen, einen Abrieb von 210 mm<3>aufweisen, weisen die Transportbänder, die mit dem erfindungsgemässen Elastormercompund gefertigt worden sind, einen Abrieb von 120 mm<3>auf. So hergestellte Förder- oder Transportbänder besitzen entsprechend eine wesentlich höhere Lebensdauer. Dies bedingt allerdings, dass das Elastomercompound in einem Ko-Kneter gefertigt wird. Wird dasselbe Material in derselben Zusammensetzung in einem herkömmlichen Doppelwellenextruder verarbeitet, so verschlechtert sich die Abriebfestigkeit und der Abrieb erhöht sich um rund 30%. Doppelwellenextruder besitzen normalerweise eine Durchlassweite zwischen der Wand des Extruders und der Welle von rund 3 bis 5 mm. Testversuche haben aber gezeigt, dass Doppelwellenextruder, bei denen dieser Abstand auf rund 1 mm reduziert wurde, auch ein Endprodukt ergaben, welches in Bezug auf den Abrieb verbesserte Werte gab, die jenen Werten eines Ko-Kneters relativ nahe kommen.

[0027] Anhand der Fig. 2 wird nun die Fertigung der erfindungsgemässen, vulkanisierfreien Matten oder Bänder und die dazu zu verwendende Doppelbandpresse erläutert. Die Doppelbandpresse wird insgesamt mit 100 bezeichnet. Sie umfasst verschiedene Zonen. Mit 101 ist eine Abwicklungs- und Streuzone bezeichnet, der nachfolgend eine Wärme- und Druckzone 102 folgt. Diese Wärme- und Druckzone 102 teilt sich wiederum in drei verschiedene Zonen auf, die in Durchlaufrichtung unterteilt sind, in eine Niedere-Druck-Heizzone 103, der eine getemperte Hochdruckzone 104 folgt und die abgeschlossen wird durch eine Kühlzone 105. Auf den Aufbau und die Funktion der verschiedenen Zonen wird nachfolgend eingegangen.

[0028] Durch die gesamte Doppelbandpresse 100 läuft ein umlaufendes Trägerband 110. An den Enden des umlaufenden Trägerbandes 110 sind beidseitig die Umlenkrollen 111 angeordnet. Das umlaufende Trägerband 110 wird durch Stütz- und Führungsrollen 112 stützend durch die gesamte Doppelbandpresse 100 geführt. In der hier gewählten Darstellung ist die Doppelbandpresse 100 schematisch und schräg von oben dargestellt. Aus diesem Grund sind die Stütz- und Führungsrollen 112 lediglich im rücklaufenden Bereich sichtbar, obwohl selbstverständlich solche Stütz- und Führungsrollen 112 auch im vorlaufenden Bereich vorhanden sind. Das umlaufende Trägerband 110 ist so bezeichnet, da die einzelnen Komponenten zur Erstellung der erfindungsgemässen Matten oder Bänder auf dem Trägerband 110 zu liegen kommen.

[0029] In der ersten Zone, der Abwicklungs- und Streuzone 101, sind, wie die Bezeichnung bereits kundtut, verschiedene Gewebeband-Abwickeleinheiten und Elastomercompound-Streueinheiten angeordnet. Je nach der zu erstellenden Matte beziehungsweise Band beziehungsweise Einlage oder Dünnschichtband, erfolgt zuerst eine Ablage eines ersten Gewebebandes oder einer ersten gestreuten Lage aus dem erfindungsgemässen Ausgangsmaterial. Im hier dargestellten Beispiel ist zuvorderst eine erste Gewebebandabwickeleinheit 113 dargestellt. Das von diesen Gewebebandabwickeleinheit kommende Gewebeband liegt somit direkt auf das umlaufende Trägerband 110 auf. Wird aber erwünscht, ein Band oder eine Matte herzustellen, deren erste Lage bzw. Schicht 150 aus einem Elastomercompound besteht, so wird diese erste Gewebebandabwickeleinheit 113 ausser Betrieb gesetzt.

[0030] Dieser ersten Gewebebandabwickeleinheit 113 folgt dann eine erste Elastomercompound-Streueinheiten 114. Diese Elastomercompound-Streueinheit besteht aus einem Bunker 140, indem das Ausgangsmaterial, also das zu Mehl verarbeitete Elastomercompound, vorrätig ist. Der Inhalt des Bunkers 140 der Elastomercompound-Streueinheit gelangt dann auf eine Dosierwalze 141 und von dort über eine Streu- oder Bürstenwalze 142 auf das umlaufende Trägerband 110. Die hier aufgetragene Schicht lässt sich in der Dicke praktisch beliebig einstellen. Je nachdem, ob ein Dünnschichtband zur Fertigung einer Einlage 152 gefertigt wird oder eine Matte oder ein Förder- oder Transportband unter Zwischenlage einer Einlage 152 gefertigt werden soll. Dieser ersten Elastomercompound-Streueinheit 114 folgt dann eine zweite Gewebebandabwickeleinheit 116. Wird die erste Gewebebandabwickeleinheit 113 nicht eingesetzt, so bildet diese zweite Gewebebandabwickeleinheit eigentlich die erste Gewebebandabwickeleinheit. Dem folgt dann eine zweite Elastomercompound-Streueinheit 115. Je nachdem, wie viele Gewebebandlagen erwünscht sind, und wie viele gestreute Lagen aus Elastomercompound-Mehl aufgetragen werden sollen, sind hier abwechslungsweise zwei bis n Elastomercompound-Streueinheiten vorhanden und mindestens eine bis n Gewebebandabwickeleinheiten 116 vorhanden. Insbesondere wenn ein Dünnschichteinlageband verwendet wird, sind im Prinzip lediglich zwei Elastomercompound-Streueinheiten 114 und nur eine dazwischen angeordnete Einlegebandabwickeleinheit dazwischen angeordnet erforderlich. Auf jeden Fall lässt sich im gleichen Durchlaufprozess nicht einerseits das Dünnschichteinlegeband fertigen, und gleichzeitig ein Förder- oder Transportband unter Verwendung eines solchen Dünnschichteinlagebandes herstellen. Hierzu müssen das Dünnschichtband und das Transportband getrennt gefertigt werden. Sinnvollerweise wird die Fertigung praktisch immer in Bandform geschehen und dieses Band durch entsprechenden Zuschnitt nachfolgend zu Matten zurechtgeschnitten. Nach dem Durchlauf durch die Abwicklungs- und Streuzone 101, gelangen die noch nicht miteinander verbundenen Lagen in dem Bereich der Wärme- und Druckzone 102. Wenn hier von Wärmezone gesprochen wird, so wird hiermit die Temperaturführung verstanden, die sowohl das Heizen als auch das Kühlen umfasst. In diesem Bereich der Wärme- und Druckzone 102 ist nun ein umlaufendes oberes Förder- und Andruckband 120 vorhanden. Dieses ist um die beiden endseitig angeordneten Umlenkrollen 121 gelenkt und selbstverständlich wiederum mittels Stütz- und Führungsrollen 122 geführt. Wie bereits erwähnt, unterteilt sich die Wärme- und Druckzone in drei Zonen, die in Durchlaufrichtung vorderste Zone ist die Niederdruck-Heizzone 103. In diesem Bereich wird das Ausgangsmaterial, bestehend aus dem zu Mehl verarbeiteten Elastomercompound, auf die Schmelztemperatur oder kurz darüber aufgeheizt. Je nach der Verwendung des im Elastomercompound verwendete Elastomer, liegt diese Temperatur zwischen 120 und 180 °C. Selbstverständlich wird nur der Elastomeranteil geschmolzen, nicht jedoch das darin befindliche Gummimehl. Der in diesem Bereich anliegende Druck wird nur durch das umlaufende obere Förder- und Andruckband 120 bewirkt.

[0031] Dieser eben beschriebenen Niederdruckheizzone 103 folgt dann eine getemperte Hochdruckzone 104. Der Übergang der beiden Zonen erfolgt im Bereich von oberhalb und unterhalb des umlaufenden Trägerbandes 110 angeordneten Quetschrollen 125. Diesen Quetschrollen 125 folgt eine isobarische, hydraulische Doppelbandpresseinheit 126. Die Bänder dieser Doppelbandpresseinheit 126 sind Stahlpressbänder 127. In der getemperten Hochdruckzone 104 wird das zuvor geschmolzene Material auf einer Temperatur geführt, die unterhalb der Schmelztemperatur liegt. Die definitive Formung des gefertigten Bandes wird erreicht. Die Stahlbänder bewirken durch ihre Aufnahme von Wärme praktisch eine relativ gleichbleibende Temperatur. Diese Temperatur liegt aber trotzdem deutlich unter der Schmelztemperatur. Sinnvoll wird die Temperatur im Bereich der Erweichungstemperatur des verwendeten Hauptelastomers gehalten.

[0032] Nach dem Durchlauf durch die getemperte Hochdruckzone 104, gelangt dieses fertig geformte Band in die Kühlzone 105. Je nachdem, wie schnell man das nun fertige Band abkühlen will und auf welche Temperatur man dieses abkühlen will, gestaltet man die Kühlzone 105 kürzer oder länger und verwendet entsprechend unterschiedliche Kühlmittel. Die Kühlung kann sowohl mittels Radiation als auch mittels Konvektion und Wärmeweitung erfolgen. Diese verschiedenen Kühlungsmöglichkeiten lassen sich auch kombinieren. So können beispielsweise an einer Seite Kaltluft oder gekühlte andere Gase aufgeblasen werden und beispielsweise auf der gegenüberliegenden Seite des Trägerbandes Kühlaggregate am Trägerband anliegen.

[0033] Das fertige Endprodukt ist nun entweder eine Matte oder Band, welches direkt verwendet werden kann oder wie bereits erwähnt, als Einlage 152 über ein Gewebeband- oder Dünnschichtbandabwicklungseinheit 116 als Einlage 152 in ein dickeres Band resp. Matte weiterverwendet werden, wobei diese dickere Matte oder dieses dickere Band unter Verwendung derselben oder baugleichen Doppelbandpresse 100 gebildet werden kann. Geeignete Doppelbandpressen der schematisch hier dargestellten Art bieten die Firmen Technopartner Samtronic GmbH in Göppingen, Deutschland oder die Firma Sundvik Process Systems in Fellbach, Deutschland an. Diese beiden Firmen bieten solche Pressen unter der Bezeichnung «CombiPRESS» (TM) an.

Bezugszeichenliste:

[0034] <tb>10<SEP>Bunker für Hauptelastomer PU <tb>11<SEP>Bunker für Gummimehl <tb>13<SEP>Dosierzuleitungen <tb>15<SEP>Ko-Kneter <tb>16<SEP>Extruder <tb>17<SEP>Schablone <tb>18<SEP>Durchpressöffnungen in 17 <tb>19<SEP>rotierendes Messer <tb>20<SEP>Wasserbad <tb>21<SEP>Zentrifuge <tb>22<SEP>Mühle bzw. Schneidmühle <tb>23<SEP>Ausgangsmaterial <tb>α<SEP>Schüttwinkel <tb>100<SEP>Doppelbandpresse <tb>101<SEP>Abwicklungs- und Streuzone <tb>102<SEP>Wärme- und Druckzone <tb>103<SEP>Niederdruck-Heizzone <tb>104<SEP>getemperte Hochdruckzone <tb>105<SEP>Kühlzone <tb>110<SEP>umlaufendes Trägerband <tb>111<SEP>Umlenkrollen <tb>112<SEP>Stütz- und Führungsrollen <tb>113<SEP>erste Gewebebandabwickeleinheit <tb>114<SEP>erste Elastomercompound Streueinheit <tb>115<SEP>zweite bis n-te Elastomercompound Streueinheit <tb>116<SEP>zweite bis n-te Gewebeband- oder Dünnschichteinlegebandabwicklungseinheit <tb>120<SEP>umlaufendes, oberes Förderband und Andruckband <tb>121<SEP>Umlenkrollen des oberen Förderbandes <tb>122<SEP>Stütz- und Führungsrollen des oberen Andruckbandes <tb>123<SEP>obere Heizzone <tb>124<SEP>untere Heizzone <tb>125<SEP>Quetschrollen <tb>126<SEP>isobarische, hydraulische Doppelbandpresseinheit <tb>127<SEP>Stahlpressbänder <tb>128<SEP>untere Kühleinheit <tb>129<SEP>obere Kühleinheit <tb>130<SEP>Aufroll- oder Zuschneideeinheit <tb>140<SEP>Bunker einer Elastomercompound Streueinheit <tb>141<SEP>Dosierwalze <tb>142<SEP>Streuwalze <tb>150<SEP>Schicht <tb>151<SEP>Gewebe <tb>152<SEP>Einlage

Claims (15)

1. Matte oder Band, das vulkanisationsfrei hergestellt ist und zumindest aus einem thermoplastischen Elastomercompound in Form einer gummimehlmodifizierten Polymerlegierung aus Gummimehl und einem Hauptthermoplast besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomercompound dispergiermittelfrei und emulgatorfrei ist und zu Mehl gemahlen vorliegt und dass das Hauptthermoplast ein Polyester oder Polyurethan ist und dass die Matte durchstossfest und in mindestens einer Schicht von bis zu 30mm Dicke ausgebildet ist.

2. Matte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptelastomer zu 30–50 Gew% in der Polymerlegierung enthalten ist.

3. Matte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Lage oder Einlage (152) aus textilem, kunststofflichem oder metallenem Gewebe (151) im Innern aufweist.

4. Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (152) mehrlagig ist und mindestens zwei Lagen aufweist.

5. Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial des Elastomercompounds resp. der Polymerlegierung zu kantigen Partikeln granuliert ist und zu einem Mehl mit einer Korngrösse von 200 bis 800 µm gemahlen ist.

6. Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einlage aufweisen, die aus mindestens zwei eingestreuten Schichten des Ausgangsmaterials und mindestens einer dazwischen verlegten Lage aus textilen oder metallenen Gewebe (151) besteht, die zusammen unter Druck und Wärme Einfluss zu einer Einlage geformt ist auf der ein- oder beidseitig je eine weitere Schicht anbringbar ist.

7. Matte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (152) zwei oder mehr bevorzugterweise drei Gewebelagen (151) aufweist und zwischen zwei benachbarten Gewebelagen (151) je eine aus dem Ausgangsmaterial erstellte Schicht vorhanden ist, die je eine Dicke zwischen 1 und 5mm, bevorzugt zwischen 1 und 3mm aufweist.

8. Matte nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Einlage (152) einseitig eine Schicht (150) aus Elastomercompound angebracht ist.

9. Matte nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Einlage beidseitig eine Schicht (150) aus Elastomercompound angebracht ist.

10. Matte nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Einlage (152) angebrachten Schichten (150) aus Ausgangsmaterial unterschiedliche Härten aufweisen.

11. Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gummimehl aus Altreifen oder Gummiabfällen hergestelltes Gummimehl ist.

12. Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial des Elastomercompounds einen inneren Reibungswiderstand aufweist, der einen Schüttwinkel von über 32°, bevorzugterweise zwischen 34° und 40° ergibt.

13. Verfahren zur Fertigung des Ausgangsmaterials zur vulkanisationsfreien Herstellung von Matten oder Bändern nach Anspruch 1, bestehend aus Altreifen oder Gummiabfällen hergestelltes Gummimehl und einem Hauptthermoplast, wobei der Anteil des Gummimehls mindestens 30 Gew% bis maximal 60 Gew% beträgt und die Partikelgrösse 100 µm bis 600 µm beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Gemisch in einen Ko-Kneter oder Doppelwellen-Extruder zu einer fliessfähigen Masse verarbeitet wird und danach durch eine Schablone mit drei oder mehreckigen Austrittsöffnungen gepresst, abgeschlagen und abgekühlt wird, worauf dieses so gebildete Granulat zu einem Elastomercompoundmehl mit einer Korngrösse zwischen 200 und 800 µm gemahlen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat in einem Wasserbad abgekühlt und anschliessend getrocknet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat in einem Kaltmahlverfahren zu einem Mehl mit einer Partikelgrösse von 200–700 µm gemahlen wird.