DE4213951A1 - Verfahren zur herstellung von formteilen - Google Patents

Description

Ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen ist aus der nicht vorveröffentlichten DE-P 42 00 400.4 bekannt. Bei diesem Verfahren werden als Formteile Dachziegel aus Kunststoff hergestellt. Hierzu werden Kunststoffabfälle sortiert und die sortieren Abfälle eingeschmolzen und in eine Form gepreßt. Vorteilhafterweise können hierdurch Kunststoffe recyclet werden und es entsteht ein neues hochwertiges Produkt. Nachteiligerweise muß jedoch hierzu der verwendete Kunststoff von all seinen Verbundstoffen wie z. B. Aluminiumauflagen, Textilauflagen oder Papierauflagen getrennt werden. Dies erfordert einen erheblichen Arbeitsaufwand. Die getrennten Stoffe bleiben als Abfallstoffe übrig und müssen getrennt entsorgt werden.

Es ist ganz allgemein im Stand der Technik bekannt, Formteile aus Kunststoff herzustellen. Hierzu werden jedoch neu hergestellte Kunststoffe verwendet und nicht Altkunststoffe recyclet.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren ebenso wie eine Anlage zur Herstellung von Formteilen vorzuschlagen, mit dem bzw. mit der eine billigere Produktion solcher Formteile möglich ist.

Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ungereinigte Alt- Kunststoffe und -füllstoffe zerkleinert und anschließend in einem geeigneten Verhältnis einem Extruder zugeführt werden, worauf die am Kopf des Extruders austretende breiige Masse in eine Form zur Formgebung der Formteile getrieben wird. Mit diesem Verfahren wird es möglich, Abfallkunststoffe unsortiert und mit daran anhaftenden Verbundstoffen, wie z. B. Aluminiumfolie oder Papier ohne weiteren Trennvorgang einfach zu zerkleinern und ungetrennt und unsortiert in einen Extruder zu geben. In dem Extruder wird mindestens durch den Extruderdruck der Kunststoffanteil flüssig oder mindestens breiig, so daß die gesamte Mischung in eine Form getrieben werden kann. Verblüffenderweise kann hierbei festgestellt werden, daß sich eine geschlossene Außenhaut aus Kunststoff ohne Beimischungen bildet, während alle Füllstoffe, z. B. die am Alt-Kunststoff anhaftenden Verbundstoffe, nach innen wandern und dort Partikel für Partikel vollständig von Kunststoff umgeben sind. Hierbei kann vorteilhafterweise als Füllstoff auch zerkleinertes Altpapier allein oder zusätzlich zu evtl. vorhandenen Verbundstoffen verwendet werden. Die Füllstoffe können hierbei vorzugsweise einen Anteil von 50 Gewichtsprozent annehmen. Die zerkleinerten Füllstoffe werden alle in das Innere des hergestellten Formteils gedrängt und dort nicht etwa in ihrer Gesamtheit sondern partikelweise mit Kunststoff umhüllt. Der breiige Kunststoff verbindet sich hierbei auch untereinander und verbindet sich ebenfalls mit der äußeren Kunststoffhaut, in der keine Füllstoffe vorhanden sind. Diese äußere Kunststoffhaut ist mehr als einen Millimeter dick. Es entsteht hierdurch ein sehr festes Formteil, das nur in außerordentlich geringem Maße Wasser aufnimmt. Aufgrund der geringen Wasseraufnahmefähigkeit tritt auch im Gegensatz zu sonstigen Kunststoffteilen keine Quellung im Wasser auf.

Auch die erfindungsgemäße Anlage zur Durchführung des Verfahrens ist recht einfach aufgebaut und löst die gestellte Aufgabe durch mindestens eine Zerkleinerungseinrichtung zur Zerkleinerung der ungereinigten Alt-Kunststoffe und der Füllstoffe, die über Transportmittel mit einem zugeordneten Extruder verbunden ist bzw. sind, der seinerseits mit einer Form zur Herstellung der Formteile verbunden ist. Die Transportmittel können hierbei einfache Förderbänder sein. Im Prinzip reicht eine Zerkleinerungseinrichtung zur Zerkleinerung aus. Falls Kunststoffe mit Verbundstoffen zerkleinert werden kann es sein, daß der Anteil der Verbundstoffe als Füllstoffe bereits eine gewünschte Menge einnimmt. Falls mehr Füllstoff verwendet werden soll, ist es möglich, der Zerkleinerungseinrichtung z. B. Abfallpapiere in gewünschter Menge beizugeben. Sowohl die Abfallpapiere als auch die unsortierten Kunststoffe werden dann von der gleichen Zerkleinerungseinrichtung zerkleinert.

Es ist jedoch auch möglich eine weitere Zerkleinerungseinrichtung für solche Füllstoffe vorzusehen, die nicht als Verbundstoffe dem Kunststoff anhaften. Aus der einen oder aus beiden Zerkleinerungseinrichtungen werden dann die zerkleinerten Produkte z. B. über einfache Förderbänder dem Extruder zugeführt. Hierbei ist es auch möglich, daß die aus den Zerkleinerungseinrichtungen kommenden Produkte zunächst noch in einem Zwischenlager gespeichert werden und sodann in einem gewünschten Verhältnis über die Transporteinrichtungen dem Extruder zugeführt werden. Es ist auch möglich, die zerkleinerten Kunststoffteile und Füllstoffteile zunächst noch im gewünschten Verhältnis miteinander zu mischen und sodann erst das gemischte Produkt über die Transporteinrichtungen dem Extruder zuzuführen.

Im Extruder wird die zerkleinerte Mischung durch den Extruderdruck oder durch eine gesonderte Heizung erwärmt, wobei der Kunststoff je nach Erwärmungsgrad breiig oder flüssig wird und in dieser Form zusammen mit den eingelagerten Füllstoffpartikeln in die Form für das Formteil gepreßt wird.

Als Füllstoffe können sehr viele Stoffe verwendet werden, was schon daran zu erkennen ist, daß die unterschiedlichsten modernen Kunststoffbehälter vielerlei Verbundstoffe aufweisen, die allesamt als Füllstoff verwendet werden können. So ist auch z. B. die Verwendung von Holz als Füllstoff problemlos möglich. Wegen der vollständigen Umhüllung der zerkleinerten Holzteile mit Kunststoff kann ebenso wie Papier so auch Holz als Füllstoff kein Wasser aufnehmen. Die Art der verwendeten Füllstoffe kann jedoch die elastischen Eigenschaften und die Festigkeitseigenschaften des hergestellten Formteils in gewünschter Weise beeinflussen.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Formteil, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, das gekennzeichnet ist durch eine die äußere Oberfläche bildende Kunststoffhaut von mehr als ein Millimeter Dicke, die einen mit Füllstoff und Kunststoff gefüllten Raum umschließt, wobei die Füllstoffpartikel alle vollständig von Kunststoff ummantelt sind und wobei der innere Kunststoff und der äußere Kunststoff miteinander verbunden sind. Es handelt sich hierbei um ein außerordentlich preisgünstig herstellbares Formteil, das feuchtigkeitsunempfindlich und formstabil ist und dessen elastische Eigenschaften durch die Art der gewählten Füllstoffe beeinflußbar sind.

Die beigefügten Zeichnungen zeigen in Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage in schematischer Darstellung und in Fig. 2 einen Querschnitt durch ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Formteil, wobei dieses Formteil als Doppel-T-Träger ausgebildet ist.

Von einem Förderband 1 werden unsortierte Altkunststoffe wie z. B. Kunststoffflaschen von Waschmitteln oder Weichspülern oder ähnlichem in die Verkleinerungsanlage 6 gegeben, die als sogen. Shredder ausgebildet sein kann. Die Zerkleinerungsanlage 6 führt die gewünschte Zerkleinerung durch, wobei das zerkleinerte Produkt über den Aufgabetrichter 7 auf ein weiteres Förderband 9 fällt, so daß eine Förderrichtung in Richtung des Pfeils 15 entsteht. Vom Förderband 9 wird das zerkleinerte Material auf ein Förderband 3 übergeben, um von diesem Förderband 3 in Richtung des Pfeils 16 transportiert zu werden. Mit der Zerkleinerungsanlage 6 können nicht nur unsortierte Altkunststoffe, sondern bei Bedarf auch andere Füllstoffe wie z. B. Holz oder Papier, zerkleinert werden. Dies hängt ganz davon ab womit die Zerkleinerungsanlage 6 beschickt wird. Es ist dann, wenn die Zerkleinerungsanlage 6 mit unterschiedlichen Materialien beschickt werden soll, erforderlich, daß diese Materialien jeweils zunächst in einen nicht näher dargestellten Zwischenspeicher geführt und von dort in einem gewünschten Verhältnis auf das Förderband 3 aufgegeben werden oder zunächst in einem gewünschten Verhältnis miteinander vermischt und sodann auf das Förderband 3 aufgegeben werden. Es ist aber auch denkbar, für andere Stoffe eine oder mehrere weitere Zerkleinerungseinrichtungen 5 vorzusehen, die von einem Förderband 2 beschickt werden können. Auch von dort wird das zerkleinerte Gut wieder über den Aufgabetrichter 8 auf ein weiteres Förderband 10 gegeben, so daß auch hier wieder eine Förderrichtung in Richtung des Pfeils 14 entsteht. Das Förderband 10 übergibt das zerkleinerte Gut an das Förderband 3. Eine jeweilige und hier nicht näher dargestellte Mengenkontrolle sorgt dafür, daß die Stoffe in den gewünschten Verhältnissen dem Förderband aufgegeben werden. Förderband 3 fördert nun diese Stoffe in Richtung des Pfeils 16 auf das Förderband 4, das seinerseits diese Stoffe in Richtung des Pfeils 17 transportiert, worauf diese Stoffe am Ende des Förderbandes 4 in Richtung des Pfeils 18 in den Einfülltrichter 11 eines Extruders 12 fallen und vom Extruder übernommen und von der Extruderschnecke in Richtung des Pfeils 19 transportiert und hierbei gepreßt und erhitzt werden. Die Erhitzung allein durch die Verpressung in der Extruderschnecke kann ausreichen. Es kann jedoch auch in bekannter Weise eine gesonderte Heizung vorgesehen sein. Im Extruder 12 wird das Gemenge aus Kunststoff und Füllstoff verpreßt und hierbei evtl. unter Einsatz der zusätzlichen Heizung der Kunststoff breiig oder flüssig, so, daß er am Ende des Extruders in eine Form 13 transportiert werden kann.

Bei der Anlage nach Fig. 1 ist vom Grundaufbau her lediglich erforderlich, daß das aus den Zerkleinerungseinrichtungen austretende zerkleinerte Gut in irgendeiner Weise in den Extruder gelangt und von dort in eine Form zur Herstellung der angestrebten Formteile. Die Art und Weise des Transportes und die zugehörigen Transportmittel um dies zu bewerkstelligen sind von sekundärer Bedeutung.

In den Zerkleinerungsanlagen 6 bzw. 5 können Kunststoffe zusammen mit den daran anhaftenden Verbundstoffen zerkleinert werden. Die so zerkleinerten Teile, die aus Kunststoff und Verbundwerkstoff bestehen, können ohne Trennung des Verbundwerkstoffes in den Extruder 12 eingebracht werden.

Stellt die Form 13 eine Form zur Herstellung eines Doppel-T-Profiles dar, so entsteht ein Doppel-T-Profil mit einem Querschnitt nach Fig. 2. Überraschenderweise ist, ohne daß eine Coextrusion angewendet worden wäre, ein Profil entstanden mit einer äußeren umhüllenden Wandung mit einer Dicke von mehr als ein Millimeter, die ausschließlich aus Kunststoff besteht und keine Füllstoffe enthält. Der von dieser Wand umschlossene Hohlraum ist aufgefüllt mit Füllstoff und Kunststoff, wobei die zerkleinerten Füllstoffstücke jeweils vollständig von Kunststoff umschlossen sind. Der Kunststoff umhüllt somit die Füllstoffteile und verbindet sich untereinander und mit der Außenwand im breiigen Zustand und härtet sodann aus. Es entsteht ein sehr widerstandsfähiges Formteil mit einer glatten und beliebig einfärbbaren Oberfläche, das in Wasser nicht oder nicht nennenswert quillt und nur eine Wasseraufnahme von 0,03 bis 0,04% zeigt. Mit der Menge des Füllstoffs und der Zusammensetzung des Füllstoffs nach der Materialart können die elastischen Eigenschaften des Formteils beeinflußt werden.

Es gelingt somit aus Abfallstoffen, deren Wiederverwertung oder Entsorgung problematisch war, auf sehr preisgünstige Art und Weise ein wirtschaftlich hochwertiges Produkt herzustellen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen, dadurch gekennzeichnet, daß ungereinigte Alt-Kunststoffe und Füllstoffe zerkleinert und anschließend in einem geeigneten Verhältnis einem Extruder (12) zugeführt werden, worauf die am Kopf des Extruders (12) austretende breiige Masse in eine Form (13) zur Formgebung der Formteile getrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoffe Verbundstoffe der Kunststoffe und/oder Altpapier verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Füllstoff- Beimischung bis 50 Gewichtsprozent erfolgt.

4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens mindestens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine Zerkleinerungseinrichtung (5, 6) zur Zerkleinerung der ungereinigten Alt-Kunststoffe und der Füllstoffe, die über Transportmittel (9, 10, 3, 4) mit einem zugeordneten Extruder (12) verbunden ist bzw. sind, der seinerseits mit einer Form (13) zur Herstellung der Formteile verbunden ist.

5. Formteil, gekennzeichnet durch eine die äußere Oberfläche bildende Kunststoffhaut von mehr als ein Millimeter Dicke, die einen mit Füllstoff und Kunststoff gefüllten Raum umschließt, wobei die Füllstoffpartikel alle vollständig von Kunststoff ummantelt sind und wobei der innere Kunststoff und der äußere Kunststoff miteinander verbunden sind.