DE19640115A1

DE19640115A1 - Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes, insbesondere einer Schalplatte für Betonschalungen

Info

Publication number: DE19640115A1
Application number: DE1996140115
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Dehlig; Norbert Dr Nicolai
Original assignee: Stewing Nachrichtentechnik GmbH and Co
Current assignee: Stewing Nachrichtentechnik GmbH and Co
Priority date: 1996-09-28
Filing date: 1996-09-28
Publication date: 1998-04-23

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes, insbesondere einer Schalplatte für Betonscha lungen, unter Verwendung von größtenteils Kunststoffrecy clat, welches regelmäßig aus mehreren Kunststoffkomponenten besteht, wobei das Bauelement zur Verstärkung in das Kunststoffrecyclat eingelagerte Fasern und/oder zumindest eine Metallmatte im Innern oder in den Randbereichen auf weist.

Ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist im großen und ganzen aus der EP-PS 0 487 952 bekannt geworden. Diese beschäftigt sich mit einem Bauelement aus Kunststoff, in welchem Metall-Bandkörper statistisch gleichmäßig verteilt sind. Dieses Bauelement weist einen Sandwichaufbau mit je weils zwei Außenschalenbereichen auf, welche zumindest in deren Oberflächenbereich massiv sind. Im Innenbereich ist eine Schaumstoffschicht vorgesehen. In den Außenschalenbe reichen befinden sich aus Metallfäden bestehende Matten, welche im wesentlichen parallel zum Oberflächenbereich ver laufen. Die Matten können gestrickt, gewoben oder auch als Blech ausgebildet sein, bei welchem sehr viele Teile herausgestanzt sind, so daß nur noch Stege übrig bleiben. Bei den Fasern handelt es sich regelmäßig um Glasfasern.

Mit einem Bauelement aus größtenteils Kunststoffrecyclat beschäftigt sich die DE-OS 39 16 938. Hier handelt es sich bei dem Kunststoff um recycelten thermoplastischen Kunst stoff, der vorher granuliert wurde und weitgehend aus Polyolefinen besteht. Eine hieraus hergestellte Platte bzw. Schalplatte kann als Fasern Aluminiumspäne, Stahlspäne und geschoppte Glasfasern aufweisen.

Den bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß als Kunststoff recyclate praktisch nur sortenreine oder sortenähnliche Kunststoffe bei der Herstellung eingesetzt werden. So han delt es sich bei dem Granulat nach der DE-OS 39 16 938 um Polyolefin-Granulat. Insofern liegt ein sortenähnliches Kunststoffrecyclat vor, da Kunststoffsorten verwendet wer den, deren Grundpolymere übereinstimmen. Derartiges Kunst stoffrecyclat ist dementsprechend teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Ausführungsform anzugeben, wonach sich ein Bauelement, insbesondere eine Schalplatte für Be tonschalungen, einfach und kostengünstig herstellen läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren vor, daß vermischtes und gegebe nenfalls verunreinigtes Kunststoffrecyclat verwendet wird, daß dem Kunststoffrecyclat im Zuge der Herstellung des Bau elementes ein Kunststoffhaftvermittler zur homogenen Ver bindung der verschiedenen Kunststoffkomponenten beigemischt wird, und daß die Metallmatte zum Auf- oder Einkaschieren in das geschmolzene Kunststoffrecyclat bereichsweise oder vollständig mit einem vernetzbaren Heißschmelzkleber oder dem Vernetzer alleine beschichtet wird. Durch die Zugabe eines Vernetzers kann die Oberfläche des verwendeten Kunststoffrecyclates selbst so aktiviert werden, daß diese als vernetzender Heißschmelzkleber wirkt. - Durch diese Maßnahmen der Erfindung wird zunächst einmal eine einfache und besonders kostengünstige Herstellung eines Bauelemen tes, insbesondere einer Schalplatte für Betonschalungen, erreicht. Denn bei dem eingesetzten Kunststoffrecyclat handelt es sich um solches, welches vermischt und gege benenfalls verunreinigt ist. Hierunter versteht man ein Recyclat, welches aus verschiedenen, praktisch beliebigen, Kunststoffen besteht und unter Umständen aus dem vorange gangenen Gebrauch Stoffe enthält, welche die Verarbeit barkeit oder Gebrauchstauglichkeit des daraus herzustellen den Produktes beeinträchtigen. Bei einem derartigen Kunst stoffrecyclat handelt es sich regelmäßig um Kunststoff material, welches im Rahmen des "Dualen Systems Deutschland (DSD)" bzw. "grünen Punktes" gesammelt und zur Wiederver wendung zur Verfügung gestellt wird. Dieses Kunststoffrecy clat ist praktisch unbegrenzt verfügbar und regelmäßig kostenlos, die Abnahme wird zum Teil sogar finanziell be günstigt. Allerdings hat dieses Kunststoffrecyclat in der Regel keine definierten mechanischen Eigenschaften. Insbe sondere sind die Fähigkeiten, was eine Durchbiegung oder Druckaufnahme angeht, äußerst gering. Erfindungsgemäß ge lingt nun eine Modifizierung dieses vermischten und gege benenfalls verunreinigten Kunststoffrecyclates in der Wei se, daß ein biegesteifes Bauelement mit ausreichender Ober flächenhärte zur Verfügung gestellt wird, welches sich ins besondere als Schalplatte einsetzen läßt. Denn eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schalplatte läßt sich nach wie vor wie Holz sägen, bohren und sogar na geln, ohne daß dies mit einer wesentlichen Gewichtserhöhung im Vergleich zu vorbekannten Schalplatten verbunden ist.

Gleichzeitig ist die Wärmeleitfähigkeit einer aus erfin dungsgemäßen Schalplatten zusammengesetzten Schalung nach wie vor so bemessen, daß der sich regelmäßig im Innern der Schalung befindliche Beton problemlos abbinden kann. Dar über hinaus kann im Vergleich zu Holzplatten als Schal platten beispielsweise auf die Verwendung von Schalungsöl verzichtet werden. Denn die Oberfläche des nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren hergestellten Bauelementes bzw. der Schalplatte ist von vorneherein zementleimabweisend ausge bildet. Darüber hinaus besteht auch nicht - wie bei Holz platten - die Gefahr, daß Feuchtigkeit aufgenommen wird und die Schalplatte verrotten oder verfaulen kann. Dies alles gelingt durch die Modifizierung des eingesetzten Kunst stoffrecyclats einerseits in der Weise, daß durch den Kunststoffhaftvermittler eine homogene Verbindung der ver schiedenen Kunststoffkomponenten erreicht wird. Anderer seits sorgt die Metallmatte für die notwendige Stabilität und Festigkeit.

Eine einwandfreie Verbindung der Metallmatte mit den Kunst stoffkomponenten wird durch den aufgebrachten vernetzbaren Heißschmelzkleber oder einen Vernetzer, der die Kunststoff oberfläche vernetzt und dabei eine Verbindung mit der Me tallmatte herstellt, erreicht. Denn dieser Kleber sorgt für eine adhäsive Verbindung zwischen Metallmatte und Kunst stoffrecyclat bzw. den einzelnen Kunststoffkomponenten. Dabei wird die Metallmatte regelmäßig von dem geschmolzenen Kunststoffrecyclat vollständig benetzt. Dies gelingt, ohne daß der Heizschmelzkleber von der Metallmatte durch die im geschmolzenen Kunststoffrecyclat herrschenden Temperaturen abtropfen kann. Hierfür sorgt die Vernetzbarkeit des einge setzten Heißschmelzklebers. Denn dieser Heißschmelzkleber wird durch die im geschmolzenen Kunststoffrecyclat herr schenden Temperaturen vernetzt, kann folglich nicht mehr fließen bzw. abtropfen. Damit ist eine innige Verbindung der Metallmatte mit dem geschmolzenen Kunststoffrecyclat und eine vollständige Benetzung möglich. Auf diese Weise wird insgesamt ein besonders preiswertes Bauelement, ins besondere eine Schalplatte, zur Verfügung gestellt, welches im wesentlichen die gleichen Eigenschaften wie vorbekannte Schalplatten aufweist. Hierin sind die besonderen Vorteile der Erfindung zu sehen.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale werden im folgenden beschrieben. So wird der Kunststoffhaftvermittler dem Kunststoffrecyclat mit einem Gewichtsanteil von 1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 3 Gew.-% bis 5 Gew.-%, beige mischt. Als Fasern können Glasfasern, Metallfasern, Kohlen stoffasern o. dgl. in das Kunststoffrecyclat eingelagert werden. Bevorzugt werden jedoch als Fasern Gesteinsfasern in das Kunststoffrecyclat eingefügt, wobei zusätzlich zum Kunststoffhaftvermittler zur Verbindung der Kunststoff komponenten ein Gesteinshaftvermittler zur Verbindung der Gesteinsfasern mit den Kunststoffkomponenten verwendet wird. Dabei enthält das Kunststoffrecyclat bevorzugt Ge steinsfasern mit einem Gewichtsanteil von 1 Gew.-% bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 12 Gew.-% bis 15 Gew.-%, und der Gesteinshaftvermittler wird mit einem Gewichtsanteil von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-%, zugemischt.

Als vernetzbarer Heißschmelzkleber werden ein Kunststoff kleber und ein Vernetzer verwendet. Dabei wird der Kunst stoffkleber im wesentlichen unter Verwendung von Polyamid, Polyolefinen, Polymeren oder einer Mischung der vorgenann ten Bestandteile hergestellt und als Vernetzer im wesent lichen ein Peroxid oder Peroxid/Beschleuniger-Gemisch ein gesetzt. In einer gesonderten Ausführung wird der Vernetzer direkt auf die Metallmatte aufgegeben und bildet dann mit dem Kunststoffrecyclat eine haftende Verbindung. Bei dem Vernetzer kann es sich um ein organisches Peroxid, insbe sondere 1,1-Di(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan handeln. Möglich ist aber auch die Verwendung folgender Peroxide:

- 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)hexin-3
- 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)hexan
- a,a'-Di(t-butylperoxy)diisopropybenzol
- Dicumylperoxid(Bis(1-methyl-1-phenylethyl)peroxid)
- Ethyl-3,3-di(t-butylperoxy)butyrat
- Ethyl-3,3-di(t-amylperoxy)butyrat
- n-Butyl-4,4-di(butylperoxy)valerat
- 1,1-Di(t-butylperoxy)cyclohexan.

Sofern ein Peroxid/Beschleuniger-Gemisch Verwendung findet, enthält dieses vorzugsweise mehr als 10 Gew.-% Peroxid. Als Beschleuniger findet bevorzugt ein reaktives Monomer und/oder Oligomer mit zumindest zwei reaktionsfreudigen Doppel- und/oder Dreifach-Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindun gen, insbesondere flüssiges Triallylcyanurat oder Triallyl isocyanurat, Verwendung. Darüber hinaus können folgende Be schleuniger eingesetzt werden:

- Triallyltrimellitat
- Triallylphosphat
- Triallylpropan
- Trimethacrylat
- Ethylenglycoldimethacrylat.

Die vorgenannten Beschleuniger können einzeln oder in Mischungen in Verbindung mit dem Peroxid zu dem Peroxid/Be schleuniger-Gemisch verarbeitet werden.

Als Metallmatte wird bevorzugt ein profilierter Stanzblech streifen mit Versteifungen und Durchbrechungen in das Kunststoffrecyclat auf- und/oder einkaschiert, wobei die Stärke des Stanzblechstreifens 0,1 bis 2 mm, vorzugsweise 0,3 mm, beträgt. Die solchermaßen hergestellt Schalplatte ist dementsprechend nach wie vor einwandfrei nagelbar. Zur UV-Stabilisierung des Kunststoffrecyclates wird im Zuge der Herstellung Ruß mit einem Anteil von 0,2 Gew.-% bis 7 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-%, hinzugefügt. Dieser Ruß sorgt dafür, daß durch UV-Bestrahlung, wie sie bei spielsweise bei normalem Tageslicht erfolgt, keine oder nur geringe Veränderungen der Eigenschaften des Kunststoffes zu befürchten sind. Zur weiteren Stabilisierung kann dem Kunststoffrecyclat im Zuge der Herstellung ein Wärme- und Langzeitstabilisator mit einem Anteil von 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 Gew.-%, hinzugefügt werden. End lich wird bei der Herstellung des Bauelementes haupt sächlich so vorgegangen, daß die Kunststoffkomponenten mit den vorgenannten Zusätzen in einem mischenden Doppel schneckenextruder oder einem Einschneckenextruder mit Mischschnecke homogen miteinander vermischt werden und an schließend die hieraus entstehende Formmasse in plasti fiziertem Zustand aus einer Breitschlitzdüse herausgepreßt, mit der Metallmatte kaschiert und im Zuge des Abkühlens eventuell auftretende Durchbiegungen des Bauelementes durch Gegenbiegen, beispielsweise in einer Richtrollenanordnung, ausgeglichen werden. Bei einer solchen Richtrollenanordnung handelt es sich um bekannte Anordnungen von Rollen, wie sie regelmäßig zum Richten von durchlaufenden Metall-Bändern eingesetzt werden. Selbstverständlich sind auch andere Maßnahmen denkbar, welche eine Gegenbiegung des abkühlenden extrudierten Bauelementes erlauben. Eine solche Gegen biegung ist meistens dann erforderlich, wenn sich das Kunststoffrecyclat bereits verfestigt hat und sich die Metallmatte im Zuge Ihres weiteren Abkühlens zusammenzieht und so für eine Durchbiegung des Bauelementes sorgt. Jeden falls läßt sich eine solche Durchbiegung durch entsprechen de Gegenbiegemaßnahmen beherrschen.

Insgesamt handelt es sich bei der extrudierten Formmasse um ein sogenanntes vermischtes sowie gegebenenfalls verun reinigtes Regenerat. Ein solches Regenerat ist eine Form masse, welche aus Mahlgut, Agglomerat oder Regranulat unter Zugabe von Zusatzstoffen zur gezielten Eigenschaftsänderung gewonnen worden ist. Unter Agglomerat ist das Ergebnis der Zerkleinerung und Teilplastifizierung von Kunststoff zu verstehen und besteht aus zusammenhaftenden Partikeln. Unter Regranulat versteht man eine Formmasse, welche über einen Schmelzprozeß aus Mahlgut, Agglomerat oder unmittel bar aus Formteilen als Granulat gewonnen worden ist. Es sollte abschließend betont werden, daß die Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelementes selbstverständlich auch in Pressen oder Spritzgußformen erfolgen kann.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes, insbeson dere einer Schalplatte für Betonschalungen, unter Verwen dung von größtenteils Kunststoffrecyclat, wobei das Bau element zur Verstärkung in das Kunststoffrecyclat einge lagerte Fasern und/oder zumindest eine Metallmatte im Innern oder in den Randbereichen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß vermischtes und gegebenen falls verunreinigtes Kunststoffrecyclat verwendet wird, daß dem Kunststoffrecyclat im Zuge der Herstellung des Bauele mentes ein Kunststoffhaftvermittler zur homogenen Verbin dung verschiedener Kunststoffkomponenten beigemischt wird, und daß die Metallmatte zum Auf- oder Einkaschieren in das geschmolzene Kunststoffrecyclat bereichsweise oder voll ständig mit einem vernetzbaren Heißschmelzkleber oder dem Vernetzer alleine beschichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffhaftvermittler dem Kunststoffrecyclat mit einem Gewichtsanteil von 1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, vorzugs weise 3 Gew.-% bis 5 Gew.-%, beigemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß als Fasern Gesteinsfasern in das Kunststoffrecy clat eingelagert werden, und daß zusätzlich zum Kunststoff haftvermittler zur Verbindung der Kunststoffkomponenten ein Gesteinshaftvermittler zur Verbindung der Gesteinsfasern mit den Kunststoffkomponenten verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffrecyclat Gesteinsfasern mit einem Gewichtsan teil von 1 Gew.-% bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 12 Gew.-% bis 15 Gew.-%, enthält und der Gesteinshaftvermittler mit einem Gewichtsanteil von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-%, zugemischt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß als vernetzbarer Heißschmelzkleber ein Kunststoffkleber und ein Vernetzer verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkleber im wesentlichen unter Verwendung von Polyamid, Polyolefinen, Polymeren oder einer Mischung der vorgenannten Bestandteile hergestellt wird und als Vernet zer im wesentlichen ein Peroxid oder Peroxid/Beschleuniger-Ge misch eingesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich net, daß als Vernetzer ein organisches Peroxid, insbeson dere 1,1-Di(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, ver wendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das Peroxid/Beschleuniger-Gemisch mehr als 10 Gew.-% Peroxid enthält.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß als Beschleuniger ein reaktives Monomer und/oder Oligomer mit zumindest zwei reaktionsfreudigen Doppel- und/oder Dreifach-Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindun gen, insbesondere Triallylcyanurat oder Triallylisocyanu rat, Verwendung findet.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß als Metallmatte ein profilierter Stanz blechstreifen mit Versteifungen und Durchbrechungen in das Kunststoffrecyclat auf- bzw. einkaschiert wird, wobei die Stärke des Stanzblechstreifens 0,1 bis 2 mm, bevorzugt 0,3 mm, beträgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kunststoffrecyclat im Zuge der Herstellung Ruß zur UV-Stabilisierung mit einem Anteil von 0,2 Gew.-% bis 7 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-%, hinzugefügt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kunststoffrecyclat im Zuge der Her stellung ein Wärme- und Langzeitstabilisator mit einem An teil von 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 Gew.-%, hinzugefügt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffkomponenten mit den Zu sätzen in einem mischenden Doppelschneckenextruder oder einem Einschneckenextruder mit Mischschnecke homogen mit einander vermischt werden und anschließend die hieraus ent stehende Formmasse in plastifiziertem Zustand aus einer Breitschlitzdüse herausgepreßt und mit der Metallmatte kaschiert wird, wobei im Zuge des Abkühlens eventuell auf tretende Durchbiegungen des Bauelementes durch Gegenbiegen, beispielsweise in einer Richtrollenanordnung, ausgeglichen werden.