DE2261328A1

DE2261328A1 - Gewinnung von thermoplastischem schaum

Info

Publication number: DE2261328A1
Application number: DE19722261328
Authority: DE
Inventors: Robert H Beck; Amos Golovoy
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1971-12-17
Filing date: 1972-12-15
Publication date: 1973-06-28
Also published as: CA997908A; US3795633A; GB1411394A

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur .Umwandlung von thermoplastischem Abfallschaum in ein brauchbares Material, bei dem der Abfall zu Teilchenform zerkleinert wird, und der teilchenförmige Abfall durch einen entlüfteten und erhitzten Extruder geführt wird, an den ein Vakuum zwischen O und 140, vorzugsweise zwischen etwa 5 und etwa 50 mm Hg angelegt wird, um ein nicht-poröses, praktisch hohlraumfreies festes Harz zu erhalten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der teilchenförmige Abfall vor dem Extrudieren mit etwa 5 bis etwa 50 Gewichts^ ungebrauchten Harzpellets vermischt.

Eine ausgedehnte Verwendung von thermoplastischem Schaum zum Schutz von Waren gegen Beschädigung während des Trans-

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poi'tes führte zu einem Beseitigungsproblem und zu Verschwendung von nützlichen Materialien. Heutzutage ist die beseitigung durch Vergraben und Verbrennen weit verbreitet. π! (, der wachsenden Zunahme an überfüllten Wohngebieten wird das Vergraben in steigendem Maß uriakzeptabel. Die Möglichkeiten der Luftverschmutzung durch großtechnische Verbrennung sind noch weniger erwünscht.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient dazu, das lästige Verschmutzung spr obi em durch Umwandlung in ein wertvolles Hanöelsprodukt zu beheben. Das Verfahren der Erfindung besteht darin, thermoplastischen Abfallschaum, beispielsweise Polystyrolschaum, ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer)-.Sehnum, Polyäthylenschaum und dergleichen in ein kontinuierliches, d.h. hohlraumfreies, festes brauchbares Harz unter Anwendung eines Extruders mit wenigstens einer Dekompressionszone, an die Vakuum angelegt wird, zu überführen. Dies kann mit den vorwiegend interessierenden Materialien in einem Extruder bei einer maximalen Temperatur im Bereich von etwa 150 bis etwa 22O¹C (300° - h?3°F), bevorzugt im Bereich von etv/a 163 bis etwa 204⁰C (325° - 400°I·') erzielt werden. Die Erfindung wird unter Anwendung eines Vakuums in der Dekompressionszone des entlüfteten Extruders zwischen O und 140 mm Hg, im allgemeinen zwischen etwa 5 und etwa 50 mm Hg durchgeführt. Der Schaum wird zuerst im Extruder unter Erhitzen in geschmolzenes Harz umgewandelt und dann durch wenigstens eine Dekompressionszone als flüssiges Harz geführt, worin das Gas vom flüssigen Harz entfernt wird.

Nach der Beseitigung von Hohräumen durch Extrudieren wird das Extrudat abgekühlt. PJs kann dann pelletisiert oder pulverisiert werden. Es ist dann fertig, um durch irgendein herkömmliches Formungsverfahren geformt zu werden, wie z.B. durch Pressen, Spritzguß, Extrudieren und dergleichen, wo-

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bei Spielzeug, Behälter und viele andere Kunststoffgegenstände hergestellt werden.

Vor dem Extrudierenwird der Abfall zweckmäßigerweise durch Vermählen oder andere geeignete Methoden auf einen Teilchendurchmesser von weniger als etwa 16 mm (5/8 inch), vorzugsweise im Bereich von etwa 0,8 bis etwa 12,7 mm (etwa 1/32 bis etwa 1/2' inch) zerkleinert.

ii.s wurde gefunden, daß höhere Extrudierleistung und bessere Ilarzqualität erreicht werden, wenn etwa 5 bis etwa 50 Gewichtsteile an ungebrauchten Harzteilchen mit etwa 95 bis etwa 50 Gewichtsteilen des teilchenförmigen Abfallschaumes vor dessen Einbringen in den Extruder vermischt werden.

nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Polystyrolschaymbahnen oder -platten mit einer Dichte von 0,096 g/cm (6 lbs/ft?) ■yrurden ζμ Teilchen mit einem Durchmesser von 3,2 mm (ΐ/δ irieh), vermählen. Der gemahlene Schaum wurde durch ei-Q&P-, glichen entlüfteten Extruder geführt. Die Schnecke besaß einein Dvirchmesser von 2,5 cm (1 inch), das Verhältnis von gärige ?.^u Durchmesser betrüg 25:1 und das Kompressionsverhältnis war 5. Es wurden folgende Extrudierbedingungen angewenclei;:

Geschwindigkeit 60 UpM

Temperatur der ersten Zone 163⁰C (325⁰F)

(Eingang)

Temperatur der zweiten Zone 169⁰C (335°F)

Temperatur der dritten Zone 169V. (335°F)

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Formteraperatur (Auslaß) 163*€ (325⁰F)

Druck der Dekompressionszone, 750 mm Hg

Der Ausstoß an Styrolharz,Jag bei etwa 0,7 kg/h (t,5 lbs/h). Das Harz war frei von wahrnehmbaren Hohlräumen. Die Dichte des extrudierten Harzes lag bei etwa 1,06, OaQ ExtrWdat wurde pelletisiert und dann bei 193T, (380⁰F) und einem Druck von 141 kg/cm (2 000 psi) zu einer Bahn von 30,5.x 30,5 x ?_f2 mm (12 χ 12 χ 1/8 inches pressgeformt.

ft.·

Beispiel 2 ' . ■' .

Der gemahlene Schaum nach Beispiel 1 wurde mit 50 Gewichts^ ungebrauchten Polystyrolpellets vermischt. Das;Gemisch wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 extra··» dicrt. Der Ausstoß stieg auf etwa 0,85 kg/h '(1,9 ■ lbs/h)'an, und die Dichte des Extrudats lag bei etwa 1,08, Das Extrudat wurde pelletisiert und dann apr^LtzguOverformt· Di# Formteile hatten eine gute OberflSchenqualität und waren vollständig frei von wahrnehmbaren Hohlräumen·

Die mechanischen Eigenschaften der Formteile waren wie folgt:

Biegefestigkeit 490 kg/cm² (7 000 psi)

Biegemodul 0,35 x 10⁵ kg/cm² (5 x 10⁵ psi)

Bruchdehnung 1,2 %

Beispiel 3 . ;

Der gemahlene Schaum nach Beispiel 1 wurde mit 10 Gewlchtsji TiOp vermischt. Das Gemisch wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 extrudiert, jedoch, mit de« Unterschied, daß ein Vakuum von 50 mm Hg im entlüfteten Extru-

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der angewandt wurde. Das Extrudat war frei von wahrnehmbaren Hohlräumen. Der Ausstoß lag bei etwa 0,7 kg/h (1,6 lbs/h). Das Extrudat wurde pelletisiert und dann bei einer Temperatur von 204⁰C (400⁰F) und einem Druck von etwa 1 050 kg/cm² (15 000 psi) spritzgußverformt. Die Formteile hatten eine ausgezeichnete Oberflächenqualität und eine gute Pigmentdispersion.

Beispiel 4

Bahnen aus ABS (Acrylnitrir/Butadien/Styrolcopolymer)-Schaum mit einer Dichte von 0,53 g/cm (3.3 lbs/ft ) wurden zu Teilchen mit einem Durchmesser von 3,2 mm (1/8 inch) vermählen. Der gemahlene Schaum wurde in einem entlüfteten Extruder, wie in Beispiel 1 beschreiben, extrudiert. Die folgenden Bedingungen wurden angewandt:

Geschwindigkeit	ersten	Zone	80 UpM	(350	°F)
Temperatur der	zweiten	Zone ι	177⁰C	(400	⁰F)
Temperatur der	dritten	Zone	204⁰C	(400	°F)
Temperatur der			204⁰C	(350	⁰F)
Formtemperatur			177⁰C	ti (3.	5 1
Ausstoß		1.6 Ihr A

Ein Vakuum von 10 mm Hg wurde bei der Entlüftung angewendet. Das Extrudat war frei von wahrnehmbaren Hohlräumen und hatte eine Dichte von etwa 1,05. -

Das Extrudat wurde pelletisiert und dann in einer Spritzgußmaschine geformt. Die Formteile waren frei von Hohlräumen und hatten eine gute Oberflächenqualität.

Beispiel 5

Bahnen aus Polyäthylenschaum mit einer Dichte von 0,064 g/cnr

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(4 lbs/ft ) wurden zerhackt und in einem entlüfteten Extruder wie in Beispiel 1 extrudiert. Die Extrudierbedingun-

gen waren wie folgt:

Geschwindigkeit	ersten	Zone	80 UpM	(300⁰F)
Temperatur der	zweiten	Zone	149¹^	(35O⁰F)
Temperatur der	dritten	Zone	177⁰C	(35O°F)
Temperatur der			177⁰C	(300⁰F)
Formtemperatur			149S	0,45 kg/h (1,0 lb/h)
Ausstoß				50 ram Hg
Vakuum

Das Extrudat war frei von wahrnehmbaren Hohräumen und hatte eine Dichte von et\m 0,91. Das Extrudat wurde pelletisiert und dann in einer Spritzgußmaschine verformt. Die Formteile waren frei von wahrnehmbaren Hohlräumen und hatten eine gute Oberflächenqualität.

Beispiel 6

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die Dekompressionszone bei Atmosphärendruck gehalten wurde und die Schneckengeschwindigkeit bei 120 UpM lag. Der Harzaüsstoß stieg auf etwa 1,2 kg/h (2,7 lbs/h), und das Extrudat zeigte wahrnehmbare Blasen. Die Dichte des Extrudats lag im Bereich von 0,8 bis 0,9.

Das Verfahren wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß ein Vakuum von 25 mm Hg in der Dekompressionszone herrschte, Das Kxtrudat war frei von wahrnehmbaren Blasen und hatte eine Dichte von etwa 1,07.

Vorstehend wurde die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.

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Claims

Patentansprüche

1 »JVerfahren zur Umwandlung von thermoplastischem-Schaum, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum.auf einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von weniger als etwa 16 mm (5/8 inch) -zerkleinert wird, der erhaltene teilchenförmige thermoplastische Schaum durch einen entlüfteten Extruder geführt wird, indem der teilchenförmige thermoplastische Schaum unter Anwendung von Wärme in geschmolzenes Harz umgewandelt wird und anschließend durch eine Dekompressionszone geführt wird, in der ein Druck zwischen 620 und 760 mm Hg auf das geschmolzene Harz einwirkt und das erhaltene, im wesentlichen hohlraumfreie, feste Harz bei einer maximalen Temperatur im Bereich von etwa 150 bis etwa 22O⁵C (300° "bis 425°F) im Extruder extrudiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, 'dadurch gekenn· ζ ei cn net , daß eine Temperatur im Bereich von etwa 163 bis etwa 204⁰G (325° bis etwa 400⁰F) angewandt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dekompressionszone ein Druck im Bereich von etwa 710 bis etwa 755 mm Hg angewandt wird,

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß etwa 5 bis etwa 50 Gewichtsteile teilchenförmiges ungebrauchtes Harz mit etwa 95 bis etwa 50 Gewichtsteilen des teilchenförmigen Schaumes vor dessen Einbringen in den Extruder vermischt werden.

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5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet _f daß als thermoplastischer Schaum Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerschaum verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge kenn zeichnet, daßals thermoplastischer Schaum Polyathylenschaum verwendet wird.

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