DE2729784A1

DE2729784A1 - Durch thermisches druckgiessen geformtes erzeugnis aus hauptsaechlich regenerierbaren abfallstoffen

Info

Publication number: DE2729784A1
Application number: DE19772729784
Authority: DE
Inventors: James Edward Turner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1977-07-01
Publication date: 1979-03-29

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine neue Stoffzusammensetzung
und zwar einen neuen Rohstoff, der aus regenerierten Abfallstoffen besteht, bzw. die unter Druck- und Wärmeeinwrikung daraus geformten Erzeugnisse.
Genauer gesagt betrifft die Erfindung durch thermisches Druckgießen geformte Erzeugnisse, bei deren Herstellung Partikel aus altem Gummireifenmaterial und Schnitzel aus synthetischem Polymer- und Copolymermaterial verwendet werden, wobei diese Partikel und Schnitzel eine solche Größe besitzen und in einem solchen Verhältnis miteinander gemischt sind, daß sich das gegosse.le Erzeugnis im allgemeinen auf gleiche Weise und unter den gleichen allgemeinen TemperaturrAushärtungs- und sonstigen Bedingungen hestellen läßt, wie wenn das Erzeugnis aus Kunststoff allein gefertigt wUrde.
Die Ansammlung von alten Autoreifen, Kunstharzabfällen und Behältern bereitet seit langem Umweltprobleme, da diese Abfallstoffe nicht biologisch abbaubar sind. Mögliche Deponieflächen werden zunehmend weniger und in manchen Gebieten ist das Vergraben von solchen Abfällen wie auch das Verbrennen verboten.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, altes Gummi und Kunstharzabfälle zum Gießen bzw. Formen von Erzeugnissen zu regenerieren. Dabei ist angestrebt, gegossene Erzeugnisse hervorzubringen, welche im Vergleich mit Erzeugnissen, die nur aus Gummi oder nur aus Kunststoff bestehen, verbesserte elastische und Festigkeitseigenschaften aufweisen. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, eine Stoffzusammensetzung aus einer Mischung von zerkleinerten Gummireifen und Kunstharzabfällen vorzuschlagen, bei der die Teilchen eine solche Größe aufweisen und in einem solchen Verhältnis miteinander gemischt sind, daß sich daraus durch thermisches Druckgießen ein Enderzeugnis herstellen läßt, welches eine steuerbare Porosität aufweist.
Merkmale der Erfindung, die sich auf einen Ausgangsstoff für das thermische Druckgießen von Enderzeugnissen beziehen und die zur Lösung der obigen Aufgabe beitragen, stellen eine Rohstoffmischung dar, die aus zerkleinertem, vorvulkanisiertem Gummimaterial.einschließlich der darin enthaltenen textilen Faserstoffeinlagen und aus einem geringeren Anteil an zerkleinertem Kunstharzmaterial besteht. Der Grad der Porosität der wieder ausgehärteten Erzeugnisse steht im allgemeinen in einem Verhältnis zu der Größe der Gummipartikel und deren Anteil in der Rohstoffmischung und läßt sich dadurch steuern.
In der US-PS 3 338 849 ist bereits vorgeschlagen wordeii, regenerierte alte Gummireifen mit Bitumen und Polyäthylen zu mischen, um verbesserte Straßen- und Spielplatzoberflächen herzustellen.
Gemäß US-PS 2 041 223 wird Gummiabfällen Schwefel zugegeben, um einen Klebstoff oder eine Beschichtungsmasse zur Verwendung bei Gummischuhen und dergleichen zu erhalten. Die US-PS 2 392 691 enthält den Vorschlag, Gummi und/oder Regeneratgummi einem Phenolharz zuzusetzen, wobei das Harz direkt als Bindemittel dient, oder indem diese Materialien zu Pulverform gemahlen zusammen mit FUllstoffen und Aushärtmitteln als ein Gießmaterial dienen. Nach US-PS 2 593 681 soll man Kunststoffe, synthetischen Gummi und Gummi mit Lösungsmitteln zusammenbringen, um eine brauchbarefltissige Beschichtungsmasse zu erhalten. Die US-PS 3 386 925 lehrt Mischungen aus regenerierten Gummis und Kunststoffen, die sich im ExtrusionsT und Spritzgießverfahren verarbeiten lassen.
Als Lösung der gestellten Aufgabe wurde aber gefunden, daß sich aus zerkleinerten Partikeln aus regenerierten Gummireifen und Kunstharzabfällen ein in seinem Materialeigenschaften neues und brauchbares Enderzeugnis gießen läßt, indem man die Teilchengröße und das Mischungsverhältnis dieser beiden Kompnenten in einer gießfähigen Rohmaterialmischung so wählt, daß sich diese Stoffmischung durch thermisches Druckgießen zu wieder ausgehärteten Enderzeugnissen verarbeiten läßt, deren Gefüge aus einem im wesentlichen homogen- unvollständig wieder ausgeherteten Material aufgebaut ist, welches teilweise aus einer wieder ausgehärteten Mischung von geschmolzenen thermoplastischen Kunstharzschnitzeln und Gummireifenpartikeln und teilweise aus in fester Verbindung darin eingebetteten Gummireifenpartikeln in ihrem ursprUnglichen Zustand besteht. Die gewünschte oder geforderte Porosität des Enderzeugnisses, beispielsweise eines Ktibels für kleine Karpfen oder eines Behälters für Zuchttöpfe, läßt sich in Abhängigkeit von der Größe der Gummiteilohen und dem verhältnismäBigen Gewichtsanteil diese Teilchen in der Gießmaterialmischung verändern.
In einem bevorzugten Ausführungsbereich enthält die erfindungsgemäße Mischung zwischen 50 und 80 Gew.-% an zerkleinertem, vorvulkanisierten gummiähnlichem Material und im übrigen zerkleinertes Kunstharz-Abfallmaterial aus verschiedenen Polymeren, Copolymeren oder Fiberglas. Das gummiähnliche Material besteht vorzugsweise aus zerkleinerten Gummireifen einschlieBlich ihrer Textilfasereinlagen, die im allgemeinen jedoch 10 % des zerkleinerten Reifenmaterials nicht überschreiten sollen, aber unter Ausschluß der in den Reifen eventuell enthaltenen Metallteile.
Im Sinne der Erfindung soll unter dem Ausdruck "zerkleinerte Gummireifen" oder "vorvulkanisiertes Gummimaterial", welches einen Teil der Stoffmischung bildet, jeder der folgenden Stoffe mit verstanden werden: Naturkautschuk, Polymerisate, Zwischenpolymerisate und Copolymerisate konjugierter Diolefine, z.B.
Polybutadien, Butadien-Styrol-Copolymerisate, Butadien-Acrylnitril -Copolymerisate, Polymerisate und Copolymerisate von Methylpentadien, polymerische Formen von chlorsubstituierten Produkten aus konJugierten Diolefinen, beispielsweise Polychloroprenpolymerisaten nicht konjugierter Systeme, beispielsweise Polyisobutylen und Copolymerisate von Isobutylen und Isopren,und Kondensations-Polymerisate vom Typ der Polysulfide.
Wenn die beiden Stoffe in der Mischung in kaltem Zustand miteinander vermischt werden müssen, wird die ausgewählte Art von Kunstharzabfällen so zerkleinert, daß ihre Teilchengröße in etwa der Größe der Gummitsilchen entspricht, mit denen sie vermischt werden sollen. Wenn ein Banbury-Mischer oder eine andere Art von Heiß-Mischer verwendet wird, ist das Verhältnis der Teilchengrößen zueinander von geringerer Bedeutung.
Die Porosität des Enderzeugnisses, welches unter Verwendung der oben beschrienen Stoffmischung im thermischen Druckgießverfahren gegossen wurde, ergibt sich im allgemeinen aus dem verhältnismäßigen Anteil von Gummiteilen in der Mischung, sowie aus deren Größe. So ergibt eine Gummi-Kunststoff-Mischung im Verhältnis 1:1 ein Erzeugnis mit sehr geringer Porosität. Eine Mischung Gummi zu Kunststoff im Verhältnis von 80:20 führt dagegen zu einem sehr porösen Erzeugnis. FUr die erfindungsgemäße Anwendung lassen sich Gummiteilchen mit einer Größe verwenden, die sich beim Durchgang durch Siebe mit Maschenweiten vom 0,5 bis 9,5 mm (30 mesh bis 3/8 inch-screen-mesh) ergibt. Wenn zerkleinerte Autoreifen als gummiähnlicher Bestandteil in der Mischung verwendet werden, wird alles das, was von den Gummireifen durch die Siebe hindurchgeht, eIngesetzt, bis auf die Metallbestandteile, die dann magnetisch abgeschieden werden.
Wegen der Isoliereigenschaften der verwendeteten Gummiteilchen und den stark porositätserzeugenden Eigenschaften der Gummiteilchen, die zusätzlich zur Isolierwirkung beitragen, sollte die Form zum Gießen der Erzeugnisse, beispielsweise ausgehend von einer gleichen Form zum Gießen reiner Plastikgegenstände, entsprechend abgeändert werden. Im allgemeinen sind eine größere Einspritzöffnung und größere Gießkanäle für das erfindungsgemäße Gießmaterial erforderlich, damit es die gesamte Form erfüllen kann. Wegen der Volumenzahme bei der Gummi-Kunststoff-Mischung sollten mehr Gießkanäle vorgesehen werden, um sicherzustellen, daß das Gießmaterial vom Eingußende der Form bis zum entgegengesetzten Ende gelangt. Der Druck wird gegenüber dem reinen Kunststoffguß im allgemeinen erhöht werden müssen. Diese Maßnahmen sind Jedoch lediglich Anpassungen gemäß dem Stand der Gießtechnik, wie sie auch bei der Verarbeitung von verschiedenen und speziellen Kunststoffen sowie von Fiberglas erforderlich sind.
Das aus der beschriebenen Mischung erhaltene erfindungsgemäße Enderzeugnis besitzt im Vergleich zu gegossenen Kunststoffartikeln verbesserte Eigenschaften in Bezug auf Elastizität, Festigkeit, Gewicht und Porosität.
Entsprechend der Steuerung der'Wärmezufuhr, der Erweichungszeit, des Druckes und andere Parameter des Gießprozesses kann das erhaltene Enderzeugnis eine gewünschte Porosität und Dichte aufweisen, indem es aus einer wieder ausgehärteten, unvollständig homogenen Mischung von geschmolzenen Kunststoff-Gummi-Verschnitt besteht, der an Gummiteilchen im ursprünglichen Zustand gebunden ist, und indem es durch Gas erzeugte Hohlräume bzw.
Fehlstellen enthält. Die aus diesen regenerierten Stoffen hergestellten Enderzeunisse, wie beispielsweise Abfallbehälter, Zuchtbehälter, Kübel, Zaunpfähle und Eisenbahnschwellen,sind einleuchtenderweise billiger als ihre derzeitig verwendeten Gegenstilcke, wobei sie in Bezug auf viele Anwendungen sogar verbesserte Eigenschaften in Bezug auf Festigkeit, Gewicht, Elastizität und Porosität aufweisen.

Claims

Durch thermisches Druckgießen geformtes Erzeugnis aus hauptsächlich regenerierbaren Abfallstoffen PatentansPrüche fs 1.IEin aus einem Ausgangsmaterial aus einer Mischung von erstens zerkleinerten Gummireifen einschließlich der Textileinlagen und zweitens einem geringeren Anteil an Schnitzeln aus thermoplastischen Kunstharzen unter Druck- und Wärmeeinwirkung geformtes Erzeugnis aus einem im wesentlichen bomogen- unvollständig wieder ausgehärteten Material, welches teilweise aus einer wieder ausgehärteten Mischung von geschmolzenen thermoplatischen Kunstharzschnitzeln und Gummireifenpartikeln und teilweise aus in fester Verbindung darin eingebetteten Gummireifenpartikeln in ihrem ursprünglichen Zustand besteht, wobei die Porosität des Erzeugnisses im wesentlichen propotional dem Verhältnis der Gummireifenpartikel zu den Schnitzeln aus thermoplastischen Kunstharzen in der AusgangsLischung ist.
2. Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß das thermoplastische Kunstharzmaterial aus zerkleinertem Schrott oder Abfall besteht, der wenigstens einen der Stoffe Polyäthylen, Styrol und/oder Polypropylen enthält.
3. Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Kunstharzmaterial Fiberglas enthält.
4. Erzeugnis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sein Gefüge im Schnitt eine Mehrzahl von durch Gas erzeugten Hohlräumen zwischen im wesentlichen aneinandergrenzenden Wandungsoberflächen besitzt.
5. Erzeugnis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zerkleinerte Gummireifenmaterial reicht weniger als 50 % und nicht mehr als 80 sS der Mischung ausmacht.
6. Erzeugnis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zerkleinerte Gummireifenmaterial aus Partikeln von einer solchen Größe besteht, daß sie Siebe zwischen 0,5 mm und 9,5mm Maschenweite (30 mesh 3/8 inch-screen-mesh) passieren.
7. Erzeugnis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Textilfasergehalt der zerkleinerten Gummireifen weniger als 10 Gew.-0,o' der Mischung beträgt.