DE4338199C2 - Formstück und Verfahren zur Herstellung des Formstücks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Formstück aus verschiedenen Fraktionen thermoplastischer Kunststoffe, das als ein thermoplastisch erhitzter, mit einem Treibmittel aufge­ schäumter und in einer Spritzgußform gekühlter Form­ stein ausgebildet ist, der aus einer Mischung von Kunststoff-Abfällen der Abfallindustrie besteht.

Die Erfindung betrifft ein darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung von Formstücken mit verschiedenen Fraktionen von Kunststoffen, die zerkleinert, gemischt, erwärmt und in einem Kunststoff-Verarbeitungsverfahren zu einem Halbzeug oder Fertigprodukt geformt sowie ver­ arbeitet werden.

Aus der DE 24 02 976 A1 ist ein Konstruktionsmaterial aus einer Mischung thermoplastischer Kunststoffe und mit mindestens einem Füllstoff bekannt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Mischung aus Komponenten zumindest thermoplastische Kunststoffe und mindestens einen Füllstoff mineralischer und/oder organischer Art enthält, wobei der Füllstoff oder die Füllstoffe minde­ stens den gleichen Gewichtsanteil am Gesamtgewicht der Mischung ausmachen wie die thermoplastischen Kunst­ stoffe.

Als Füllstoff werden Holzspäne, Holzmehl, Asbeststaub, Asbestfasern, Torf, Schwefel, Kieselerde, Sand, Graphit, Metallspäne, Asche von Müllverbrennungs- Anlagen und Abfälle aus wärmeaushärtenden Kunststoffen angegeben. Soweit es sich um Füllstoffe anorganischer Art handelt, hat in der Vergangenheit die Erfahrung gezeigt, daß diese zu inhomogenen Konstruktionsmateria­ lien mit geringer Bruchfestigkeit führen. Bei Holz­ spänen und Holzmehl besteht beim Herstellungsprozeß die Gefahr einer Entflammung. Asbeststaub und Abbestfasern konnten dabei nicht so gebunden werden, daß ein Aus­ laugen in die Atmosphäre vermieden wird. Abfälle aus wärmeaushärtenden Kunststoffen erfordern wiederum als Füllstoff eine zusätzliche Erwärmung, da sie unter Wärmeeinwirkung aushärten müssen. Keine dieser Kon­ struktionsmaterialien ist bislang hergestellt oder sonstwie benutzt worden.

Auch das in der DE 24 02 976 A1 offenbarte Verfahren gibt keinen konkreten Anhaltspunkt dafür, wie die darin genannten Kunststoffe zu einem konkreten Produkt über­ führt werden können. Einerseits besteht bei den dort offenbarten Temperaturen der Vermengung von Kunststoff­ mischungen und Füllstoffen von 240°C bis 300°C die Gefahr einer Entflammung der Füllstoffe, weil diese auch aus Holzspänen und sonstigem leicht entflammbarem Material bestehen sollen. Andererseits ist nicht konkret dargelegt, wie und auf welche Weise Fertig­ produkte daraus hergestellt werden können. Dabei ist wesentlich, daß bei inhomogenen Produkten dieser Art die meisten Kunststoff-Bearbeitungsverfahren nicht an­ wendbar sind, wie z. B. Extrudieren, Strangpressen, Kalandrieren etc., und zu anderen Verfahren ein Treib­ mittel erforderlich ist, welches in dieser Druckschrift nicht offenbart wird.

In der DE 24 44 420 A1 ist ein Konstruktionsmaterial aus einer Mischung offenbart, welche als Komponenten thermoplastische Kunststoffe aus mindestens einem Füll­ stoff mineralischer und/oder organischer Art enthält, wobei der Füllstoff eine Umhüllung aus Silicat-Mate­ rial, insbesondere Natriumsilicat, aufweisen soll. Als weitere Füllstoffe werden erneut Holzspäne, Holzmehl, Asbeststaub, Asbestfasern, Torf, Schwefel, Kieselerde, Sand, Graphit, Metallspäne, Asche von Müllverbrennungs­ anlagen und Abfälle aus wärmeaushärtenden Kunststoffen angeboten. Dabei sollen die Füllstoffe vor der Ver­ mischung mit einer Kunststoffkomponente in einem Vor­ mischer erwärmt, vermischt und überzogen werden. Dieses Mischen und überziehen soll in einem Vermischer in einem Vakuum bei einer Temperatur von 70°C bis 100°C erfolgen. Auch von diesem aufwendigen Verfahren sind bislang keine Produkte bekannt, die damit jeweils her­ gestellt worden wären. Das dürfte auch insofern schwierig sein, weil die dort offenbarte Mischung mittels extrudierter Stränge, auch wenn sie in eine Preßform gelangen, stets nach der Mischung des Mate­ rials mit unterschiedlichen großen Lunkerstellen be­ haftet ist, da es an einem Treibmittel fehlt.

Ausweislich dieses Verfahrens soll die Mischung im Mischer unter Vakuum sowie unter Hinzusetzung eines inerten neutralen Gases erfolgen. Dabei kommt dem inerten Gas im Mischer lediglich die Funktion der Erzeugung einer Art neutraler Außenatmosphäre ohne Infiltrationseffekt in die Mischung zu. Dementsprechend muß das daraus enthaltene Produkt mit einer relativ starken Porosität und entsprechend schlechten Festig­ keitseigenschaften behaftet sein. Auch ein Auslaugen der darin enthaltenen Kontaminationsstoffe kann auf­ grund der unverschlossenen Kapillarwege nicht sicher­ gestellt werden.

Aus der DE 40 25 102 A1 ist es bekannt, Formteile aus verschiedenen Fraktionen thermoplastischer Kunststoffe thermoplastisch zu erhitzen und mit einem Treibmittel aufzuschäumen. Das thermoplastische Material besteht aus einer Mischung, die unter anderem Kunststoffabfälle enthält. Nach dem Aufschäumen wird das Material in einer Spritzgießform gekühlt. Ein ähnliches Formteil wird auch in der DE 28 10 003 A1 beschrieben.

Die DE 39 26 446 C1 zeigt die Verwendung einer Anstech­ vorrichtung, um eine Entgasung von Formteilen zu unter­ stützen.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, ein Formstück der ein­ gangs genannten Gattung ebenso zu schaffen wie ein Ver­ fahren zu dessen Herstellung, wobei das Formstück kostengünstig aus Abfallprodukten zusammengesetzt ist, ein Auslaugen seines Kernbereiches ausschließt und dennoch als Fertigprodukt eine überraschend hohe ther­ mische Belastbarkeit sowie Druck-, Biege- und eine Säu­ refestigkeit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Produktes dadurch gelöst, daß der Formstein in der Spritzgußform gepreßt und entlüftet ist und daß die Mischung aus Kunststoffabfällen Füllstoffe, insbe­ sondere von Kunststoff-Teppich-Resten und/oder Abfall- Resten von sanitären Produkten mit Zellstoff, wie Windelhöschen oder dergleichen enthält und daß der Formstein in seinen Randbereichen ein dichteres Gefüge als in seinem Kernbereich aufweist.

Ein solcher Formstein zeigt selbst nach einem Koch­ prozeß von fünf Stunden keine Wasseraufnahme oder Auslaugungstendenzen und bei einer Druckbelastung von fünf Tonnen keine Verformung. Nach Fallversuchen aus zehn Meter Höhe konnten keine Verformungen oder Ab­ splitterungen festgestellt werden. Das gleiche Resultat zeigte sich bei einer Lagerung von drei Tagen bei -18°C. Auch Öle, Benzine oder andere Kohlenwasserstoffe und auch Säuren, konnten in den Formstein nicht ein­ dringen, da die darin enthaltenen Polyethylene und Polyamide, die sich mit einem besonders dichten Gefüge in seinen Randbereichen befinden, säurefest sind. Die Benutzung der Formsteine als Verbundsteine in einer Fabrikauffahrt unter täglicher Belastung von Lkws, Gabelstaplern und Peronen führte zu keinen Verformungen und/oder Verschiebungen.

Nach eine ersten Ausführungsform besteht das Formstück aus einem quaderförmigen Formstein in Form eines Ver­ bundsteines mit einer Größe von 200 mm × 100 mm × 60 mm und einem Gewicht von ca. 840 g. Als Verbundstein kann es mit einer rechteckigen, quadratischen oder mehr­ eckigen Trittfläche versehen werden, und senkrecht zu seiner Trittfläche eine zick-zack- oder gewellte Form aufweisen.

Nach einer weiteren Alternative ist der Formstein in Form eines Kreisringes mit konkavem Abschnitt gebildet.

Nach vorteilhaften Weiterbildungen ist das Formstück als Gitterstein mit gleichmäßigen quadratischen Öff­ nungen in Reihen- oder Diagonalanordnung ausgebildet.

Um sämtliche Formsteine im Verbund anordnen und ver­ festigen zu können, sind sie an ihren Seitenkanten mit angeformten Abstandsleisten versehen, die sich nahezu über die gesamte Höhe des Formsteines erstrecken und im Querschnitt entweder eine Rechteckform oder eine Kreis­ abschnittsform aufweisen. Dadurch können die Fugen zwischen den einzelnen Formsteinen mit üblichem Sand oder sonstigen anorganischen Füllmaterialien verfüllt und drainagefähig verfestigt werden.

Zur Vermeidung von punktuellen Belastungen und eventu­ ellen Absplitterungen ist jeder Formstein an seinen Oberflächenkanten mit einer unter 45° verlaufenden und ca. 6 mm bis 10 mm breiten umlaufenden Randfase ver­ sehen.

Zur Erhöhung der Rutschfestigkeit seiner Trittfläche sowie zur Verbesserung seiner Optik ist der Formstein an seiner Trittfläche mit Riefen und Rillen versehen ist, die entweder symmetrisch oder asymmetrisch ver­ laufen oder figürliche Muster von geometrischen Formen, wie Sechsecke, Dreiecke, Vierecke, sonstige Mehrecke oder ornamentartige Gegenstände, wie Blumenrosetten, Stadtwappen oder dergleichen bilden.

Der besondere Vorteil dieses Formsteines beruht darin, daß er ausschließlich aus kostenfrei verfügbaren Ab­ fallprodukten zusammengesetzt werden kann und als Füll­ stoff keine zusätzlichen organischen oder anorganischen Materialien erfordert, wie z. B. Natrium-Silicate oder dgl., welche seine Herstellung verteuern und seine Festigkeitseigenschaften vermindern. Ein besonderer Vorteil des neuen Formsteines ist einerseits in seiner rauhen Oberflächenstruktur sowie andererseits in seiner Eigenschaft als vollwertig einzusetzbares Produkt ohne jede Einfallerscheinung für die bisher aus anorgani­ schen Stoffen zusammengesetzten Verbundsteine zu sehen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines derartigen Formsteines ist dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoff-Abfälle der Abfallindustrie sowie Füllstoffe insbesondere Kunststoff-Teppich-Reste auf eine maximale Korngröße von 10 mm gemahlen und sodann in folgenden alternativen Gewichtsprozenten

• a) 70% bis 90% Kunststoffe des Haushaltsabfalls und 10% bis 30% aus Kunststoff-Teppich-resten mit Polyamiden, Acrylen, Klebern, Gummi und Schaumstoff oder
• b) 70% bis 90% Kunststoffe des Haushaltsabfalls und 10% bis 30% Abfall-Reste aus der Herstellung von sanitären Produkten, wie Windelhöschen, Slip-Ein­ lagen, Betteinlagen etc., mit Zellstoff, Polyethy­ lenfolie und feuchtigkeitsbindendem Polyacrylat oder
• c) 70% bis 90% Kunststoffe des Haushaltsabfalls, 5% bis 15% Kunststoff-Teppichreste mit Polyamiden, Acrylen, Klebern, Gummi und Schaumstoff und 5% bis 10% Abfall-Reste aus der Herstellung von sanitären Produkten, wie Windelhöschen, Slip-Einlagen, Bett­ einlagen etc., mit Zellstoff, Polyethylenfolle und feuchtigkeitsbindendem Polyacrylat,

miteinander gemischt werden, die Mischung auf eine Restfeuchte von 5% bis 10% als Treibmittel getrock­ net, hiernach auf ca. 150°C erhitzt, in aufgeschäumtem Zustand in eine Spritzgußform gepreßt sowie anschlie­ ßend die Restfeuchte zum größten Teil durch Entgasen des Formstückes entlüftet wird.

Durch dieses Verfahren können mit drei alternativen Mischungen Formsteine hergestellt werden, die in ihren äußeren Querschnittsrandbereichen ein wesentlich dich­ teres Gefüge als in ihren Kernen aufweisen. Dies liegt daran, daß die im Mischungsmaterial enthaltene Rest­ feuchte von 5% bis 10% als Treibmittel ausgenutzt wird, wodurch nach der Erhitzung auf etwa 150°C die Mischung in aufgeschäumten Zustand in eine Spritzguß­ form gepreßt werden kann. Dabei scheinen in über­ raschender Weise die gut fließfähigen Stoffe, wie z. B. Polyethylen und Polyamid, unter dem Druck der Rest­ feuchte als Treibmittel in die Randbereiche des Form­ steins zu gelangen, wo sie eine dichtende, schützende sowie mechanisch hoch belastbare Wandung um den erheb­ lich grobkörnigeren Kernbereich bilden. Ohne diese Restfeuchte und damit ohne Treibmittel weisen derartige Spritzgußprodukte erhebliche Einfallerscheinungeren auf, die sie beispielsweise in der Bauindustrie als Fertigprodukte ungeeignet erscheinen lassen.

Nach dem Ziehen der Form bildet der Formling in den großflächigen Oberflächenbereichen eine aufgeblühte, konvexe Form. Diese Form wird durch das Treibmittel der Restfeuchte bedingt. Durch Anstechen des Spitzgußform­ lings kann eine Entlüftung dieser Restfeuchte erfolgen. Hiernach nimmt der Formling erneut die gewünschte Flächenform gemäß der Spritzgußform ein. Dann wird der Formling atmosphärischer Luft ausgesetzt und ist nach Auskühlen seines Kernes unmittelbar als Fertigprodukt einsetzbar.

Dabei läßt es das erfinderische Verfahren auch zu, daß in der Mischung noch 4% an verunreinigenden Metallen in Form von Folienverschlüssen, Aluminiumfolie, Becher-Deckeln oder dgl. enthalten sind.

Die in dem Formstein enthaltenen Kunststoff-Teppich- Reste setzen sich im wesentlichen aus ca. 80% Poly­ amid, 17% Gummierung und 3% Kleber oder aus 75% bis 80% Polyamid, 20% bis 22% Acryl und 3% bis 5% Schaumstoff zusammen. Die unterschiedlichen Zusammen­ setzungen rühren von der Gesamthöhe, insbesondere von der Höhe und Dichte des aus Polyamid bestehenden Flors des Teppichs her.

Die weiterhin in dem Formstein eingeformten Zellstoffe bestehen aus Zellstoff-Resten der sanitären Industrie­ herstellung von Damenbinden, Betteinlagen. Tampons, Windelhöschen, Slipeinlagen oder OP-Tischbezügen, die ca. 60% bis 70% Zellstoff, 27% bis 37% Polyethylen­ folie und ca. 3% feuchtigkeitsbindendes Polyacrylat enthalten.

Die den Hauptanteil der Formstücke ausmachenden Kunst­ stoff-Abfälle können aus der Abfallindustrie, insbe­ sondere dem "Dualen System" (Grüner Punkt) stammen, die im wesentlichen aus Folien von Hoch- und Niederdruck- Polyethylen, aus Behältern von Hoch- und Niederdruck- Polyethylen und Polypropylen sowie aus Bechern von Polypropylen und Polystyrol zusammengesetzt sind.

Die fertige Mischung mit einer Korngröße von maximal 10 mm wird auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 3% bis 10%, bezogen auf die Trockensubstanz, vorgetrocknet, bevor sie in einer Spritzgußmaschine auf ca. 130° bis maximal 150°C erhitzt und die sich nach Erhitzung er­ gebende, aufgeschäumte, plastische Formmasse mittels einer Spritzgußmaschine in Formen eingespritzt wird. Dabei ist wesentlich, daß das gesamte Material auf­ schäumt, was durch die Restfeuchte von 3% bis 10% Wasser als Treibmittel erzielt wird.

Um den Formstücken eine ansprechende Optik zu ver­ leihen, wird die Mischung der jeweils verwendeten Fraktionen vor dem Vortrocknen im Mischer mit einem Farbstoff eingefärbt. Dieser Farbstoff kann über die gesamte Farbpalette von Weiß, Gelb, Betongrau, Ziegel­ rot, Braun etc. bis Schwarz reichen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens schließt diese Nachteile dadurch aus, daß sie aus einer Dosiereinrichtung, einer Mühle, einem Mischer, einer Vortrockeneinrichtung, einer Spritzgußmaschine mit Erhitzungseinrichtung, einer dieser zugeordneten Spritzgußform und einer Anstechvorrichtung für die Formstücke besteht. Dabei kann die Mühle von einer handelsüblichen Messermühle gebildet werden, bei welcher eine Dosiereinrichtung mit Waage vorgeordnet sowie ein Mischer nachgeordnet sind. In der Vortrockeneinrichtung werden die Abfälle auf einen Restfeuchtegehalt von 3% bis 10% vorgetrocknet. Diese Restfeuchte wird sodann als Treibmittel in der Spritzgußmaschine ausgenutzt, wodurch das gesamte Material aufgeschäumt wird. Unter dem Druck dieses Treibmittels werden die gut fließfähigen Bestandteile, wie beispielsweise Polyethylen und Polyamid in die äußeren Randbereiche des Formlings gepreßt und umhüllen mit relativ dichten Gefügewandungen den mit einem groberen Gefüge sowie eventuellen Lunkern versehenen Kern des Formlings.

Eine zusätzliche Anstechvorrichtung kann dazu dienen, den erhitzten Wasserdampf und/oder das Wasserdampf/­ Luftgemisch aus dem aufgeblähten Formling entweichen zu lassen, wodurch dieser seine der Spritzgußform ent­ sprechende, ursprüngliche ebene Oberflächenform ohne Einfallerscheinungen einnimmt.

Zur Sicherstellung eines kontinuierlichen Betriebes sind zwischen der Mühle, der Dosiereinrichtung, dem Mischer, der Vortrockeneinrichtung und der Spritzguß­ maschine jeweils Transporteinrichtungen in Form von Transportbändern oder Rutschen angeordnet.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht die Spritzgußform aus mehreren nach Art eines Karussells angeordneten Spritzgußformen, die in einem bestimmbaren Zeittakt vor die Düse der Spritz­ gußmaschine schwenkbar und weiterschwenkbar sind. Während des Weiterschwenkens einer Spritzgußform und der Einschwenkung der darauffolgenden Spritzgußform vor die Düse der Spritzgußmaschine bleibt diese ver­ schlossen. Mit einem Zeittakt von ca. 20 sek. bis 60 sek. kann auf diese Weise der vorbeschriebene Kunst­ stoff-Abfall nicht nur wirtschaftlich entsorgt, sondern zur Herstellung eines sofort verwendbaren Fertigproduk­ tes weiterverwendet werden. Dabei wird der Zeittakt im wesentlichen von der Kühlung der äußeren Randbereiche des Formstückes bestimmt. Je rascher diese Kühlung erfolgt, um so schneller kann der Zeittakt gestaltet werden, da die längerdauernde Auskühlung des Kerns des Formstückes auch außerhalb der Spritzgußform erfolgen kann.

Ferner ist eine jede Spritzgußform vor ihrem Ziehen über eine Rutsche mit sich verengendem Querschnitt schwenkbar. Beim Ziehen fällt der Formling auf diese Rutsche, an deren Ende optional ein Endschalter vorge­ sehen sein kann, der unter der Schwerkraft-Komponente des auf ihn einwirkenden Formkörpers die Einstechein­ richtung zur Entlüftung des Wasserdampf/Luftgemisches innerhalb des Formlings auslösen kann. Grundsätzlich ist auch eine Realisierung ohne Einstechvorrichtung denkbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formstücke sowie anhand unterschiedlicher Formen von Formsteinen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahren zur Herstellung von Formstücken mit einer Dosiereinrichtung, eine Mühle, einem Mischer, einer Vortrockeneinrichtung, einer Spritzgußmaschine mit karussellartig angeordneten Spritzgußformen und einer Anstechvorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht des quaderförmigen Form­ stückes,

Fig. 3 eine Seitenansicht gemäß Blickrichtung III von Fig. 2,

Fig. 4 eine Stirnansicht gemäß Blickrichtung IV von Fig. 3,

Fig. 5 eine Draufsicht eines Verbundsteines mit quadratischer Trittfläche und kreuzartig verlaufenden Riefen,

Fig. 6 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles VI von Fig. 5,

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen sechseckigen Formstein,

Fig. 8 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles VIII von Fig. 7,

Fig. 9 eine Draufsicht auf einen quadratischen Formstein,

Fig. 10 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles X von Fig. 9,

Fig. 11 eine Draufsicht auf einen Formstein in Form eines Kreisringes mit konkavem Ab­ schnitt,

Fig. 12 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles XII von Fig. 11,

Fig. 13 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeiles XIII von Fig. 11,

Fig. 14 eine Draufsicht auf einen zu seiner Tritt­ fläche zick-zack-förmig ausgebildeten Formstein,

Fig. 15 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles XV von Fig. 14,

Fig. 16 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeiles XVI von Fig. 14,

Fig. 17 eine Draufsicht auf einen gitterförmigen Formstein mit einer rechteckigen Durch­ trittsöffnung,

Fig. 18 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles XVIII von Fig. 17.

Fig. 19 eine Draufsicht auf einen als Gitterstein mit gleichmäßigen quadratischen Öffnungen in Reihenanordnung ausgebildeten Form­ stein,

Fig. 20 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles XX von Fig. 19,

Fig. 21 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeiles XXI von Fig. 19,

Fig. 22 eine Draufsicht auf einen mit gleichmäßi­ gen quadratischen Öffnungen in Diagonal­ anordnung als Gitterstein ausgebildeten Formstein und

Fig. 23 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles XXIII von Fig. 22.

Gemäß Fig. 1 setzt sich die erfindungemäße Vorrichtung 1 aus einer Dosiereinrichtung 2, einer Mühle 3, einem Mischer 4, einer Vortrockeneinrichtung 5, einer Spritz­ gußmaschine 6 mit Erhitzungseinrichtung 7 und Düse 8 zusammen. Der Düse 8 sind die karussellartig angeordne­ ten Spritzgußformen 9 zugeordnet, denen eine Rutsche 10 mit Anstechvorrichtung 11 nachgeordnet ist.

Zwischen der Dosiereinrichtung 2 und der Mühle 3 sowie zwischen dieser 3 und dem Mischer 4 sind Förderbänder 12, 13 angeordnet, die bei entsprechender höhenunter­ schiedlicher Anordnung auch durch Rutschen ersetzt werden können.

Zwischen dem Mischer 4 und der Vortrockeneinrichtung 5 sowie zwischen letzterer Vortrockeneinrichtung 5 und der Spritzgußmaschine 6 sind weitere Transportbänder 14, 15 angeordnet. Auch diese können gegebenenfalls durch entsprechende Rutschen ersetzt werden.

Aus Containern 16 bis 18 entnimmt die Dosiereinrichtung 2 mit entsprechendem Mischungsverhältnis die darin gelagerten, aussortierten Kunststoff-Abfälle, von welcher sie über das Transportband 12 zur Mühle 3 ge­ langen. Dabei sind folgende drei Mischungsalternativen möglich:
Nach einer ersten Mischungsalternative werden aus dem Behälter 16 beispielsweise 70% bis 90% (Gewichtspro­ zente) sortierter Kunststoffe des Haushalts-Abfalls nach dem "Dualen System" des "Grünen Punktes" und aus dem Behälter 17 beispielsweise 10% bis 30% (Gewichts­ prozente) aus Kunststoff-Teppich-Resten mit Polyamiden, Acrylen, Klebern, Gummi und Schaumstoff entnommen.

Nach einer zweiten Mischungsalternative werden aus dem Behälter 16 z. B. 70% bis 90% (Gewichtsprozente) sor­ tierter Kunststoffe des Haushaltsabfalls nach dem "Dualen System" und aus dem Behälter 18 beispielsweise 10% bis 30% (Gewichtsprozente) Abfallreste aus der Herstellung von sanitären Produkten, wie Windelhöschen, Slipeinlagen, Betteinlagen etc., mit Zellstoff, Poly­ ethylenfolie und feuchtigkeitsbindendem Polyarcylat gemischt.

Nach einer dritten Mischungsalternative werden aus dem Behälter 16 beispielsweise 70 bis 90% (Gewichtspro­ zente) sortierter Kunststoffe des Haushaltabfalls des "Dualen Systems", aus dem Behälter 17 beispielsweise 5% bis 15% (Gewichtsprozente) von Kunststoff- Teppich-Resten mit Plyamiden, Acrylen, Klebern, Gummi und Schaumstoff, aus dem Behälter 18 beispielsweise 5% bis 10% (Gewichtsprozente) Abfallreste aus der Her­ stellung der vorgenannten sanitären Produkte entnommen und über das Förderband 12 in die Mühle 3 befördert.

In der Mühle 3, die beispielsweise aus einer Messer­ mühle bestehen kann, werden die vorgenannten Kunst­ stoffe auf eine Korngröße von maximal 6 mm verkleinert. Die so verkleinerten Kunststoffabfälle gelangen über das Transportband 13 in den Mischer 4, in welchem eine homogene Mischung hergestellt wird. Hiernach wird diese homogene Mischung über das Transportband 14 in die Vortrockeneinrichtung 5 gefördert. In dieser erfolgt eine Vortrocknung dergestalt, daß die Mischung nur noch eine Restfeuchte von 3% bis 10% bezogen auf ihre Trockensubstanz enthält. Diese Restfeuchte wird noch nachfolgend als Treibmittel benötigt.

Nachdem die auf diese Weise vorgetrocknete, homogene Mischung über das Transportband 15 in die Spritzguß­ maschine 6 gelangt, wird sie über die Erhitzungsein­ richtung 7, die beispielsweise aus einem beheizten, doppelwandigen Zylinder bestehen kann, erhitzt und von der Preßschnecke 19 in aufgeschäumtem, erhitzten Zu­ stand als plastische Masse durch die Düse 8 in eine Spritzgußform 9 gepreßt.

In Fig. 1 befindet sich vor der Spritzgußdüse 8 ein Karussell 20, welches mit mehreren Spritzgußformen 9, 9a, 9b, 9c bestückt ist und sich in Richtung des Pfeiles 21 in diskontinuierlichen Zeittakten von bei­ spielsweise 20 sek. bis 60 sek. dreht, so daß die dar­ gestellte Spritzgußform 9a nach einem Takt die Lage der Spritzgußform 9c einnimmt und die nachfolgende Spritz­ gußform 9b vor die Spritzgußdüse 8 gelangt. Während des intervallweisen Schwenkvorganges der einzelnen Spritz­ gußformen 9, 9a, 9b, 9c in Richtung des Pfeiles 21 geht der Abkühlungsvorgang des in der Form befindlichen Formstückes 22 vonstatten.

Sobald eine Spritzgußform 9 die Position der Spritzguß­ form 9b erreicht hat, wird die Form gezogen und das Formstück fällt auf die Rutsche 10, die einen sich nach unten verengenden Querschnitt aufweist. Dadurch kann das Formstück 22 unter seiner Schwerkraftkomponente die Rutsche 10 hinuntergleiten, bis es an einem Endschalter 23 anstößt, der sodann die Anstechvorrichtung 11 mit den beiden Anstechnadeln 11a und 11b in Tätigkeit setzt, und das Formstück 22 von zwei Seiten her an­ sticht. Durch diese Anstichöffnungen des relativ dichten Gefüges im Randaußenbereich der Querschnitts­ form eines Formstückes kann sodann das vornehmlich im Kern enthaltene Wasserdampf/Luftgemisch entweichen und dadurch das Formstück 22 seine ursprüngliche, den Spritzgußformen 9 entsprechende, ebene Außen-Flächen­ form einnehmen. Dabei konnten in Versuchen keine Ein­ fallerscheinungen festgestellt werden.

Beim Verschwenken des Karussells 20 in Verbindung mit den Spritzgußformen 9, 9a, 9b, 9c bleibt die Düse 8 durch einen nicht dargestellten Verschluß verschlossen.

Eine erste Ausführungsform eines mit dieser erfindungs­ gemäßen Vorrichtung nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren hergestellten Formsteines 24 ist in den Fig. 2 bis 4 dargestellt. Dieser quaderförmige Formstein 24 weist die Form eines Verbundsteines mit einer Größe von 200 mm × 100 mm × 60 mm und einem Gewicht von ca. 840 g auf. Das Gewicht kann je nach den Mischungsalternativen bei dieser Größenordnung zwischen 800 g und 900 g schwanken. An den Seitenkanten 25, 26 ist dieser Form­ stein 24 mit Abstandsleisten 27 versehen, die sich nahezu über seine gesamte Höhe H erstrecken und im Querschnitt entweder eine Rechteckform oder wie darge­ stellt eine Kreisabschnittsform aufweisen. An seinen Oberflächenkanten 28 ist der Formstein 24 mit einer etwa unter 45° verlaufenden und ca. 6 mm bis 10 mm breiten umlaufenden Randfase 29 versehen.

Durch die Abstandsleisten wird zwischen zwei benach­ barten Verbundsteinen 24 eine Fuge zur Verfüllung und zur Verfestigung mit herkömmlichen Baumaterialien bei der Verlegung dieser Formsteine sichergestellt. An seiner Unterseite weist der Formstein 24 eine kalotten­ artige Vertiefung 30 auf, die durch die Spritzgußform bedingt ist.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die Trittfläche 31 rechteckig ausgebildet. Sie kann jedoch auch - wie in den Ausführungsbeispielen der Fig. 5 und 9 - quadra­ tisch ausgebildet sein. So ist der Formstein 32 gemäß den Fig. 5 und 6 mit einer quadratischen Trittfläche 33 versehen, in welche zur Erhöhung der Rutschfestigkeit Riefen bzw. Rillen 34, 35 kreuzweise eingelassen sind, wodurch sich vier kleinere quadratische Flächen 36 ergeben. Sowohl der quadratische Formstein 32 gemäß den Fig. 5 und 6 als auch der Formstein 37 gemäß den Fig. 9 und 10 ist mit den gleichen Randfasen 29 des Form­ steines 24 versehen.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 und 8 ist der Form­ stein 38 mit einer achteckigen Trittfläche 39 ausge­ bildet und weist die gleichen Randfasen 29 wie die Formsteine 24 und 32 gemäß den Fig. 2 bis 5 auf. Es versteht sich, daß die Trittfläche 30 dieses Form­ steines auch sechseckig, dreieckig, mehreckig und auch kreisförmig ausgebildet sein kann.

In den Fig. 11 bis 13 ist ein Gitterstein 40 in Form eines Kreisringes mit konkavem Ringabschnitt 41 darge­ stellt. Die umlaufenden Randfasen 29, 42 an der Außen- und Innenumfangsseite dieses Gittersteines 40 entsprechen denen der Fig. 2 bis 10. Es versteht sich, daß auch ein Gitterstein mit gleicher Außenkonfigura­ tion in Form einer geschlossenen Kreisscheibe mit konkavem Kreisabschnitt hergestellt werden kann. In diesem Fall würde die innere Randfase 42 entfallen und der gesamte Trittbereich 43 wäre vollständig von Mate­ rial ausgefüllt. Fig. 12 zeigt die Ansicht des Form­ steines 40 in Richtung des Pfeiles XII von Fig. 11 und Fig. 13 zeigt die Ansicht des Formsteines 40 von Fig. 11 in Richtung des Pfeiles XIII.

In den Fig. 14 bis 16 ist ein Gitterstein 44 mit einer zick-zack-förmigen Trittfläche 45 dargestellt, der gleichfalls mit einer umlaufenden Randfase 29 versehen ist. Die zick-zack-förmig verlaufenden Seitenbereiche 46 können auch gewellt ausgebildet werden. Fig. 15 zeigt den Formstein 44 in Richtung des Pfeiles XV von Fig. 14, und Fig. 16 zeigt die Stirnansicht entlang des Pfeiles XVI von Fig. 14.

Die Fig. 17 und 18 zeigen einen rechteckförmigen Gitterstein 47 mit rechteckiger Öffnung 48 sowie innen- und außenrandseitig umlaufender Randfase 29. Fig. 18 zeigt den Gitterstein 47 von Fig. 17 in Richtung des Pfeiles XVIII von Fig. 17.

Die Fig. 19 bis 21 zeigen einen Gitterstein 49 mit quadratischen Gitteröffnungen 50 in Reihenanordnung sowie mit angeformten Abstandsleisten 51 mit einer rechteckigen Querschnittsform. Fig. 20 zeigt den Gitterstein in Richtung des Pfeiles XX und Fig. 21 in Richtung des Pfeiles XXI von Fig. 19.

Die Fig. 22 und 23 zeigen einen Gitterstein 52 mit gleichmäßigen quadratischen Öffnungen 53 in Diagonalanordnung. Fig. 23 zeigt die Ansicht in Rich­ tung des Pfeiles XXIII von Fig. 22.

Zur Erhöhung der Rutschfestigkeit der sichtbaren Tritt­ fläche 31, 33, 39, 45 können die Formstücke 24, 32, 37, 38 und 44 nicht nur mit den Riefen bzw. Rillen 34, 35 der Fig. 5 und 6 versehen werden, die entweder symmetrisch oder asymmetrisch verlaufen, sondern auch mit figür­ lichen Mustern von geometrischen Formen, wie Sechsecke, Dreiecke, Vierecke oder sonstige Mehrecke oder auch mit Ornamenten, wie Blumenrosetten ausgestattet sein. Dadurch erhält der Formstein neben einer ansprechenden Farbe durch Einfärbung der jeweiligen Mischungen auch eine ansprechende Optik seiner Trittfläche.

Mit dem vorbeschriebenen Verfahren ist es mit einer relativ einfachen Vorrichtung gelungen, aus hundert­ prozentigem Abfallmaterial ohne zusätzliche Nichtab­ fallstoffe als Füllstoff ein Formstück zu produzieren, welches nicht nur als Verfüllmaterial, sondern auch als ansehnliches Baumaterial, z. B. zur Plattierung von Wegen, Straßen und sonstigen Flächen, wiederverwendet werden kann, welches sich durch eine hohe mechanische und thermische Belastbarkeit sowie eine Resistenz gegenüber Säuren und Basen auszeichnet.

Eine wesentliche Komponente des Verfahrens zur Her­ stellung der Formstücke besteht darin, daß der zuge­ setzte oder im Material verbliebene Anteil von Wasser nach dem Einfüllen der plastifizierten Masse in die Form vergast. Durch diese Überführung des flüssigen Wassers in Wasserdampf entsteht eine Gasströmung vom Innneren des Formstückes in Richtung auf die äußere Begrenzung. Bei der bereits beschriebenen Variante wird das Verfahren derart durchgeführt, daß zunächst das thermoplastische Material gemeinsam mit der Feuchtig­ keitskomponente in eine gasdichte Form eingefüllt wird und innerhalb der Form eine Verdrängung der niedrig schmelzenden plastifizierten Anteile in einen äußeren Bereich des Materials erfolgt. Nach einem Entformen des Formstückes wird der Vergasungsvorgang fortgesetzt, und aufgrund des innerhalb des Formstückes herrschenden Druckes entsteht eine nach außen gerichteten Wölbung der Begrenzungsflächen des Formstückes. Diese Ver­ formung kann durch das beschriebene Anstechen rück­ gängig gemacht werden, so daß eine erforderliche Maßge­ nauigkeit eingehalten werden kann.

Eine weitere Verfahrensvariante besteht darin, daß im Bereich der Form Entgasungsbohrungen oder Einsätze aus einem porösen Material vorgesehen werden, die einen Gasdurchtritt ermöglichen. Derartige poröse Materia­ lien, insbesondere in der Form von porösen Pfropfen, sind bereits in der DE 41 28 438 A1 beschrieben. Hier dienen diese porösen Materialien dazu, Druckluft in eine Form einzuleiten, um ein Luftpolster bei der Herstellung von Behältern aus Kunststoff bereitzu­ stellen. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, derartige Materialien zu verwenden, um gasförmige Substanzen aus dem Innenraum einer Form abzuleiten. Wird ein der­ artiges Material oder werden Bohrungen, die mit einer Umgebung in Verbindung stehen, in die Form zur Her­ stellung des spritzgegossenen Gegenstandes eingebracht, so kann bereits innerhalb der Form bei dem noch weich­ plastifizierten Material die vorgesehene Gasströmung aus dem Bereich des Innenraumes in den Bereich des Außenraumes erfolgen. Hierdurch werden insbesondere die niedrigschmelzenden Anteile von der Gasströmung in den äußeren Bereich des Formstückes verdrängt. Es entsteht somit eine Hülle des Formstückes, die sehr dicht ist und einen relativ hohen Reinheitsgrad aufweist. Im plastifizierten Material enthaltene Verunreinigungen werden hierdurch weitgehend abgekapselt und können nicht ausgewaschen oder ausgeschwemmt werden.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, einen Anteile von 3 bis 5 Gewichtsprozenten Wasser vorzu­ sehen.

Claims (26)

1. Formstück aus verschiedenen Fraktionen thermopla­ stischer Kunststoffe, das als ein thermoplastisch erhitzter, mit einem Treibmittel aufgeschäumter und in einer Spritzgußform gekühlter Formstein ausge­ bildet ist, der aus einer Mischung von Kunst­ stoff-Abfällen der Abfallindustrie ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstein (24, 32, 37, 38, 40, 44, 47, 49, 52) in der Spritzgußform (9, 9a, 9b, 9c) gepreßt und entlüftet ist und daß die Mischung aus Kunststoffabfällen Füllstoffe, insbe­ sondere von Kunststoff-Teppich-Resten und/oder Ab­ fall-Resten von sanitären Produkten mit Zellstoff, wie Windelhöschen oder dergleichen enthält und daß der Formstein (24, 32, 37, 38, 40, 44, 47, 49, 52) in seinen Randbereichen ein dichteres Gefüge als in seinem Kernbereich aufweist.

2. Formstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem quaderförmigen Formstein (24) in Form eines Verbundsteines mit einer Größe von 200 m × 100 mm × 60 mm und einem Gewicht von ca. 840 g besteht.

3. Formstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Verbundstein (24, 32, 37) mit einer recht­ eckigen, quadratischen oder mehreckigen Trittfläche (31, 33, 35) ausgebildet ist.

4. Formstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem senkrecht zu seiner Trittfläche (45) zick-zack-förmigen oder gewellten Formstein (44) oder Verbundstein besteht.

5. Formstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es von einem Formstein (40) in Form eines Kreisringes mit konkavem Abschnitt (41) gebildet ist.

6. Formstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Gitterstein (49, 52) mit gleichmäßigen quadratischen Öffnungen (50, 53) in Reihen- oder Diagonalanordnung ausgebildet ist.

7. Formstück nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formsteine (24, 49) an ihren Seitenkanten mit angeformten Abstandsleisten (27, 51) versehen sind.

8. Formstück nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abstandsleisten (27, 51) nahezu über die gesamte Höhe (H) des Formsteines (24, 32, 37, 45) er­ strecken und im Querschnitt entweder eine Kreis­ abschnittsform oder eine Rechteckform aufweisen.

9. Formstück nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstein (24, 32, 37, 38, 40, 44, 47) an seinen Oberflächenkanten mit einer unter 450 verlaufenden und ca. 6 mm bis 10 mm breiten umlaufenden Randfase (29) versehen ist.

10. Formstück nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es an seiner Trittfläche (31, 33, 35) mit seine Rutschfestigkeit erhöhenden Riefen und Rillen (34, 35) versehen ist, die ent­ weder symmetrisch oder asymmetrisch verlaufen oder figürliche Muster von geometrischen Formen, wie Sechsecke, Dreiecke, Vierecke, sonstige Mehrecke oder ornamentartige Gegenstände, wie Blumenrosetten oder dergleichen, bilden.

11. Verfahren zur Herstellung von Formstücken mit ver­ schiedenen Fraktionen von Kunststoffen, die zer­ kleinert, gemischt, erwärmt und in einem Kunst­ stoff-Verarbeitungsverfahren zu einem Halbzeug oder Fertigprodukt geformt werden sowie bei dem Kunst­ stoff-Abfälle der Abfallindustrie verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß Abfälle sowie Füllstoffe, insbesondere Zellstoffe und/oder Kunststoff-Teppich-Reste auf eine maximale Korn­ größe von 10 mm gemahlen, sodann in folgenden alternativen Gewichtsprozenten

• a) 70% bis 90% Kunststoffe des Haushaltsabfalls und 10% bis 30% aus Kunststoff-Teppichresten mit Polyamiden, Acrylen, Klebern, Gummi und Schaumstoff oder
• b) 70% bis 90% Kunststoffe des Haushaltsabfalls und 10% bis 30% Abfall-Reste aus der Herstel­ lung von sanitären Produkten, wie Windelhöschen, Slip-Einlagen, Betteinlagen etc., mit Zellstoff, Polyethylenfolie und feuchtigkeitsbindendem Polyacrylat oder
• c) 70% bis 90% Kunststoffe des Haushaltsabfalls (duales System), 5% bis 15% Kunststoff- Teppichreste mit Polyamiden, Acrylen, Klebern, Gummi und Schaumstoff und 5% bis 10% Abfall- Reste aus der Herstellung von sanitären Produk­ ten, wie Windelhöschen, Slip-Einlagen, Bettein­ lagen etc., mit Zellstoff, Polyethylenfolie und feuchtigkeitsbindendem Polyacrylat,

miteinander gemischt werden, die Mischung auf eine Restfeuchte von 5% bis 10% als Treibmittel ge­ trocknet, hiernach auf ca. 150°C erhitzt, in aufge­ schäumtem Zustand in eine Spritzgußform gepreßt sowie anschließend die Restfeuchte zum größten Teil durch Entgasen des Formstückes entlüftet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung im Maximum 3 Gewichtsprozente Me­ talle in Form von Folienverschlüssen, Becher- Deckeln oder dgl. als Verunreinigungen enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoff-Teppich-Reste aus ca. 80% Polyamid, 17% Gummierung und 3% Kleber oder aus 78% bis 80% Polyamid, 20% bis 22% Acryl und 3% bis 5% Schaumstoff zusammengesetzt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zellstoffe aus Zell­ stoff-Resten der sanitären Industrieherstellung von Damenbinden, Betteinlagen, Tampons, Windelhöschen, Slipeinlagen oder OP-Tischbezügen gewonnen werden, die ca. 60% bis 70% Zellstoff, 27% bis 37% Polyehtylenfolie und ca. 3% feuchtigkeitsbindendes Polyacrylat enthalten.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, da­ durch gekenndie zeichnet, daß Kunststoff-Abfälle der Abfallindustrie aus Folien von Hoch- und Niederdruck-Polyethylen, aus Behältern von Hoch- und Niederdruck-Polyethylen und Polypropylen sowie aus Bechern von Polypropylen und Polystyrol zu­ sammengesetzt werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die fertige Mischung mit einer Korngröße von maximal 10 mm mit einem Feuch­ tigkeitsgehalt von 5% bis 10%, bezogen auf die Trockensubstanz in einer Spritzgußmaschine auf ca. 150°C erhitzt und die sich nach Erhitzung ergeben­ de, aufgeschäumte, plastische Formmasse mittels einer Spritzgußmaschine in Formen eingespritzt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Formstücke nach dem Ziehen der Form durch Anstechen zum Entweichen der Wasserdämpfe entlüftet werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mischung der jeweils verwendeten Fraktionen vor dem Vortrocknen im Mischer mit einem Farbstoff eingefärbt wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß nach dem Ziehen der Form das Formstück durch atmosphärische Luft gekühlt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Einfüllung der Kunststoffmasse in eine Form Wasser zugesetzt wird, daß die Kunststoffmasse auf einer Temperatur oberhalb von 100°C gehalten wird, daß mindestens ein Teil des Wassers als Treibmittel verdampft wird und daß durch den ent­ stehenden Wasserdampf niedrigschmelzende Anteile der Kunststoffmasse in einen äußeren Bereich des geformten unausgehärteten Formstückes transportiert werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die plastifizierte und mit Wasser versetzte Kunststoffmasse in die Form eingespritzt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Formstück nach seiner Entnahme aus der Form mindestens teilweise entgast wird.

23. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die plastifizierte und mit Wasser versetzte Masse mindestens teilweise innerhalb der Form entgast wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Form mindestens einige poröse Elemente angeordnet werden, die einen Innenraum der Form gasdurchlässig mit einer Umgebung verbinden.

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Form mindestens einige Ent­ gasungskanäle angeordnet werden, die einen Innen­ raum der Form gasdurchlässig mit einer Umgebung verbinden.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kunststoffmasse 3 bis 5 Gewichtsprozente Wasser zugesetzt werden.