DE1720059B2

DE1720059B2 - Verfahren zur herstellung von formkoerpern aus altgummi

Info

Publication number: DE1720059B2
Application number: DE1967B0092800
Authority: DE
Inventors: Karl 5920 Bad Berleburg Pöppel
Original assignee: Berleburger Schaumstoffwerk Gmbh, 5920 Bad Berleburg
Priority date: 1967-05-31
Filing date: 1967-05-31
Publication date: 1978-01-19
Also published as: DE1720059C3; DE1720059A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls mindestens einseitig mit einer Folie oder einer PVC-Abdeckung bzw. -ummantelung versehenen Formkörpern aus zerkleinertem bzw. gemahlenen kompakten Altgummi, dessen Teilchen mit einem härtbaren Kunstharz durchmischt werden, das, zum Aushärten gebracht, als Bindemittel die Zwischenräume zwischen den Altgummiteilchen ganz oder teilweise erfüllt.

Für Abfallguinmi, insbesondere Altgummi, beispielsweise alte Autoreifen oder dergleichen, hat man bislang noch keine ausreichende Verwertungsmöglichkeit gefunden. Zwar ist es bekannt, Abfall- bzw. Altgummi dadurch zu verwerten, daß es gemahlen und bei der Herstellung von Kautschuk verwendet wird, wobei man den Gummischrot der zu vulkanisierenden Masse hinzufügt. Hierbei können indessen nur sehr kleine Mengen Altgummi oder Abfallgummi verwendet werden, während für den größtenTeil dieses Materials keine wirtschaftliche Verwertungsmöglichkeit bekannt ist.

Aus der DT-PS 5 1 1 087 ist zwar ein Verfahren zur Verwendung von gewebehaltigen Altkautschukgegenstän-3en bekannt, nach dem die zerkleinerten Altkautschukgegenstände mit Mineralstoffen bei erhöhter Temperatur unter gleichzeitigem oder späterem Zusatz von bituminösen Stoffen energisch durchgerührt werden, bis die im Altgummi vorhandenen unvulkanisierten Kautschukteilchen in Freiheit gesetzt werden, die in den Altkautschukgegenständen vorhandenen Faserstoffe weitgehend in ihre Bestandteile aufgelöst sind und die Mineralstoffe von dem erweichten Kautschuk benetzt bzw. eingeschlossen sind. Die nach diesem Verfahren erhaltenen Massen lassen sich zum Straßenbau, zum Abdichten von Dächern oder dergleichen verwenden. Die Durchführung dieses Verfahrens erfordert jedoch einen relativ hohen Energie- sowie apparativen Aufwand, so daß es aus Kostengriinden praktisch nicht verwirklicht ist, und der praktischen Anwendung steht weiterhin der Nachteil entgegen, daß die Herstellung der Masse zweckmäßig am jeweiligen Verwendungsort erfolgt, so daß die zur Herstellung vorgesehenen Einrichtungen transportabel ausgeführt werden müßten. So hat dieses Verfahren weder dazu führen können, Altgummi zu beseitigen, noch hat es die kostengünstige Herstellung elastischer Körper ermöglicht.

Die GB-PS 492811 beschreibt ein Material, das im wesentlichen aus fein gemahlenem Altgummi und härtbaren, in Kohlenwasserstoffen und Trockenölen löslichen Phenol-Aldehyd-Harzen besteht, die bei Temperaturen von 120° bis 180° C aushärten. Bei der Herstellung des Materials wird empfohlen, das fein gemahlene Gummi in Lösungsmitteln zu lösen, so daß durch Mischen der gelösten Stoffe ein homogenes Material erhalten wird. Soweit das als Ausgangsmaterial dienende Altgummi nicht bereits Füllstoffe, Weichmacher, Pigmente oder dergleichen erhält, können diese bei der Durchführung des Verfahrens ebenso zugesetzt werden wie die Vulkanisation beschleunigende oder verzögernde Mittel oder solche, welche die Alterung hemmen. Auch die Lehre dieser Vorveröffentlichung hat sich praktisch nicht in größerem Umfange verwirklichen lassen: Das feine Vermählen des Altgummis erfordert infolge der Oberflächenvergrößerung, insbesondere aber auch bei der Durchführung der Lösung relativ große und aufwendige Mengen von Lösungsmitteln und Kunstharzen, und der Herstellungsprozeß erweist sich durch das zum Aushärten erforderliche starke Erhitzen auf hohe Temperaturen auch energetisch als sehr aufwendig. Als nachteilig macht sich weiterhin bemerkbar, daß sowohl das Erwärmen als insbesondere das Abkühlen der Körper sich über die zur Aushärtung ohnehin erforderliche Zeit hinaus als außerordentlich zeitraubend erweist, da sowohl Gummi als auch die Kunstharze über ein nur geringes Wärmeleitvermögen verfügen. Als störend und weiterhin zeitraubend zeigt sich, falls das Verfahren nicht nur für dünne Schichten angewendet werden soll, die Notwendigkeit der Extraktion der verwendeten Lösungsmittel.

Die FR-PS 1 150 138 zeigt die Erstellung eines unzersetzbaren, hochelastischen Materials mit dem für Schaumstoffe charakteristischen niedrigen spezifischen Gewicht von 0,03 bis 0,09 p/cm³, das mit Polyurethanschaumstoff erster Wahl vergleichbar ist und zur Polsterung, Füllung von Kissen, Schalldämmung, Stoßdämpfung oder dergleichen einsetzbar ist. Nach der FR-PS 1150138 werden zerkleinerte Polyurethanreste, denen bis zu 25% zerkleinertes Moos-

gummi beigefügt sein können, miteinander verbunden, so daß die Eigenschaften frischen Polyurethanschaumsioffes erzielt werden. Des geringen spezifischen Gewichtes wegen werden hierbei auch nur entsprechend geringe Mengen von Altstoffen eingebaut, und die geschäumten Ausgangsstoffe sowie das aufschäumende Bindemittel gewährleisten nur eine begrenzte Reißfestigkeit des erstellten Materials. Die Verwendung massiver Gummischnitzel ist nicht offenbart, und als nachteilig erweist sich die erforderliche lange Abbinde- und Trockenzeit.

Die Herstellung eines massive Gummischnitzelbzw, -partikel aufweisenden Materials wird in der US-PS 2977864 offenbart. Gummischnitzel werden vorbereitend mit einer dünnen, bereits etwas Gummi enthaltenden Asphaltschicht überzogen. Unter Anwendung von Druck und Wärme lassen sich aus dem so gewonnenen Material teilelastische Grundflächen von Kinderspielplätzen, Sportstätten oder dergleichen schaffen. Auch hier steht die relativ umständliche und aufwendige Verarbeilung, die zweckmäßig am Verwendungsort der erstellten Massen zu erfolgen hat, sowie die Notwendigkeit der Verarbeitung im noch heißen Zustand einer breiten Anwendung des offenbarten Materials entgegen.

Auch das ältere deutsche Patent 1248923 gibt ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern an, das in zweifacher Hinsicht der Abfallverwertung dient: Papierschlamm, zerkleinertes Altgummi und die Komponenten eines Epoxydharzes werden vermischt und bei hoher Temperatur ausgehärtet. Auch hier erfordert die lange Erhitzung des thermisch schlecht leitenden Materials auf hohe Temperaturen einen so hohen apparativen sowie energetischen Aufwand, daß dieses Verfahren nicht erlaubt, große Mengen elastischer Formkörper mit erträglichem Aufwand herzustellen, und besonders nachteilig macht sich die hohe Trocken- und Härtetemperatur bei stärkeren bzw. starkwandigen Formkörpern durch extrem lange Belegungszeiten von Formen und Öfen bemerkbar.

Die GB-PS 934345 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Körpern aus Polyurethanschaumstoff, bei denen die Bildung einer oberflächlichen Hautschicht in Formnest während der Herstellung vermieden wird, indem als Ausgangsmaterial zerkleinertes Kunststoffschaummaterial verwendet wird, das mit einem vorgegebenen Binder gemischt ist. Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem das Aufschäumen und Abbinden nicht in der Gesamtmasse des Körpers erfolgt, sondern nur in den zwischen Schaumkunststoffflocken gelegenen, vom Binder benetzten Zwischenbereichen. Der Masse können Füllmaterialien, wie Latex, zerkleinerte Baumwollfasern, zerkleinerte Wollfasern oder zerkleinertes Papier, beigegeben werden. Die Beigabe kompakter Gummischnitzel ist weder offenbart noch durch die Druckschrift nahegelegt.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein der angegebenen Gattung entsprechendes Verfahren zu schaffen, mittels dessen inii geringem Aufwand elastische, beständige und hochbeanspruchbare Formkörper unter weitgehender Verwendung von Altgummi geschaffen werden, so daß Altgummi in praktisch beliebigen Mengen wirtschaftlich verwertbar wird.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem Altgummiteilchen in Form von Gummischrot bzw. -schnitzeln in einem Mischer durchgemischt werden, indem während des Mischvorganges die das Bindemittel bilden-

den Diisocyanate und Polyole einschließlich eines Treibmittels sowie die Benetzung fördernden Lösungsmittels getrennt zugeführt und in den Mischer eingesprüht werden, und indem nach weiterem Durchmischen das Mischgut zum Aushärten in eine Form eingegeben wird, und gegebenenfalls anschließend in an sich bekannter Weise der Formkörper mindestens einseitig mit einer Folie oder einer PVC-Abdeckung bzw. -ummantelung versehen wird. Durch die getrennte Eingabe wird eine intensive Oberflächenbenetzung der Gummiteilchen erzielt, und durch das weitere Durchmischen wird der bei der Reaktion entstandene Schaum weitgehend zerschlagen, so daß die Altgummiteilchen im Bereich ihrer Berührungsstellen direkt und hoch beanspruchbar, insbesondere zugfest, miteinander verbunden werden.

Zur Erzielung höherer Dichte und zur Steigerung der Beanspruchbarkeit durch Vergrößerung der Auflagebereiche der Altgummiteilchen wird das Mischgut in die Form gepreßt und in dieser bis zur Aushärtung unter Druck gehalten. Die Aushärtung läßt sich beschleunigen, indem einer der Komponenten des Bindemittels ein Katalysator, insbesondere Zinnoctoat, zugegeben wird. Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann in den Mischer zusätzlich ein Füllstoff, wie Kreide, Kork oder Diatomeenerde, eingegeben werden. Bei großen Beanspruchungen, insbesondere Druckbeanspruchungen, z. B. bei Maschinenbettungen, kann es ferner vorteilhaft sein, daß der elastische Körper mit einer als Drahtskelett ausgebildeten Versteifungseinlage versehen ist.

Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren ist es möglich, praktisch beliebig große Mengen Gummischrot, bspw. gemahlenen Altgummi, zu verwerten und hieraus Körper von beliebigen Formen und Abmessungen herzustellen. Bspw. kann das Verfahren zur Herstellung von Platten und Rollen angewandt werden, die dann durch weitere Arbeitsgänge, bspw. durch Schneiden, Fräsen und/oder Schälen, in die endgültige Form gebracht werden.

Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren ist es möglich, praktisch beliebig große Mengen Gummischrot, beispielsweise gemahlenen Altgummi, zu verwerten und hieraus Körper von beliebigen Formen und Abmessungen herzustellen. Beispielsweise kann das Verfahren zur Herstellung von Platten und Rollen angewandt werden, die dann durch weitere Arbeitsgänge, beispielsweise durch Schneiden, Fräsen und/oder Schälen in die endgültige Form gebracht werden. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren ist es außerdem leicht möglich, Maschinenbettungen, beispielsweise für Heizkessel und andere Maschinen, herzustellen, wobei sich insbesondere die gute Rutschfestigkeit sowie die ausgezeichnete Schalldämmung als vorteilhaft erwiesen haben. Ferner lassen sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens Matten, beispielsweise zur Auslegung von Turn- bzw. Gyinnastikhallen, herstellen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch zur Herstellung von Gummipuffern, Verpackungsformteilen, Schmutzfängern, Bodenmatten für Automobile, Schwimmböden für Sport- und Gymnastikhallen, Außenbeläge für Vorhallen, Laufwege, offene Rampen oder dergleichen, herangezogen werden. Als vorteilhaft hat sich gezeigt, daß durch Anwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens sich auf kaltem Wege aus Altgummi bzw. Abfallgummi Körper herstellen lassen, die /.. B. 40% billiger sind

als neues Gummimaterial. Diese außerordentlich große Kostenersparnis wirkt sich günstig auf den Endpreß bzw. die Rationalisierungsmöglichkeiten aus.

In der Zeichnung sind zwei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Körper beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen Formkörper schematisch im Querschnitt, und

Fig. 2 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Platte, gleichfalls schematisch im Querschnitt.

Der in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Formkörper kann beispielsweise zur Lagerung von Motoren verwendet werden, während der aus Fig. 2 ersichtliche plattenförmige Körper 2 als Fußbodenbelag Verwendung finden kann.

Für die Herstellung dieser Körper ist Gummischrot verwendet worden, der aus Altgummi, und zwar aus alten Autoreifen, gewonnen wurde. Nachfolgend sei ein Beispiel für die Verwertung von 216 kg Reifengummi (Altgummi) angegeben:

Das Reifengummi wird in einer geeigneten Form gemahlen bzw. verschnitzelt und dann in eine geeignete Mischvorrichtung gegeben. Folgende Komponenten werden mit diesem Gummischrot zusammengebracht:

1. 49 700 g Trifunktioneller Polyäther mit endstän

digen Äthylenglykolen (Polyol)

2. 21150 g Methylenchlorid 98- bis 100%ig (Lö

sungsmittel)

3. 3150 g Treibmittel (Haloalkan)

4. 490 g Zinnoctoat (Katalysator für das Binde

mittel)

5. 100 g Schaumstabilisator

6. 14500 g CH₃C₆H₃(NCO)₂
89090 g

Hierdurch läßt sich ein Körper von 280 kg Gewicht mit einem Festkörperanteil von 30% herstellen.

Die Herstellung kann folgendermaßen erfolgen: In einer Mischvorrichtung wird der Gummischrot mit dem Bindemittel vermischt, und zwar wird das Bindemittel in die Mischvorrichtung eingedüst oder eingesprüht. Die einzelnen Bestandteile des Bindemittels treten getrennt in einen Mischkopf ein, in dem sie sich erst kurz vor dem Einsprühen in die Mischvorrichtung, in der sich der Gummischrot befindet, vereinigen, da sie sonst aushärten würden.

Das Gemisch aus Gummischrot und Bindemittel wird in eine Form gegeben. Bei der Form handelt es sich um einen allseitig geschlossenen Behälter, jedoch wird auf eine Wand der Form ein Druck ausgeübt. Die Form wird, während sie unter Druck steht, verriegelt. Sie könnte aber auch, ohne daß eine Verriegelung erfolgt, unter dem Druck stehenbleiben. Die Reaktion findet bei Raumtemperatur statt. Die Reaktionszeit kann je nach der Raumtemperatur beispielsweise 1 Stunde oder mehrere Stunden betragen. Diese Reaktionsgeschwindigkeit kann durch den Anteil an Zinnoctoat verändert werden. Man kann die Reaktionsgeschwindigkeit auch durch eine geringfügige Temperaturerhöhung wesentlich verkürzen.

Bei der Herstellung des Gummischrot-Verbundmaterials können dessen Eigenschaften weitgehend modifiziert werden, und zwar durch folgende Fakto-■■> ren:

1. Durch die Korngröße des Gummischrotes,

2. durch das Verhältnis von Gummischrot zu Bindemittel, und

3. durch den Verschäum ungsgrad des Bindemittels. in Je feiner die Körnung des Gummischrotes ist, desto geringer wird - bei nicht geschäumtem Bindemittel - die Elastizität des Fertigmaterials, und desto geringer wird sein spezifisches Gewicht. Die Korngröße wird nach unten begrenzt durch die Gefahr der nicht

i"> ausreichenden Benetzung der Gummiteilchen durch das Bindemittel und dadurch, daß bei zu kleinen Teilchen eine Entmischung auftreten kann. Feines Korn kann beispielsweise 1 mm groß sein, während grobes Korn eine Länge von 4 mm und eine Breite von ca.

2» 1 mm aufweisen kann. Bei konstanter Korngröße und nichtschäumendem Bindemittel hat das Verhältnis Bindemittel zu Gummischrot folgenden Einfluß:

Die Durchlässigkeit des Fertigmaterials steigt bei fallendem Bindemittelanteil. Die Festigkeit des fertigen Materials steigt mit zunehmendem Bindemittelanteil.

Vom Verschäumungsgrad des Bindemittels ist folgender Einfluß zu erwarten:

Wenn das Bindemittel unverschäumt ist, wird bei

w gleichbleibender Bindemittelmenge die Durchlässigkeit des Materials verhältnismäßig gut sein. Wird das Bindemittel verschäumt, läßt die Durchlässigkeit des Materials nach. Bei Verwendung von stark verschäumten Bindemitteln wird die Festigkeit des Mate-

r> rials nachlassen, da dann die Festigkeit des Fertigmaterials im wesentlichen vom Schaum des Verbindungsmittels bestimmt wird und kaum mehr von den Gummiteilchen.

Man kann auch dem Bindemittel Füllstoffe zuset-

w zen. Es kann sich hierbei um Kreide, um Diatomeenerde, um Kork und um andere inaktive Füllmittel handeln. Hierdurch wird die Härte des Gesamtmaterials erhöht, die Zugfestigkeit nimmt hingegen ab. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich beispielsweise auch Isoliermaterial in Form von Platten und Rollen mit einer Wärmebeständigkeit von etwa 170° C herstellen. Außerdem ist es bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne weiteres möglich, den herzustellenden Körpern das jeweils gewünschte Maß an Luftdurchlässigkeit, Wasserdurchlässigkeit, Kältebeständigkeit, Quellunempfindlichkeit, Olfestigkeit und Frostunempfindlichkeit zu geben.

Ferner lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Arbeitsplatzmatten, beispielsweise zum Auslegen von Betonboden und großen Fertigungshallen, herstellen. Die Erfindung kann außerdem zur Herstellung von rollbaren, mit einer Gummifolie oder dergleichen versehenen Turnbodenmatten herange-

bo zogen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls mindestens einseitig mit einer Folie oder einer PVC-Abdeckung bzw. -ummantelung versehenen Formkörpern aus zerkleinertem bzw. gemahlenen kompakten Altgummi, dessen Teilchen mit einem härtbaren Kunstharz durchmischt werden, das, zum Aushärten gebracht, als Bindemittel die Zwischenräume zwischen den Altgummiteilchen ganz oder teilweise erfüllt, dadurch gekennzeichnet, daß Altgummiteilchen in Form von Gummischrot bzw. -schnitzeln in einem Mischer durchmischt werden, daß während des Mischvorganges die das Bindemittel bildenden Diisocyanate und Polyole einschließlich eines Treibmittels sowie die Benetzung fördernden Lösungsmittels getrennt zugeführt und in einen Mischer eingesprüht werden, und daß nach weiterem Durchmischen das Mischgut zum Aushärten in eine Form eingegeben wird, und gegebenenfalls anschließend in an sich bekannter Weise der Formkörper mindestens einseitig mit einer Folie oder einer PVC-Abdeckung bzw. -ummantelung versehen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischgut in die Form gepreßt und in dieser bis zur Aushärtung unter Druck gehalten wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Komponenten des Bindemittels ein Katalysator, insbesondere Zinnoctoat, zugegeben wird.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Mischer ein Füllstoff wie Kreide, Kork oder Diatomeenerde eingeben wird.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Form außer dem Mischgut zwecks Verstärkung ein Drahtskelett eingebracht wird.