DE2121424B2 - Verfahren zum Herstellen eines Gegenstandes aus einem anorganischen Stoff und einem thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gegenstandes aus einem anorganischen Stoff und einem thermoplastischen Kunststoff, bei dem der anorganische Stoff in L· rniger Gestalt mit einem Puh'er des thermoplastischen Kunststoffes vermischt und zu dem Gegenstand geformt wird. Nach einem aus der französischen Patentschrift 1 559 807 bekannten Verfahren dieser Art werden thermoplastisches Kunststoffmaterial und Zusatzstoffe gemischt, die Mischung auf eine Temperatur zwischen 130 und 240° C erwärmt und die so erhaltene Masse in der gewünschten Weise ausgeformt.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 810 692 ist ein Heißpreßverfahren zur Herstellung von Platten aus Thermoplastfeinpulvern bekannt, bei dem Keramikpulver mit Thermoplastfeinpulver gemischt und anschließend vorgewärmt oder kalt direkt in das Preßwerkzeug eingefüllt werden. Die bekannten Verfahren schaffen keine befriedigende Lösung für das Problem, thermoplastische Kunststoffe als Bindemittel für anorganische Füllstoffkörner zu verwenden, weil bei diesen die Füllstoffkörner miteinander in Berührung kommen können und dadurch eine gute Verbindung mit dem Kunststoff verhindern. Die Festigkeit und Güte des Endprodukts wird aber erheblich vermindert, wenn der als Bindemittel verwendete Kunststoff die Fülistoffkörner nicht vollständig umhüllt und miteinander verbindet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus thermoplastischem Kunststoff unter Zusatz von körnigem anorganischem Füllstoff vorzuschlagen, bei dem zur Erhöhung der Festigkeit des Endprodukts eine gute Bindung zwischen dem Füllstoff und dem thermoplastischen Kunststoff erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die Körner des anorganischen Stoffes vor dem Vermischen mit dem Kunststoffpulver über die Schmelztemperatur des thermoplastischen Kunststoffes erhitzt werden und der Überschuß des während des Vermischens nicht an die Körner angesinlerten KunMSioffpulvers vor dem Formen des Gegenstandes abgetrennt wird. Das mit der Oberfläche der Körner in Berührung kommende Kunsistoftpuiver wird plastisch und haftet an dieser an, so da(.( jedes Korn so viel Kunststoff aufnimmt, bis sich ein Kurststoffilm um es herum gebildet hat. Dieser Kunststofffilm verhindert, daß beim Ausformen des Gegenstands die Körner unter Berührung ihrer Oberflächen aneinanderliegen und dadurch die Festigkeit und Qualität des Endprodukts betinträchtigen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auf wirtschaftliche Weise Gegenstände aus einem thermoplastischen Kunststoff als Bindemittel und einem anorganischen Stoff als Füllmittel herstellen, die eine höhere Festigkeit aufweisen als die nach den bekannten Verfahren hergestellten. Als anorganischer Stoff können Kies. Blähton, Glasperlen oder Steinsplitter mit einer Korngröße von 5 bis 10 mm zur Verwendung kommen.

so Zweckmäßigerweise erfolgt das Erhitzen der Körner des anorganischen Stoffes vor dem Vermischen mit dem Kunststoffpulver, gesteuert in Abhängigkeit von der gewünschten Dicke der gesinterten Kunststoffpulver-Schicht Die Dicke des die Körner umgebenden Kunststoffüberzugs läßt sich auf einfache Weise durch die Temperatur der Körner vor ihrer Vermischung mit dem Kunststoffpulver verändern. Sobald die Körner von einem Überzug in der gewünschten Dicke umgeben sind, können die noch warmen Körner in Formen geschüttet und zu den gewünschten Gegenständen ausgeformt werden, wobei die Berührungsflächen zwischen den Körnern miteinander verschmelzen und dadurch die kunststoffüberzogenen Körner miteinander verbinden. Die in der erfindungsgemäßen Weise mit Kunststoff überzogenen Körner können auch abgekühlt und später in Formen eingefüllt werden, in denen sie sodann erhitzt werden. Durch Schmelzen der Kunststoffüberzüge können die mit Kunststoff überzogenen Körner auch mit Kunststoffplatten und anderen Kunststoffgegenständen verbunden werden, wenn der Gegenstand zur Versteifung und Verstärkung verwendet werden soll. Während des Ausformungsvorganges, bei dem der Kunststoffüberzug auf den Körnern gcschmolzen wird, kann an allen Innenwandungen der Form thermoplastisches Pulver in einer bestimmten Menge aufgetragen werden, so daß an den Formwandungen eine aus reinem Kunststoff bestehende Schicht in einer gewünschten Dicke gebildet und ein Gegenstand mit einer glatten Oberfläche und einer hohen Chemikalienbcständigkeit und mechanischen Festigkeit erhalten wird.

Die kunststoffüberzogenen Körner können gegebenenfalls durch Schmelzen der Überzüge mit Platten und anderen Gegenständen aus nichtthermoplastischem Material verbunden werden, wenn die Berührungsfläche so rauh ist, daß sie eine haftfeste Verbindung mit dem heißen und weichen Kunststoff eingehen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Verwendung von thermoplastischem Kunststoff für eine große Anzahl von Zwecken, für die bisher Kunststoff nicht verwendet werden konnte, insbesondere für die Herstellung von großen Gegenständen, für die eine hohe Biegefestigkeit und hohe mechanische Festigkeit gefordert wird.

Die Körner können auf verschiedenartige Weise mit dem Kunststoff überzogen werden. Die vorerhitzten Körner können mit einem feinnulvrieen Kunst-

skiff gemischt werden, der dann unier der Wirkung des Wärmcinliallb der Körner schmilzt und einen geschlossenen Überzug bildet. Die erhitzten Körner können auch in einen Raum mit flüssigem Kunststoff eingebracht werden oder man läßt die erhitzten Körner in einen rotierenden Behälter faller, der teilweise mil einem Kunststeifpulver gefüllt ist, wobei die Bewegung dazu führt, daß auf allen Seiten der Körner L-in gleichmäßiger KuüsistolfÜberzug gebildet wird. Durch die Bewegung wird dabei ein Verschmelzen der Körner verhindert.

Ein Ausführungsbeispiei des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Tn der Zeichnung zeigt

; ig. 1 teilweise im Schnitt eine Vorrichtung zum Überziehen anorganischer Körner mit thermoplastischem Kunststoff und

F i g. 2 eine ähnliche Vorrichtung zur direkten Herstellung eines Rohrs.

Gemäß F i g. 1 befinden sich die anorganischen Körner 1 in einem Behälter 2. Die Körner 1 können beispielsweise aus Kies oder aus Blähtonkörnern mit einer durchschnittlichen Größe von 7 bis 8 mm bestehen. Mit Hilfe von Brennern 3, die auf der Außenseite des Behälters 2 angeordnet sind, werden die Körner 1 auf eine gewünschte Temperatur erhitzt. Im erhitzten Zustand werden die Körner 1 mittels einer Förderschnecke 4 auf das eine Ende eines Förderbandes 5 aufgegeben. Auf das Forderband 5 wird mittels einer Förderschnecke 6 feinverteilter thermoplastischer Kunststoff 7 aufgegeben, der sich bei 8 mit den erhitzten Körnern 1 vereinigt. Der thermoplastische Kunststoff 7 und die Körner 1 verlassen das Förderband 5 gleichzeitig und fallen auf eine Platte 9, auf der der thermoplastische Kunststoff 7 und die heißen Körner 1 derart bewegt werden, daß die heißen Körner 1 vollständig überzogen werden. Diese Bewegung wird in einer Trommel 10 fortgesetzt, in welche die Platte 9 führt. Bei richtiger Einstellung der Geschwindigkeit, mit der sich die Körner 1 abkühlen, verhindert die Drehung der Trommel 10 ein Verschmelzen der Körner 1 miteinander. Der untere Teil 11 der Trommel 10 ist als Maschensieb ausgebildet, so daß der überschüssige fcinverteilte Kunststoff 12 in einen Behälter 13 mit einer schrägen Wand 14 fällt, auf der er zum unteren Ende der Förderschnecke 6 gelangt, die den Kunststoff 12 wieder auf das Förderband"5 aufgibt, wo er als Kunststoff 7 erneut mit frischen, erhitzten Körnern 1 zusammengebracht wird. Das untere Ende 15 der Trommel 10 ist offen. Die mit einem thermoplastischen überzug versehenen Körner 16

ίο fallen aus dem offenen unteren Ende 15 der Trommel 10 heraus und werden in einem Behälter 17 gesammelt, um später zur Herstellung der gewünschten Gegenstände verwendet zu werden.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die mit einem thermoplastischen Kunststoff überzogenen Körner direkt zur Herstellung des gewünschten Gegenstandes verwendet. Die Kunststeffüberzüge werden in dt ■ an Hand der F i g. 1 beschriebenen Weise gebildet. An Stelle der rotierenden Trommel 10 ist die Oberfläche der Platte 9 jedoch mit einem perforierten Teil 18 versehen, durch den der ungebrauchte, feinverteilte Kunststoff herausfallen kann, um in dem Behälter 13 gesammelt zu werden, ehe er erneut auf das Förderband 5 aufgegeben wird. Nach dem Verlassen der Platte 9 werden die mit dem thermoplastischen Kunststoff überzogenen Körner in eine Form 19 eingebracht, die zur Herstellung von Rohren, z. B. Abfluß- oder Kanalisationsrohren, geeignet ist. Die Form 19 ist auf Rollen 20 drehbar gelagert. Durch die Drehung der Form 19 werden die kunststoffüberzogenen Körner in der Form 19 gleichmäßig verteilt. Eine genügend hohe Temperatur der Form 19 wird mit Hilfe von Brennern 21 aufrechterhalten, deren Flammen gegen die Form 19 gerichtet sind. In Abhängigkeit ven der zugeführten Wärmemenge und der Dicke des Kunststoffüberzuges auf jedem einzelnen Korn verschmelzen die kunststoffüberzogenen Körner mehr oder weniger miteinander. Durch einfache Einstellung dieser Bedingungen kann man beispielsweise flüssigkeitsdurchlässige Entwässerungsrohre oder fiüssigkeitsdichte Kanalisationsrohre herstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Gegenstandes aus einem anorganischen Stoff und einem thermoplastischen Kunststoff, bei dem der anorganische Stoff in körniger Gestalt mit einem Pulver des thermoplastischen Kunststoffes vermischt und zu dem Gegenstand geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner des anorganischen Stoffes vor dem Vermischen mit dem Kunststoffpulver über die Schmelztemperatur des thermoplastischen Kunststoffes erhitzt werden und der Überschuß des während des Vermischens nicht an die Körner angesinterten Kunststoffpulvers vor dem Formen des Gegenstandes abgetrennt wird.

2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen der Körner des anorganischen Stoffes vor dem Vermischen mit dem Kunststoffpulver gesteuert in Abhängigkeit von der gewünschten Dicke der gesinterten Kunststoffpulver-Schicht erfolgt.