DE2615610C2

DE2615610C2 - Verfahren zur Herstellung von Formstücken

Info

Publication number: DE2615610C2
Application number: DE2615610A
Authority: DE
Inventors: Masumu Kasukabe Saitama Hasegawa; Masao Katsuta Ibaraki Imoto; Shozo Tokyo Imoto; Seiki Kawagoe Saitama Murakami; Toshiharu Tokyo Nakanishi
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1973-10-11
Filing date: 1976-04-09
Publication date: 1983-02-10
Also published as: JPS5065582A; DE2615610A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung von Formstücken, bei dem zunächst aus zerkleinertem Rohmaterial, das aus wenigstens zwei Arten von Kunststoffmaterialien oder einem Kunststoff und einem Nicht-Kunststoffmaterial zusammengesetzt ist, eine geschmolzene Masse gebildet wird, indem die Charge Rohmaterial in einem Mischer mit 30 bis 70 Gewichtsprozent eines zerkleinerten oder pulverförmi* gen, anorganischen Materials, bezogen auf das Rohmaterial, derart gemischt wird, daß die geschmolzene Masse 25 bis 70 Gewichtsprozent thermoplastisches Kunststoffmaterial, bezogen auf das Gesamtgewicht des Rohmaterials, als Bindemittel enthält und anschließend die geschmolzene, vermengte Masse in eine Form gefüllt wird, in der sie in die Gestalt der Form gebracht und aus der sie nach dem Auskühlen und Verfestigen in der angenommenen Gestalt entnommen wird.

In der DEOS 24 02 976 ist ein Konstruktionsmaterial sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung beschrieben, bei dem niedrig-viskoser Kunststoff als Bindemittel mit Kunststoffabfall oder anorganischem Abfall gemischt ist. Dabei werden das Bindemittel und der Zuschlagstoff entsprechend zerkleinert und in einem Mischer unter Temperatureinwirkung miteinander vermischt. Das so entstandene vermischte Material wird einer Strangpresse oder einem Extruder zugeführt.

Mit dem bekannten Verfahren lassen sich jedoch nur dann hinreichend gleichmäßige Materialien erzeugen, wenn die Vermischung vor dsm Exirudieren ausreichend gleichmäßig ist, weshalb die Viskosität des geschmolzenen Mischproduktes hinreichend niedrig sein muß, wozu die geschmolzene Masse auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur erhitzt wird.

Aus der DE-OS 21 20149 ist es bekannt. Konstruktionselemente, wie Plattenröhren, Stäbe oder andere Formteile, aus Bindemitteln mit Füllmaterial herzustellen, wobei jedoch nicht auf die Homogenisierung von insbesondere hochviskosen Mischungen eingegangen

so wird.

Nun ist es aber so, daß unter den festen Gegenständen, die von Haushaltungen, der Industrie usw. weggeworfen werden, die Abfallkunststoffteile einen größeren Prozentsatz einnehmen. Unter diesen sind die

meisten Teile aus verschiedenen Materialien zusammengesetzt und bestehen z.B. aus verschiedenen Kunststoffarten, einem Kunststoff und einem fremden Stoff, z. B. im Falle geschichteter Folien aus Kunststoff, Papier, Metallfolie u. dgl, während nur ein kleiner Teil

der Abfallkunststoffteile aus einer Kunststoffart bestehL

Die Abfallkunststoffteile enthalten oft Vinylchlorid, das

während der Erhitzung ein höchst unangenehmes Gas, nämlich Salzsäuregas, entwickelt.

Jedoch sind die meisten Abfallkunststoffteile bezüg-

lieh der Art ihres Kunststoffes bzw. ihres sonstigen Materiales, überhaupt nicht identifizierbar. Sie liegen in Gestalt von Folien, Streifen, kleinen Stücken, Platten u.dgl. vor. Die folgende Übersicht zeigt als Beispiel

AbfaJlkunststoffteile, die von einem Industriewerk weggeworfen sind. Schon hier ergibt sich eine Vielfalt von Abfallkunststoffteilen,

Übersicht

Stoff	Gestalt
Einziger Bestandteil
Polyäthylen	Film
Polypropylen	Film
Nylon	Film
Polyester	Film
Triazetat	Film
Polyamid	Film
Polyvinyl-Alkohol	Film
Polyvinyl-Chlorid	weicher Film
Polystyrol	synthetisches Papier
Polykarbonat	Platte
Polyacrylester	Platte
Mehrere Bestandteile Polyester + Polyäthylen	geschichteter Film
Cellophan + Polyäthylen	geschichteter Film
Cellophan + Polypropylen	geschichteter Film
Nylon + Polyäthylen	geschichteter Film
Polyester + Polyäthylen	geschichteter Film
Polyester + Polypropylen	geschichteter FUm
Polyester + Polyäthylen	geschichteter Film
+ Polypropylen
Polyester + Polyvinyl-	geschichteter Film
Alkohol + Polyäthylen
Polyester + Cellophan	geschichteter Film
+ Polystyrol
Cellophan + Polyäthylen	geschichteter Beutel
Papier + Polyvinylchlorid	geschichtete dünne
	Platte
Papier + Aluminiumfolie	Schild
+ Polyäthylen
Aluminiumfolie+Polyäthylen	Schild
Polyäthylen+Aluminiumfolie	Schild
+ Cellophan+Polyäthylen
Polyester+ Aluminiumfolie	Schild
+ Polyäthylen
Polystyrol + Polyvinylchlorid	geschäumte Platte
Polyäthylen+Polyvinylchlorid	geschäumte Platte

Bisher sind die Abfallkunststoffteile meistens verbrannt (verascht} oder in die Erde eingegraben worden, wobei sie eine sekundäre Belästigung der Umwelt hervorrufen, indetn sie schädliche, sich unter dem Einfluß der Wärme zersetzende Gase erzeugen, die Tragkraft des Bodens verringern usw. Deswegen besteht ein wachsendes Bedürfnis danach, eine Verwertung der Abfallkunststoffteile zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zu schaffen, mit dem aus einem heterogenen Gemisch von Kunststoffen und anorganischem Material, das in geschmolzenem Zustand noch eine verhältnismäßig hohe Viskosität aufweist, genaue und lunkerfreie Formstücke oder Kunststoffteile herstellbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäCe Verfahren durch die Merkmale des Hauptanspruches gekennzeichnet

In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verfahren als Ausfuhrungsbeispiel dargestellt Es zeigt

F i g. 1 das Verfahren zum Formen von Kunststoffgegenständen gemäß der Erfindung in schematischer ίο Darstellung,

F i g. 2 eine übliche Vorrichtung zum Einbringen der Schmelzmischung in die Formen in einer Draufsicht,

Fig.3 die Vorrichtung gemäß Fig.2 in einer Seitenansicht,

is F i g. 4 einen Teil einer Formmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Draufsicht

Fig.5 einen Fischsammeirahmen, der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt worden ist in perspektivischer Darstellung,

Fig.6 eine Metallform zum Fon«cn des Gegenstandes gemäß F i g. 5 in perspektivischer Darstellung,

F i g. 7 eine Schneidvorrichtung zum Abschneiden der hochviskosen Schmelzmischung in schematischer Darstellung in einer Vorderansicht

Fig.3 eine Formmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Draufsicht

Fig.9 die Formmaschine nach Fig.8 in einer Seitenansicht

F i g. 10 eine Fördereinrichtung für die Schmelzmasse in einer Draufsicht

Fig. 11 eine Metallform in perspektivischer Darstellung,

Fig. 12 bis 14 die Metallform gemäß Fig. 11 in verschiedenen Teilschnitten und Ansichten,

Fig. 15 die Metallform nach Fig. 11 in einer Seitenansicht,

Fig. 16 die Metallform in einer Teiidarstellung, bei der die Wirkungsweise eines Sperrgliedes sichtbar wird und

F i g. 17 einen Ansatz der Metallform in einem axialen Schnitt

In Fig. 1 wird eine Vielfalt von Abfall darstellenden Kunststoff teilen 1 einem Brecher 4 zugeführt in dem sie auf einige Zentimeter verkleinert werden und sodann in einen Vorratsbehälter 5 gelangen. Ebenso wie die Kunststoffteile wird ein Bindemittel zerkleinert und in dem Vorratsbehälter 5 abgelagert. Ein Abfallkunststoffteil 1 besteht aus einem zusammengesetzten Kunststoff, so z. B. einer Kombination aus zumindest zwei Arten von Kunststoffen oder aus einem Kunststoff und einem fremdes Material, z. B. Papier, Metall, Cellophan u. dgl, während das Bindemittel 2 aus einer Vielfalt von unter dtffli CUHfIuB von Wärme schmelzenden Kunststoffen bestehen kann. Ein als Heizmittel dienendes anorganisches Material 3 wird in einer Entwässerungsvorrichtung 6 entwässert, wenn es feucht ist und in einer Heizvorrichtung 7, z. B. einem Drehofen od. dgl, erhitzt Das Heizmittel 3 besteht aus einem unbrennbaren anorganischen Material, z. B. Schlamm, Asche, Schrott, gebrochenen Steinen, Erde, Sand od. dgl., das bei einer Temperatur zwischen 200 und 80CC stabil ist. Vorzugsweise macht das anorganische Material 30 bis 70 Gewichtsprozent des Rohmaterials aus. Bei einem Anteil vo;i weniger i\% 309^ reicht die Wärmemenge nicht aus, und bei einem Anteil von mehr als 70% wird die Festigkeit des geformten Gegenstandes verringert. Die Heizvorrichtung 7 wird bei einer Innentemperatur

von 700 bis 800⁰C gehalten, und das Heizmittel 3 wird auf eine Temperatur von 200 bis 30O⁰C erhitzt. Die Temperatur des Heizmittels wird in Abhängigkeit von der Art des Kunststoffes bestimmt, aus dem das Bindemittel besteht, d. h. für das Bindemittel 2 ist eine s Temperatur von etwa 200⁰C ausreichend, wenn das Bindemittel aus Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid od. dgl. besteht. Dagegen sollte das Bindemittel eine Temperatur von etwa 300⁰C haben, wenn das Bindemittel aus einem Polyamid wie Nylon, Polyester, Triazetat od. dgl. besteht. Eine Temperatur von etwa 300⁰C kann dem Heizmittel auch erteilt werden, wenn das Bindemittel aus Polyäthylen und Polypropylen besteht. Die Abfallkunststoffteile I, das Bindemittel 2 und das Heizmittel 3 is (anorganisches Material) werden in den geeigneten Mengen entnommen und unter Bewegung miteinander vermischt. Da die Abfallkunststoffteile 1 und das Heizmittel 3 in Pulver- und Teilchenform vorliegen, ist

ein gieiLnidmiigcs mischen uicSer materialien möglich, IG und die Mischung wird von dem Heizmittel 3 erhitzt, so daß sie zusammen mit dem geschmolzenen Bindemittel einen flüssigen Zustand annimmt. Ein Rühr- oder Knetwerk 8 wird dauernd auf einer Temperatur gehalten, die etwa die gleiche ist wie diejenige des Heizmittels, derart, daß eine leichte Temperaturerhöhung des Heizmittels zustandekommt. Ein wirtschaftliches Heizverfahren besteht darin, ein aus der Entwässerungsvorrichtung 6 oder der Heizvorrichtung 7 austretendes Verbrennungsgas dem Rühr- oder Knetwerk 8 zuzuführen. Die geschmolzene Mischung in dem Rührwerk 8 wird in konstanter Menge einer Preßvorrichtung 9 zugeführt, um den zu formenden Gegenstand zu erzeugen. Der geformte Gegenstand wird wasser- oder luftgekühlt, je nach der Art des Gegenstandes, und aus der Preßvorrichtung entfernt Als Ergebnis wird ein aus verschiedenen Materialien zusammengesetzter Kunststoffgegenstand erzeugt. Das während des Schmelzens des Bindemittels entstehende Abgas wird durch Reinigungstürme 10 und 11 hindurchgeführt.

Der als Bindemittel verwendete thermoplastische Kunststoff kann entweder in den Abfallkunststoffteilen enthalten sein, oder es wird ein neuer thermoplastischer Kunststoff den Abfallkunststoffteilen hinzugefügt, wobei 25 bis 70 Gewichtsprozent des Bindemittels, bezogen auf das Gesamtgewicht des Rohmaterials, ausreichend sind. Es sei z. B. angenommen, daß die Abfallkunststoffteile bei 200⁰C schmelzendes Polyäthylen und bei 300⁰C schmelzenden Polyester enthalten. Wenn in diesem Fall die Schmelztemperatur, d. h. die Temperatur des Heizmittels, 200° C beträgt, müssen mehr als 25 Gewichtsprozent Polyäthylen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Rohmaterials, als Bindemittel vorliegen.

Wenn in dem Rohmaterial mehr als zwei Arten von Kunststoffen von verschiedenen Schmelzpunkten enthalten sind und der niedrigschmelzende Kunststoff sich bei hohen Temperaturen zersetzt sollte die Schmelztemperatur nach dem niedrigschmelzenden Kunststoff festgesetzt werden. In diesem Fall dient der niedrigschmelzende Kunststoff als Bindemittel. Wenn das Rohmaterial mindestens zwei Arten von thermoplastischen Kunststoffen enthält und eine geringe Menge von niedrigschmelzendem thermoplastischem Kunststoff verwendet wird, wirkt der hochschmelzende thermoplastische Kunststoff als Bindemittel,

Die vorliegende Erfindung kann vorteilhaft auch in den Fällen angewendet werden, in denen das Rohmaterial einen Kunststoff wie Polyvinylchlorid enthält, der während des Erhitzens ein Salzsäuregas entwickelt. Wenn in diesem Falle eine größere Menge eines thermoplastischen Kunststoffes, z. B. Polyolefin, den Abfallkunststoffteilen als Bindemittel hinzugefügt wird, wird der Gehalt an Polyvinylchlorid in dem Rohmaterial verringert, und die Mischung kann bei einer Temperatur behandelt werden, die kleiner ist als diejenige, bei der eine Belästigung darstellende Gase, wie Chlorgas oder Salzsäuregas, erzeugt werden. Im Ergebnis kann auf diese Weise ohne Schwierigkeiten eine Schmelzmischung erzeugt werden.

Der Gehalt an Bindemittel muß vom Standpunkt der Festigkeit in einer Größenordnung von mehr als 25% liegen. Allgemein ausgedrückt besitzt der geformte Gegenstand eine um so größere Festigkeit, je höher der Gehalt an Bindemittel ist. Wenn der Gehalt an Bindemittel 70% überschreitet, ist eine sehr lange Schmelzzeit erforderlich, die es schwierig macht, das

Aus diesem Grunde sind 25 bis 70% des Bindemittels erforderlich, bezogen auf das Gesamtgewicht des Rohmaterials.

Selbst wenn in dem Rohmaterial ein Erzeugnis wie Papier, Cellophan od. dgl. enthalten ist, das beim Erhitzen verkohlt wird, wird das Rohmaterial zerrissen und gebrochen. Dann wird ein thermoplastischer Kunststoff als Bindemittel hinzugefügt, und die sich ergebene* Mischung wird mit Hilfe des Heizmittels erhitzt (Innenheizverfahren), so daß eine Schmelze zustandekommt. Aus der geschmolzenen Mischung kann ein Gegenstand geformt werden.

Die Herstellung des Kunststoffgegenstandes wird im folgenden im einzelnen beschrieben:

In einer Formmaschine üblicher Bauart wird die Schmelzmischung 24 durch eine Fördereinrichtung 25 einer konstante Mengen abtrennenden Schneidvorrichtung 23 zugeführt und gelangt sodann auf ein Förderband 25. Von diesem wird sie in die Metallform 21 eingebracht (F i g. 3). In diesem Falle wird die Form von der Preßformmaschine für einige Zehnminuten zusammengedrückt gehalten, während welcher der geformte Gegenstand sich völlig bis auf die Raumtemperatur abkühlen kann. Da während dieser Zeitdauer die Preßformmaschine besetzt ist, ist eine größere Anzahl von Preßformmaschinen erforderlich, und außerdem wird der Ausstoß von geformten Gegenständen erheblich verringert

Die Nachteile der vorgenannten Art können durch das folgende kontinuierliche Formverfahren vermieden werden:

In F i g. 4 ist ein Extruder 31 in der Lage, SchmeLe 25 aus dem Rührwerk 8 gemäß F i g. 1 in jede der Formen 21 einzubringen. Der Extruder 21 ist so angeordnet, daß die Schmelze über eine Füllvorrichtung in die Form eingefüllt werden kann. Eine geeignete Anzahl (im vorliegenden Fall zehn) von Formen 21 wird Schritt für Schritt in einer durch Pfeile angedeuteten Richtung bewegt und zwar durch eine Formfördervorrichtung 32, die zum Beispiel aus einer Scheibe oder einer Führungsschiene besteht Oberhalb der Formfördervorrichtung 32 sind, jeweils oberhalb einer Form liegend, folgende Vorrichtungen angeordnet: eine durch Druck zu betätigende Formschließvorrichtung 34, die sowohl zum senkrechten öffnen und Schließen der Form 21, als auch zur Herbeiführung einer Verriegelung dient eine Kühlvorrichtung, weiche die Form während des Formvorganges kühlt eine Vorrichtung 36 zum

Ausstoßen der geformten Gegenstände und eine Vorrichtung 37, durch welche ein Ablösemittel auf die wirksame Fläche der Form aufgebracht wird. Der Formvorgang läuft in jedem Zyklus selbsttätig ab, von dem Schritt des Einbringens einer Schmelze in die Form bis zu dem Schritt des Ausbringens eines geformten Gegenstandes aus der Form. Nach diesem Verfahren kann "in erhöhter Ausstoß erreicht werden.

Da, wie erwähnt, in der Schmelze anorganisches Material wie Sand und dergl. enthalten ist, kann die Schwierigkeit entstehen, daß der geformte Gegenstand nachbearbeitet werden muß, wenn in ihm Bohrungen und dergl. enthalten sind. Wenn als geformter Gegenstand zum Beispiel ein Sammelrahmen mit Verbindungsschlitzen 42 gemäß F i g. 5 herzustellen ist, so sind Vorsprünge, die den Verbindungsschlitzen 42 des geformten Gegenstandes entsprechen, auf derjenigen Seite der Form 21 vorgesehen, auf welche die Schmelzmischung aufgebracht wird. Da die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugte Schmelzmischung sehr viskos ist und einen geringen Flüssigkeitsgrad besitzt, kann sie an den engen Stellen sowie an den Ecken der Form 21 nicht in ausreichender Menge eingebracht werden, so daß die geformten Gegenstände nicht vollständig sind. Wenn das Heizmittel in dem Rohmaterial stark genug erhitzt wird, damit die Schmelzmischung in ausreichendem Maße in die Form eingeht, kommt es zu Schäden an der Heizvorrichtung, und es entwickelt sich ein Zersetzungsgas, das zu einer Luftverschmutzung führt. Aus diesem Grunde ist e? wünschenswert, daß die Heiztemperatur so niedrig wie möglich gehalten wird. Demzufolge besteht das Bedürfnis, ein Verfahren zur Herstellung von geformten Gegenständen zur Verfügung zu haben, das auch dann anwendbar ist, wenn die Schmelzmischung bei niedriger Temperatur sehr viskos ist und harte Teilchen oder Granulate wie zum Beispiel Sand und dergl. enthält.

Um die vorgenannten Nachteile zu überwinden, sind die folgenden Verfahren anwendbar: Ein Verfahren besteht darin, die Schmelzmischung in geeigneten Teilschritten in die Form einzubringen und sich hierbei der Gestalt der Form anzupassen. Ein anderes Verfahren verwendet eine Form, die für eine Schmelzmischung mit geringer Viskosität geeignet ist Das erstgenannte Verfahren wird im folgenden in Verbindung mit der Herstellung eines Fischsammeirahmens erläutert werden.

F i g. 5 zeigt einen Fischsammeirahmen, der nach dem vorgenannten Verfahren geformt worden ist, und der Rahmen besitzt in der Mitte eine öffnung, durch welche die Fische eingebracht werden. Eine Fischsammeieinrichtung wird dreidimensional erzeugt, indem in jeden Verbindungsschlitz 42 eine Haltestange eingeführt wird. Das Formverfahren besteht darin, daß die in etwa zylindrischer Gestalt vorliegende Schmelzmischung in geeigneten Längen abgeschnitten wird und in Teilmengen in jeden Teil der Form eingebracht wird. Für einen rechteckigen Fischsammeirahmen wird das zylindrische Stück der Metallmischung ausgezogen und in vier Längen geschnitten, die sodann in jeden entsprechenden Teil der Form eingebracht werden. Dieses Verfahren wird anhand der Fig.7, 8, 9 und 10 unten näher erläutert werden.

Fig.7 ist eine schematische Darstellung, die eine Schneidvorrichtung 51 zeigt Die aus der Rührvorrichtung 8 stammende Schmelzmasse ist hoch viskos und besitzt einen geringen Flüssigkeitsgrad. Sie wird auf ein Förderband 52 aufgebracht, das sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit bewegt. Der Durchmesser der zylindrischen Teile der hochviskosen Masse kann durch Veränderung der Geschwindigkeit des Förderbandes 52 bestimmt werden, je nach der Größe des rechteckigen Fischsammeirahmens, d. h. gemäß den entsprechenden Abmessungen der Form. Die zusammenhängende, viskose Masse wird durch Einstellung der Geschwindigkeit des Förderbandes 52 auf bestimmte Längen abgeschnitten, wonach die entsprechenden vier Teile der Masse in die Bereiche der Form eingebracht werden.

Wenn demgemäß die aus der Rührvorrichtung 8 austretende viskose Masse eine vorbestimmte Länge erreicht hat, wird sie von der Schneidvorrichtung 53 abgeschnitten, so daß ein Masseteil 54 vorliegt. Wie aus F i g. 8 ersichtlich ist, wird der Masseteil 54 von dem Förderband 52 in eine vorbestimmte Ladestellung überführt. Das Förderband 52 kann zum Entnehmen der viskosen Masse verwendet werden, während ein anderes Förderband zum Zubringen der viskosen Masse dient. In der Ladestellung liegt der Masseteil 54 parallel zu der einen Seite der unteren Formhälfte 55. Die Ankunft des Masseteils 54 in der entsprechenden Ladestellung wird von einem Detektor 56 oder 56' überwacht. Wenn das vordere Ende des Masseteils 54 von dem Detektor 56 oder 56' wahrgenommen wird, wird die Schubplatte 57 oder 57' von einem Kolben od. dgl. bewegt, so daß der Masseteil 54 in den Hohlraum der unteren Formhälfte 55 oder 55' eingebracht wird. 54' zeigt den einen Masseteil, der in den Hohlraum der unteren Formhälfte eingebracht ist, und 58 ist eine Führungsplatte, die das Förerband 52 mit der unteren Formhälfte 55 verbindet. Da ein Masseteil 54 in jeden Seitenteil des Hohlraums der unteren Formhälfte 55 eingebracht werden muß, wird die untere Formhälfte 55 mittels eines Getriebes 59 um ihre Achse um 90° verdreht, wenn der erste Ladevorgang vollendet ist. Dann wird der nächste Masseteil art die Führungsplatte 58 herangeführt und in einen anderen Teilhohlraum der Form eingebracht. Der vorgenannte Arbeitsgang wird für jede Seite des Hohlraums der unteren Formhälfte 55 wiederholt Das Gewicht eines rechteckigen Fischsammeirahmens entspricht dem Gesamtgewicht der auf diese Weise eingebrachten vier Masseteile in den entsprechenden vier Teilen des Hohlraums der unteren Formhälfte. Nachdem dieser Vorgang beendet ist, wird eine obere Formhälfte 61 abgesenkt, so daß die viskose Masse in der unteren Formhälfte unter Druck geformt wird. Da die viskose Masse ein Heizmittel, zum Beispiel Sand, enthält das eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt zeigt das Material während des Formvorganges wurmebindende Eigenschaften. Nach Beendigung des Wärmedruckformens kann die Form auch durch Kühlwasser hindurchgeführt werden, um die Verfestigung des geformten Gegenstandes zu beschleunigen. Dii^es Formverfahren kann gemäß Fig.8 wirtschaftlich durchgeführt werden, indem sich ein Formarbeitsgang an der einen Form abspielt während gleichzeitig an einer anderen Form der Ladevorgang durchgeführt wird.

Fig. 10 zeigt eine Formmaschine mit einem Förderwagen 62 zum Transport der Masseteile 54. Der Masseteil 54 wird von einer Schiebeplatte 57 in den Förderwagen eingebracht Der Förderwagen 62 bewegt sich auf Schienen 63 in eine Ladestellung, in der er gekippt wird, um den Masseteil 54 in eine untere Formenhälfte 55 oder 55' einzubringen. Bei Verwendung des Förderwagens ist nur eine einzige Schiebeplat-

fy. ίί ■

te erforderlich, so daß eine Fläche eingespart wird, die durch eine Form besetzt werden kann.

Im folgenden wird nunmehr das kontinuierliche Formverfahren beschrieben, bei dem eine Formmaschine gemäß F i g. 4 und eine Form zum Verformen einer Mischung von hoher Viskosität bei niedriger Temperatur beschrieben wii d.

Wenn ein Gegenstand mit Verbindungsschlitzen 42 gemäß Fig.5 zu formen ist, wird von einer Form 71 Gebrauch gemacht, wie sie in F i g. 11 dargestellt ist. Die obere Formhälfte 72 weist einen Preßteil 74 auf, der in einen Teil 75 der unteren Formhälfte 73 hineinpaßt und an dem nach unten ragende Ansätze 76 ausgebildet sind. Durch den Ansatz 76 kann ein Ansatz 77 nach unten gedrückt werden. Wie aus F i g. 12 ersichtlich ist, ist der Boden der unteren Formhälfte 73 durch ein Halteglied 78 gegen Verschieben gesichert. Das Halteglied 78 ist mit Hilfe einer Stütze 79 an der Grundplatte 80 befestigt. Zwischen dem Halteglied 78 und der Grundplatte SO ist die Flaue Si niii dcii AfiSäiZcn 77 angeordnet. Die Stütze 79 geht durch die Platte 81 hindurch, und die Platten 80 und 81 können getrennt und einzeln in senkrechter Richtung bewegt werden. Die Platten 80 und 81 können unter der Eigenwirkung ihres Gewichtes abgesenkt werden. Die Abwärtsbewegung der Platte 80 wird durch einen Rahmen 82 begrenzt, und die Platte 81 wird durch eine Kombination von Rollen 83 an jedem ihrer Enden und Sperrgliedern 84 gehalten, die den Rollen 83 gegenüber angeordnet sind. Wie aus F i g. 11 ersichtlich ist, sind die Sperrglieder 84 jeweils an einem Bolzen 85 des Rahmens 82 schwenkbar befestigt und stehen unter der Wirkung einer Feder 86, die sie in Anlage gegen die Rollen 83 bringt.

Die obere Formhälfte 72 weist Führungsglieder 87 auf, die mit einem Halteglied 38 in Eingriff gebracht werden können, das jeweils an der Ladevorrichtung 33, der Formschließvorrichtung 34, der Ausstoßvorrichtung 35 und der Vorrichtung 36 zum Einbringen des Auslösemittels vorgesehen ist (Fig.4). Die Führungsglieder 87 ermöglichen es, daß die obere Formhälfte in senkrechter Richtung bewegt wird, zum Beispiel nach unten auf die untere Formhälfte zu. Das Schließen der oberen und der unteren h'ormhälften wird durch die Seitenwand des Rahmens 82 oder durch andere geeignete Mittel ohne Schwierigkeiten bewirkt. An den gegenüberliegenden Seiten der oberen Formhälfte 72 sind Stößel 88 angeordnet und erstrecken sich gegenüber den Sperrgliedern 84 nach unten. Wenn durch die Formschließvorrichtung 34 gemäß F i g. 4 die obere Formhälfte nach unten bewegt wird, um die Schmelzmasse 89 in der unteren Formhälfte nach der Seite zu pressen, werden die Sperrglieder 84 unter Vermittlung eines Ansatzes 84' an ihnen von den Stößeln 88 seitlich verschwenkt, so daß sie von den Rollen 83 freikommen und die Platte 81 sich nach unten bewegt Beim Niedergehen der Tragplatte 81 dringen die Ansätze 76 durch die Schmelzmasse hindurch und in ein Durchgangsloch 90 hinein, wobei sie einen Teil 91 der Schmelzmasse nach unten drücken (Fig. 13). Auf diese Weise bewirkt die Bewegung des Ansatzes 76 in die Schmelzmasse nach unten, daß diese zur Seite gedrückt wird und ein geformter Rahmen zustande kommt, der in der Nachbarschaft der Verbindungsschlitze 42 keine Zwischenräume oder Lunker aufweist (siehe Fig. 5).

Das Fluchten des oberen Metallrahmens 72 und des unteren Metallrahmens 73 kommt zustande, indem eine öse 92 der oberen Formhälfte auf ösen 93 der unteren Formhälfte aufgebracht wird und ein Keil 94 in die öffnung der ösen eingesteckt wird. Der Keil 94 wird

ίο von einem zylinderartigen Riegelmechanismus 99 bewegt, der gegenüber dem Keil 93 angeordnet ist.

durch den das Schließen der Form und deren öffnen bewirkt wird.

Eine Kette 95 ist mit ihrem einen Ende an der oberen

Formhälfte und mit ihrem anderen Ende an der Trageplatte 80 befestigt. Beim Anheben der oberen Platte 72 wird das Halteglied 78 durch die Kette 95 nach oben bewegt, so daß der geformte Gegenstand vor der oberen Formhälfte entfernt werden kann. Eine Feder 98 vcf hinderi ein Verschlingen der Ket

g 95. Die Roüen S3,

die während der Abwärtsbewegung der oberen Formhälfte 72 von den Sperrgliedern 84 freigekommen sind, werden von der Tragplatte 80 nach oben bewegt, was gleichzeitig mit der Aufwärtsbewegung der oberen

Formhälfte geschieht, so daß die Tragplatte 81 nach oben bewegt wird und die Rollen 83 sich wieder auf die Sperrglieder 84 auflegen.

Fig. t7 zeigt in einer Teilansicht den Ansatz 76. Ein an dem vorderen Ende des Ansatzes 76 abgelagerter Masseteil 91 ist leicht von einem Kolben 97 abzustreifen, der durch Einführungen von Druckluft durch eine Eintrittsöffnung 96 des Ansatzes 76 bewegt wird. Durch Verwendung einer Form, die für eine Schmelzmasse hoher Viskosität geeignet ist, ist es möglich, einen zusammengesetzten Kunststoffgegenstand zu erzeugen. der sich durch Festigkeil und Elastizität auszeichnet, ohne daß bei diesem Verfahren eine ungenügende Einbringung von Rohmaterial zustandekommt und ohne, daß in dem Bereich der Verbindungsschlitze Lunker entstehen. Da bei diesem Verfahren ein besonderes Einbringen von Rohmaterial nicht erforderlich ist, um ein ungenügendes Einbringen auszugleichen, ist ein Entgraten des geformten Gegenstandes od. dgl. nicht erforderlich. Dieses Verfahren ist daher zum Herstellen sehr harter Gegenstände geeignet, die einen Zusatz von Sand u. dgl. enthalten, und vorzugsweise von solchen Kunststoffgegenständen, für die Abfallkunststoffteile als Rohmaterial verwendet werden. Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfah rens ist es möglich, Abfallkunststoffteile ohne eine Belästigung der Umwelt zu verwerten, insbesondere solche, die sich aus Kunststoff und anderen Materialein, wie Papier, Cellophan, Aluminium u. dgl. zusammensetzen. Auf diese Weise wird ein aus mehreren Materialien zusammengesetzter Kunststoffgegenstand erzeugt, der eine ausgezeichnete Festigkeit und Biegsamkeit besitzt, obwohl er aus den Abfallkunststoffteilen hergestellt ist. Die Festigkeit des auf diese Weise erzeugten Kunststoffgegenstandes ergibt sich aus der untenstehenden

Tabelle:

Dichte

Biegefestigkeit (kg/cm²)

Druckfestigkeit (kg/cm²)

Sand: Cellophan: Polyäthylen = 50:21:29 Sand: Cellophan: Polyäthylen = 30:10:60

1.44 1.25

158 165

230 183

r-orl setzung

Dichte

Biegefestigkeit Druckfestig· (ks/crr²) keit (kg/cm²)

Sand: Aluminiumfolie: Polyäthylen = 65:5:30
Beton aus Portland-Zement (nicht armiert) 1.58

2.3 bis 2.6

156

30 bis 50

207

150 bis 250

Die Festigkeit quadratischer Muster von 40 χ 40 χ 100 mm wurde mit einer Senkrechtdruck-Prüfvorrichtung nach Amsler gemessen. Nach dem Ergebnis der Versuche sind nach dem vorbeschriebenen Verfahren geformte Gegenstände leicht an Gewicht, besitzen eine große Biegefestigkeit und die gleiche Druckfestigkeil wie Beton. Das ist wahrscheinlich dem Umstand zu verdanken, daß das Bindemittel und das Heizmittel (anorganisches Material) durch das oben beschriebene lnnenheizverfahren innig miteinander verbunden werden.

Die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Formgege/vstände sind in der Praxis beispielsweise folgendermaßen verwendbar: A) als Materialien für das Bauingenieurwesen, z. B. in Gestalt von Pflastersteinen, Fundamenten, Abwasserbehältern, U-förmigen Abflußkanälen, Verkleidungsplatten; B) als Baumaterialien, z. B. in Gestalt von Bordsteinen, Balken, Umzäunungen; C) als Materialien für Gärtnereien, z. B. Blumentöpfe, Blumentröge, Blumenkasten, Pflanzplatten u.dgl.; D) Fischsammelplatten oder -rahmen.

Im folgenden werden mehicre Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

Beispiel 1

50 Gewichtsteile eines die Heizung bewirkenden Sandes (200⁰C) und 30 Gewichtsteile Polyäthylen werden 40 Gewichtsteilen von zerrissenen und gebrochenen Folien aus Papier und Vinylchlorid (Papier : Vinylchlorid = 66 :34 Gewichtsteile) zugemischt und in einem erwärmten Rührwerk bei einer Temperatur von 200⁰C gemischt, so daß eine Schmelzmischung entsteht. Die Schmelzmischung wird in eine Druckform eingebracht, und es wird ein aus mehreren Materialien bestehender Kunststoffgegenstand erzeugt, der sich durch Biege- und Druckfestigkeit auszeichnet In diesem Fall dient das Papier als Verstärkungsmaterial. Eine geringe Menge von Salzsäuregas, das während der Erhitzung erzeugt wird, wird von dem Rührwerk aus einem Alkaiiwaschturm zugeführt, um eine neutralisierende Behandlung zu erfahren.

Beispiel 2

40 Gewichtsteile Sand und 10 Gewichtsteile Schlamm werden als Heizmittel (300° C) 50 Gewichtsteilen Cellophan-Polyäthylen (42 :58)-Folien hinzugefügt und bei einer vorbestimmten Temperatur von 300° C unter Rühren gemischt, so daß eine Schmelzmasse entsteht In diesem Fall wird das Cellophan verkohlt, so daß kleine Teilchen Zustandekommen, und das Polyäthylen dient als Bindemittel Die Schmelzmischung wird in die Form eingebracht, und es wird ein Formgegenstand erzeugt der sich durch Biege- und Druckfestigkeit auszeichnet

Um ^J.ie Giftigkeit zu untersuchen, wird ein Elutionstest !Kit dem geformten Gegenstand durchgeführt, der folgende Ergebnisse hat.

Zyanid

nicht ermittelt

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß die hergestellten Gegenstände kaum eine Giftigkeit besitzen. Das Prüfungsverfahren wurde nach der Bekanntmachung Nr. 13 des japanischen Umweltbüros folgendermaßen durchgeführt:

Das geformte Material wurde zu einer Teilchengröße von weniger als 5 mm zerkleinert und sodann wurden 10 g des zerkleinerten Materials ausgewogen. Es wurde einer zehnfachen Wassermenge beigemischt und nach sechsstündigem Rühren analysiert, tine atomare, lichtabsorbierende Analyse wurde mit Bezug auf Chrom, Kadmium und Blei durchgeführt, und mit Bezug auf Zyanid wurde eine lonen-Elektroden-Analyse angewendet.

Beispiel 3

•10 Gewichtsteile eines als Heizmittel dienenden Sandes (300° C) und 30 Gewichtsteile Polyäthylen werden 50 Gewichtsteilen eines zerkleinerten dreischichtigen Füms, Schichten aus Aluminiumfolie, Papier und Polyäthylen (17:55:28) hinzugefügt und unter Rühren in der gleichen Weise gemischt wie beim Beispiel 1 und 2. In diesem Falle wird das Papier verkohlt, und die Aluminiumfolie verbleibt als Rückstand.

Beispiel 4

40 Gewichtsteile Schlamm als Heizmittel werden 60 Gewichtsteilen einer zerkleinerten Polyester-Polypropylen-Schichtfolie hinzugefügt (Schmelztemperatur von Polyester 300⁰C und von Polypropylen 200°C) und bei einer vorbestimmten Temperatur von 200⁰C in einem Rührwerk gemischt Das Polypropylen schmilz' und die Schmelzmischung, die Schlamm und Polyester enthält, wird in die Form eingebracht, worauf diese gekühlt wird, um den aus verschiedenen Materialien zusammengesetzten Gegenstand zu formen. Der Elutionstest für den geformten Gegenstand wird in der gleichen Weise so durchgeführt wie beim Beispiel 2, wobei folgendes Ergebnis erzielt wird:

sechswertiges Chrom

Kadmium

Blei

Zyanid

nicht ermittelt 0,02 Mill je Liter nicht ermittelt nicht ermittelt

sechswertiges C^ rom

Kadmium

Blei

nicht ermittelt
0,01 Mi!I je Liter
0,40MiU je Uter

Beispiel 5

60 Gewichtsteile eines zerkleinerten dreischichtigen Films aus Polyäthylenphthalat, hochschlagfestem Polystyrol und Cellophan (60 :10 :30 Gewichtsprozent) werden unter Rühren mit 40 Gewichtsteilen vorerhitztem Sand gemischt, um eine Schmelzmischung zu erzeugen. In diesem Fall wird das Cellophan verkohlt, und das Polyä?.hylenphthalai wirkt als Bindemittel. Die Schmeizrpischung wird in die Form eingebracht und ein F->rm?sgensiand von großer Biege- und Druckfestigftest erzeug-».

Hierzu J*. Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Herstellung von Fonnstücken, bei dem zunächst aus zerkleinertem Rohmaterial, das aus wenigstens zwei Arten von Kunststoffmaterialien oder einem Kunststoff und einem Nicht-Kunststoffmaterial zusammengesetzt ist, eine geschmolzene Masse gebildet wird, indem die Charge Rohmaterial in einem Mischer mit 30 bis 70 Gewichtsprozent eines zerkleinerten oder pulverförmigen, anorganischen Materials, bezogen auf das Rohmaterial, derart gemischt wird, daß die geschmolzene Masse 25 bis 70 Gewichtsprozent thermoplatisches Kunststoff material, bezogen auf is des Gesamtgewicht des Rohmaterials, als Bindemittel enthält, und anschließend die geschmolzene, vermengte Masse in eine Form gefüllt wird, in der sie in die Gestalt der Form gebracht und aus der sie nach dem Auskühlen und Verfestigen in der angenommenen Gestalt entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Material auf eine zum Schmelzen des als Bindemittel wirkenden thermoplastischen Kunststoffs geeignete Temperatur vorgeheizt und der Mischer auf derselben Temperatur gehalten wird, daß die in dem Mischer erzeugte hochviskose geschmolzene Masse in zylindrischer Gestalt dem Mischer entnommen und in Abschnitte abgelängt wird, wobei das Gesamtgewicht von vier derartigen Abschnitten geschmolzener Masse dem Gewicht eines rechteckigen Formstücks entspricht, daß jeder Abschnitt der geschmolzener Masse in einen Hohlraum einer rechteckigen Formenhälfte eingebracht und die vier Abschnitte dur Ji Absenken einer rechteckigen oberen Formenhälfte zusammengepreßt werden, die an jeder Ecke einen in Richtung auf die untere Formenhälfte zu ragenden Ansatz aufweist, der zusammen mit den anderen Ansätzen in jeder Ecke des rechteckigen, eine mittige öffnung aufweisenden Formstücks einen Verbindungsschlitz ausbilde!, daß in der unteren Formenhälfte in jeder Ecke Öffnungen vorgesehen werden, die den in den Ecken der oberen Formenhälfte angeordneten Ansätzen entsprechen, und daß in den öffnungen der unteren Formenhälfte Ansätze stecken, die beim Absenken der oberen Formenhälfte in Richtung auf die untere Formenhälfte derart niedergedrückt werden, daß diejenigen Teile der geschmolzenen Masse, die vor der Stirnseite der Ansätze der oberen Formenhälfte liegen, durch die Öffnungen in der unteren Formenhälfte ausgestoßen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmaterial aus Abfallkunststoffteüen besteht

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzmischung an einer Ladestelle in mehrere, von der Preßmaschine abnehmbare Formen eingebracht wird und die Formen auf einem Rundweg durch, eine Formschließstation, eine Kühlstation, eine Entnahmestation und eine Station zur Einbringung eines Ablösemittels in die Formen hindurchgeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch Ϊ, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer durch Verbrennungsgas aus der Heizeinrichtung zum Aufheizen des anorganischen Materials beheizt wird.