DE60309285T2

DE60309285T2 - Bindemittel zum granulierenden Umformen von pulverförmigen Teilchen und granulierte Formteile

Info

Publication number: DE60309285T2
Application number: DE2003609285
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Ohta-ku Morii; Satosu Ohta-ku Souma; Hiroyuki Ohta-ku Kishi; Kazuma Hamamatsu City Torii; Hiroyuki Hamamatsu City Matsuura
Original assignee: Shinko Frex Inc Hamamatsu; Ricoh Co Ltd; Shinko Frex Inc
Current assignee: Shinko Frex Inc Hamamatsu; Ricoh Co Ltd; Shinko Frex Inc
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2023-04-26
Also published as: EP1471092B1; DE60309285D1; EP1471092A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Bindemittels zum Granulierungsformen von Pulverteilchen eines Metalls, eines Metalloxids oder eines Minerals oder einer Mischung von zwei oder mehreren von diesen und granulierte Formteile, die durch Granulierungsformen unter Verwendung des Bindemittels erhalten werden.
2. Beschreibung verwandter Technik
Verschiedene Schritte wie Raffination und Schmelzen werden durchgeführt, um ein gewünschtes Metall aus Erzen zu erhalten. Jedoch werden bei diesen Schritten unvermeidbar Pulverteilchen erzeugt. Die Wiederverwendung dieser Pulverteilchen ist für eine wirksame Verwertung von Ressourcen erwünscht, und üblicherweise werden diese Pulverteilchen nach dem Granulierungsformen auf eine bestimmte Größe zur bequemen Handhabung und unter Berücksichtigung der Arbeitsatmosphäre wiederverwendet.
Für das Granulierungsformen wird die Einarbeitung eines Bindemittels vorgeschlagen, um die Granulierung, die Formbeibehaltung und die Bruchfestigkeit zu verbessern. Das Bindemittel für das Granulierungsformen von Pulverteilchen umfasst anorganische Materialien wie Zement und Bentonit, Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Stärke, Teer, Pech und mehrbasische Säuren wie Dimersäure und Trimersäure (offenbart in JP-A Nr. 2-270920, JP-A Nr. 3-6334 bzw. JP-A Nr. 6-200332).
Anorganischen Materialien wie Zement oder Polyvinylalkohol und Carboxymethylcellulose sollte jedoch Wasser zugegeben werden, und Stärke, die eine schlechte Wasserbeständigkeit aufweist, absorbiert Feuchtigkeit. Dann reagieren sie mit Wasser in Aluminiumrückständen unter Erzeugung von Wasserstoffgas und Ammoniak. Deshalb ist die Verwendung solcher Bindemittel nicht geeignet.
Wenn eine mehrbasische Säure wie Dimersäure oder Trimersäure bei Materialien wie Aluminiumrückständen, Aluminiumnitrid, Aluminiumchlorid und Aluminiumcarbid, die darin enthalten sind, verwendet wird, bewirkt dies eine chemische Reaktion vom Beginn des Formens an, um granulierte Formteile zu entzünden und zu verbrennen, was die Oxidation von Aluminium als reduzierende Komponente bewirkt und ihm eine reduzierende Fähigkeit entzieht. Deshalb besteht das Problem einer Verschlechterung ihres Handelswertes als Zusatzmittel.
Wenn eine mehrbasische Säure wie eine Dimersäure oder Trimersäure nicht nur bei Aluminiumrückständen, sondern auch bei anderen Materialien verwendet wird, besitzen granulierte Formteile eine schlechte Formbeibehaltung und deshalb ist die Menge an Fragmenten nach dem Formen erhöht, wodurch die Ausbeute der Granulierung verringert wird und der Anteil des in Pulverteilchen gemischten Zusatzmittels so hoch ist, dass dann, wenn granulierte Formteile als Zusatzmittel bei der Metallraffination verwendet werden, die Konzentration des raffinierten Metalls verringert ist.
Wenn Teer und Pech nicht nur bei Aluminiumrückständen, sondern auch in anderen Materialien verwendet werden, wird zum Zeitpunkt der Zugabe zum Schmelzstahl eine große Menge an schwarzem Rauch erzeugt, so dass sich die Arbeitsatmosphäre verschlechtert.
Harze auf der Basis von Phenol und Polyurethanharz werden auch als Harze vorgeschlagen (JP-A Nr. 3-6334), jedoch weist das Harz auf der Basis von Phenol eine schlechte Formbeibehaltung auf, während das Polyurethanharz teuer ist und auf 180 bis 200°C erhitzt werden sollte, damit es seine Bindemittelwirkung aufweist. Dadurch ist eine teuere Sondervorrichtung zum Erhitzen erforderlich.
Folglich hat jedes dieser Bindemittel Vorteile und Nachteile, und gegenwärtig werden sie unter Berücksichtigung ihrer Verwendung und ihrer Kosten als Kompromiss verwendet.
JP 2002-194078 betrifft ein Polymer und sein Herstellungsverfahren. Das zu lösende Problem besteht darin, ein Polymer mit einer ausgezeichneten biologischen Abbaubarkeitseigenschaft und Sicherheit zu erhalten, das verschiedene Eigenschaften besitzt, die bei breitgefächerten Anwendungen erforderlich sind. Das Problem wird dadurch gelöst, dass das Polymer Wiederholungseinheiten aufweist, die aus bestimmten Aminosäuren bestehen.
JP 2002-194080 befasst sich mit der Aufgabe, ein Polymer mit ausgezeichneten biologischen Abbaubarkeitseigenschaften und hoher Sicherheit zu erhalten, das verschiedene Eigenschaften besitzt, die bei breitgefächerten Anwendungen erforderlich sind, und ein Herstellungsverfahren für das Polymer zur Verfügung zu stellen. Das Problem wird dadurch gelöst, dass das Polymer Wiederholungseinheiten aufweist, die aus bestimmten Aminosäuren bestehen.
US-A-0,031,657 offenbart ein Harzformprodukt. Dabei handelt es sich um ein sandwichartiges Formprodukt, das mit einer Kernschicht und einer Hautschicht mit mindestens einem elektrophotographischen Toner versehen ist. Des weiteren wird bevorzugt, dass die Kernschicht ein Zusatzharz enthält, das mit einem Bindemittelharz kompatibel ist. Dieses wird für den elektrophotographischen Toner verwendet und kann der Kernschicht Elastizität verleihen, wenn das Zusatzharz und das Bindemittelharz miteinander gelöst werden. Gemäß der Anordnung ist es möglich, als Rohmaterial einen Nichtstandardtoner, der während eines Herstellungsverfahrens von elektrophotographischem Toner erzeugt wird, jedoch nicht als kommerzielles Produkt verwendet werden kann, und einen Abfalltoner zu verwenden, der bei einer Bildbildungsvorrichtung eines elektrophotographischen Verfahrens verwendet worden war. Dadurch wird zu niedrigen Kosten ein Harzformprodukt einer hohen Qualität erhalten, während die Schlagzähigkeit des Harzformprodukts durch die Verwendung des Zusatzharzes verbessert werden kann.
EP 1 138 714 offenbart ein Polycarbonatharz und einen optischen Gegenstand, bei dem dieses verwendet wird. Ein Polycarbonatharz wird erhalten durch die Umsetzung von (A) einer Bisphenolverbindung mit einer Fluorenstruktur, (B) einer Bisphenolverbindung mit einer Polysiloxanstruktur, (C) einer weiteren spezifischen Bisphenolverbindung und einer einen Carbonsäureester bildenden Verbindung, wobei die Menge von (A) der Bisphenolverbindung 30 bis 80 Gew.-% der Gesamtmenge aus (A) der Bisphenolverbindung und (B) der Bisphenolverbindung beträgt. Eine Menge (C) der Bisphenolverbindung beträgt 1 bis 80 Gew.-% der Gesamtmenge von (A) der Bisphenolverbindung, (B) der Bisphenolverbindung und (C) der Bisphenolverbindung, und die intrinische Viskosität des Polycarbonatharzes beträgt 0,2 bis 1,0 dl/g.
JP 2001-205748 betrifft einen Harzformgegenstand und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Das Problem, durch das wirksame Recycling von feinem Pulvertoner und Ausschuss- bzw. Abfalltoner, der in einem Verfahren für die Herstellung von elektrophotographischem Toner erzeugt wird, einen Harzformgegenstand hoher Qualität zu niedrigen Kosten zu erhalten, wird gelöst. Gelöst wird das Problem durch einen Harzformgegenstand mit einer Sandwichstruktur, der durch Beschichten eines Kernschichtmaterials, das elektrophotographischen Toner enthält, der aus mindestens einem Bindemittelharz und einem Färbemittel besteht, geformt wird, wobei das Hautschichtmaterial ein Harz enthält. Als elektrophotographischer Toner werden ein feiner Pulvertoner unterhalb des Produktstandards, der in einem Verfahren zur Herstellung des elektrophotographischen Toners erzeugt wird, und ein Abfalltoner, der durch die Durchführung einer Reihe von Bildbildungsverfahren mittels einer Bildbildungsvorrichtung erzeugt wird, verwendet. Ein Harz mit dem gleichen System wie demjenigen des Bindemittelharzes des elektrophotographischen Toners einer Kernschicht wird als Hautschichtmaterial verwendet.
US-A-0,035,236 betrifft ein Kondensationspolymer mit mindestens einer Carbonsäureendgruppe, die über eine Esterbindung mit einer Alkylamidgruppe verbunden ist. Das erfindungsgemäße Polymer kann durch Umsetzung eines Alkanolamins und eines cyclischen Anhydrids erhalten werden. Daraufhin wird durch Polykondensation ein Polymer erhalten. Das Polymer kann in einer Pulveranstrichzusammensetzung aufgebracht werden.
Typische anorganische Pulverteilchen, die zur Zeit wirksam als Flussmittel bei der Herstellung von Stahl verwendet werden können, sind Aluminiumrückstände, die aus Aluminiumschlacke, Aluminiumasche oder mineralischen Aluminiumrückständen (Schmelzrückständen) bestehen, die bei einem Aluminiumraffinations-, sekundären Raffinations- oder Schmelzschritt erzeugt werden und als Zusatzmittel für die Desoxidation und Entschwefelung von Schmelzroheisen, Schmelzstahl oder Rohstahlblock, die Rückstandsbildung, die Reduktion von FeO in Schlacke, zur Verbesserung der Fluidität und der Wärmebeibehaltung der Schlacke, bei Verfahren zur Herstellung von Roheisen in einem Hochofen, bei Verfahren der Stahlherstellung oder des Gießens in einem Elektroofen oder bei Gießverfahren verwendet werden. Jedoch werden sie mit Ausnahme der Zugabe mittels Injektion der leichteren Handhabung willen einem Granulierungsformen mit einem Bindemittel unterzogen. Wenn ein wasserlösliches Bindemittel verwendet wird, wird aufgrund der Umsetzung von Wasser mit Aluminiumnitrid und Metallaluminium, das in den Aluminiumrückständen enthalten ist, ein Ammoniakgas und Wasserstoffgas erzeugt. Deshalb wird ein wasserlösliches Bindemittel auf der Grundlage einer mehrbasischen Säure wie einer Dimersäure verwendet; dieses leidet jedoch an dem Problem der Hitzeentwicklung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bindemittel für das Granulierungsformen von Pulverteilchen zur Verfügung zu stellen, das zur relativ preiswerten Herstellung von granulierten Formteilen ohne die vorstehend beschriebenen Probleme und mit einer breiteren Anwendbarkeit als das herkömmliche verwendet werden kann.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bindemittel für das Granulierungsformen von Aluminiumrückständen zur Verfügung zu stellen, das für das Granulierungsformen von Aluminiumrückständen besonders gut geeignet ist und das wirksam als Zusatzmittel für geschmolzene Roheisen und Schmelzstahl verwendet werden kann, bei dem zur Zeit granulierte Formteile hauptsächlich verwendet werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Ausschuss- bzw. Abfallstoffe, die zur Zeit noch entsorgt werden, wirksam erneut zu verwenden.
Das Problem wird durch die Verwendung gemäß Anspruch 1 und das granulierte Formteil gemäß Anspruch 11 gelöst.
Die vorliegende Erfindung stellt zur Verfügung:

1. Ein Bindemittel für das Granulierungsformen von Pulverteilchen, das mit einem Harz mit einem Erweichungspunkt vermischt wird, das als Bindemittelharz für Toner geeignet ist.
2. Das Bindemittel für das Granulierungsformen von Pulverteilchen kann mit einem Harz gemischt werden, das durch Hitze erweicht wird, die durch die Reibungsverdichtung zum Zeitpunkt des Granulierungsformens erzeugt wird.
3. Der Erweichungspunkt des Bindemittels für das Granulierungsformen beträgt 100°C oder weniger.
4. Der Erweichungspunkt des Bindungsmittels für das Granulierungsformen kann 60°C oder weniger betragen.
5. Das Harz kann in der Form von fein verteilten Teilchen vorliegen.
6. Der maximale Teilchendurchmesser des Harzes kann 50 μm oder weniger betragen.
7. Der maximale Teilchendurchmesser des Harzes kann 12 μm oder weniger betragen.
8. Der maximale Teilchendurchmesser des Harzes kann 5 μm oder weniger betragen.
9. Das Bindemittel für das Granulierungsformen von Pulverteilchen kann mindestens ein Harz umfassen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyolharz, Polyesterharz, einem Homopolymer von Styrol, einem Homopolymer eines substituierten Derivats von Styrol, einem Copolymer auf der Basis von Styrol, Acrylharz, Methacrylatharz, Polyethylen, Polypropylen, Epoxyharz, Siliconharz, Polyamidharz, Furanharz, Xylolharz, Polyvinylbutyral, Terpenharz, Chromanindenharz, Harz auf der Basis von Dien, Maleinsäureharz, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyethylen-Vinylacetat-Harz und Harz auf der Basis von Erdöl.
10. Das Bindemittel für das Granulierungsformen von Pulverteilchen kann mindestens ein Harz umfassen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyolharz, Styrol-Acryl-Copolymer und Polyesterharz.
11. Das Bindemittel für das Granulierungsformen von Pulverteilchen kann Ausschuss- bzw. Abfalltoner als Harz umfassen.
12. Das Bindemittel für das Granulierungsformen von Pulverteilchen kann beim Granulierungsformen von Aluminiumpulverteilchen verwendet werden, die mindestens eine Art von Aluminiumrückständen umfassen, die aus Aluminiumschlacke, Aluminiumasche oder mineralischen Aluminiumrückständen bestehen, die als Flussmaterial bei der Stahlherstellung verwendet werden und in einem Aluminiumraffinations-, sekundären Raffinations- oder Schmelzschritt erzeugt werden.
13. Ein granuliertes Formteil, das 1 bis 20 Gew.-% des Bindemittels für das Granulierungsformen von Pulverteilchen gemäß dem vorstehend angegebenen Punkt 1 enthält, wird mit Verbundpulverteilchen auf der Grundlage von Aluminiumrückständen, Mineralen oder Metallen gemischt.

Die weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind spezifisch in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung angegeben oder werden aus dieser ersichtlich, wenn sie im Zusammenhang gelesen wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGEN
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensive Untersuchungen durchgeführt, um die vorstehend angegebenen Probleme zu lösen. Als Ergebnis haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass dann, wenn Pulverteilchen unter Zugabe eines Bindemittels, das ein bestimmtes Harz enthält, granuliert und geformt werden, die erhaltenen granulierten Formteile eine ausgezeichnete Granulierungsleistung, Formbeibehaltung und Bruchfestigkeit aufweisen und die granulierten Formteile kein übermäßiges Erwärmen durch eine chemische Reaktion verursachen. Des weiteren haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass Ausschuss- bzw. Abfalltoner, die gegenwärtig weggeworfen werden, als Harz günstig sind, und die Verwendung von Abfalltonern die Kosten des Granulierungsformens preiswert macht. So ist es den Erfindern der vorliegenden Erfindung gelungen, ein Bindemittel mit einer breiter gefächerten Anwendbarkeit zu entwickeln.
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
(1) Bindemittel für das Granulierungsformen
Das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Bindemittel ist ein Harz mit einem Erweichungspunkt, der es als Bindemittelharz für Toner geeignet macht. Die Toner werden weit verbreitet in der Elektrophotographie, beim elektrostatischen Drucken, beim elektrostatischen Aufzeichnen und dergleichen verwendet. Dafür muss das Bindemittelharz eine gute Fixierfähigkeit aufweisen, d.h. ein gutes Wärmeschmelzen unter Fixiererwärmen, um sich selbst niedrigviskos zu machen. Beim Fixieren gibt es einen Unterschied in dem System, d.h. Kontaktfixieren und kontaktloses Fixieren, und die Fixiertemperatur beim Erstgenannten ist niedriger. Deshalb ist der Erweichungspunkt des verwendeten Bindemittelharzes niedriger, jedoch wird bei der vorliegenden Erfindung das Harz als Bindemittel für das Granulierungsformen von Pulverteilchen verwendet, d.h. das Harz wird unter Verdichten verwendet. Deshalb können alle Bindemittelharze verwendet werden, um bevorzugte Ergebnisse zu liefern.
Zum Zeitpunkt des Granulierungsformens wird das Bindemittel einem Reibungsverdichten unterzogen und entwickelt so unvermeidlich Wärme. Das Harz ist vorzugsweise eines, das durch diese Wärme erweicht werden kann, da die Notwendigkeit des separaten Anordnens einer Heizeinheit nicht mehr besteht.
Unter dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt wird ein Harz mit einem Erweichungspunkt von 100°C oder weniger, vorzugsweise 60°C oder weniger, gemischt, da das Harz beim Reibungsverdichten auf etwa 60°C erwärmt wird.
Wenn das Harz in der Form von fein verteilten Teilchen vorliegt, ist die Oberfläche des Harzes, bezogen auf das Gesamtvolumen, groß. Dementsprechend ist die Reibungsfläche vergrößert, wodurch der Wirkungsgrad des Reibungsverdichtens erhöht wird, um die Wärmeleitfähigkeit und Fluidität zu verbessern. Das führt zu einer Erhöhung der Bindemittelreaktivität, und deshalb werden die fein verteilten Teilchen bevorzugt verwendet.
Unter dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt wird vorzugsweise ein Harz mit einem maximalen Teilchendurchmesser von 50 μm oder weniger gemischt; noch stärker wird ein kleinerer Durchmesser bevorzugt.
Das Bindemittel kann derart mit anderen Komponenten gemischt werden, dass die Funktion des Bindemittels nicht verschlechtert wird, und üblicherweise beträgt der Gehalt des Harzes 50 Gew.-% oder mehr.
Beispiele für das Harz, das die vorstehend angegebenen Bedingungen erfüllen kann, umfassen Polyolharz, Styrol-Acryl-Copolmer, Polyesterharz, Styrolharz und Epoxyharz.
Stärker bevorzugte Beispiele für das Harz sind Polyolharz, Styrol-Acryl-Copolymer und Polyesterharz. Nachstehend werden diese drei Typen von Harzen detaillierter beschrieben.
Das Polyolharz ist ein Harz, das durch das Modifizieren von Epoxyharz hergestellt wird. Es können verschiedene bekannte Polyolharze verwendet werden.
Beispielsweise umfasst das Polyolharz (1) Verbindungen, die durch das Umsetzen von Epoxyharz, einem zweiwertigen Phenol-Alkylenoxid-Addukt oder einem Glycidylether davon und einer Verbindung mit zwei oder mehr aktiven Sauerstoffen im Molekül, die mit Epoxygruppen reagieren, erhalten werden.
Das Epoxyharz umfasst beispielsweise Produkte, die durch Kondensieren von Bisphenol wie Bisphenol A und Bisphenol F mit Epichlorhydrin erhalten werden.
Das zweiwertige Phenol-Alkylenoxid-Addukt umfasst Reaktionsprodukte von Alkylenoxid wie Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid oder eine Mischung davon mit einem zweiwertigen Phenol, beispielsweise Bisphenol wie Bisphenol A oder Bisphenol F. Der Glycidylether umfasst beispielsweise Produkte, die durch Glycidylieren des Addukts mit Epichlorhydrin oder β-Methylepichlorhydrin hergestellt werden. Bevorzugte Beispiele umfassen Diglycidylether von Bisphenol A-Alkylenoxid-Addukten, dargestellt durch die Formel:
darstellt, jedes von n und m 1 oder mehr ist und jedes die Anzahl der Wiederho lungseinheiten darstellt und die Gleichung n + m = 2 bis 6 erfüllt.
Die Verbindung, die im Molekül zwei oder mehr aktive Wasserstoffe aufweist, die mit Expoxygruppen reagieren, umfasst beispielsweise Phenole, mehrwertige Phenole und Polycarbonsäuren. Die zweiwertigen Phenole umfassen Bisphenole wie Bisphenol A und Bisphenol F. Die mehrwertigen Phenole umfassen o-Cresolnovolake, Phenolnovolake, tris(4-Hydroxydiphenyl)methan und 1-[α-Methyl-α-(4-hydroxydiphenyl)ethyl]benzol, und die mehrwertigen Carbonsäuren umfassen Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure, Trimellithsäure und Trimellithsäureanhydrid.
Das Polyolharz (1)' umfasst diejenigen, die durch Inaktivieren der Enden des Polyolharzes durch Umsetzen einer Verbindung mit einem aktiven Wasserstoff, der mit einer Epoxygruppe (beispielsweise einwertigen Phenolen wie Phenol, Cresol, Isopropylphenol, Amylphenol, Nonylphenol, Dodecylphenol, Xylenol und p-Cumylphenol, sekundären Aminen wie Diethylamin, Dipropylamin, Dibutylamin, N-Methyl(ethyl)piperazin und Piperidin, und Carbonsäuren wie Propionsäure und Capronsäure) reagiert, erhalten werden, die während der Umsetzung des Epoxyharzes und dergleichen oder durch die Zugabe und Reaktion der Verbindung nach der Umsetzung vorhanden sein können.
Beispiele des anderen Polyolharzes (2) umfassen diejenigen, die durch Verestern einer sekundären Hydroxylgruppe des Epoxyharzes erhalten werden.
Das verwendete Veresterungsmittel umfasst C₃_₂₅ Monocarbonsäuren (beispielsweise C₆_₂₀-Monocarbonsäuren wie Propionsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Acrylsäure, Oleinsäure, Margarinesäure, Arachinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Rizinusölfettsäure und Tallölfettsäure), einwertige Carboxylatderivate (beispielsweise niedere Alkylcarboxylate wie Methyl- und Ethylcarboxylate), Lactone (beispielsweise β-Propiolacton, γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton, ε-Caprolacton, β-Butyrolacton und γ-Valerolacton).
Des weiteren umfasst das Polyolharz (2)' diejenigen, deren Enden durch Umsetzen einer Verbindung mit einem aktiven Wasserstoff, der mit einer Epoxygruppe (beispielsweise einwertigen C_6-40-Phenolen wie Phenol, Cresol, Isopropylphenol, Amylphenol, Nonylphenol, Dodecylphenol, Xylenol und p-Cumylphenol und einwertigen C₆_₂₅-Carbonsäuren wie Essigsäure, Propionsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Acrylsäure, Oleinsäure, Mar garinesäure, Arachinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Rizinusölfettsäure und Tallölfettsäure) reagiert, inaktiviert wurden.
Das Styrol-Acryl-Copolymer wird erhalten durch Copolymerisieren oder teilweises Vernetzen eines Styrolmonomers mit Acrylat oder Methacrylat. Es können verschiedene bekannte Styrol-Acryl-Copolymere verwendet werden.
Das Styrolmonomer umfasst beispielsweise Styrol, α-Methylstyrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, 3,4-Dimethylstyrol und dergleichen.
Das Acrylat umfasst beispielsweise Etylacrylat, Methylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Methacrylsäure, Ethylmethacrylat, Methylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, Dodecylmethacrylat und 2-Ethylhexylmethacrylat.
Das Styrol-Acryl-Copolymer umfasst beispielsweise ein Styrol-Acryl-Copolymer, Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer, Styrol-n-Butylacrylat-Copolymer, Styrol-Butylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Diethylaminoethylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Methylmethacrylat-n-Butylacrylat-Copolymer, Styrol-Methylmethacrylat-Butylacrylat-N-(ethoxymethyl)acrylamid-Copolymer, Styrol-Glycidylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Diethylaminoethylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Butadien-Acrylat-Copolymer, Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Butadien-chloriertes Paraffin-Copolymer, Styrol-Butadien-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Acrylat-Maleat-Copolymer, Styrol-n-Butylacrylat-2-ethylhexylacrylat-Copolymer, Styrol-Methylmethacrylat-2-ethylhexylacrylat-Copolymer, Styrol-n-Butylacrylat-Ethylglycolmethacrylat-Copolymer und Styrol-n-Butylmethacrylat-Acrylsäure-Copolymer.
Als Polyesterharz können verschiedene bekannte Polyesterharze, die durch die Polykondensationsreaktion eine Alkohols mit einer Säure erhalten werden, verwendet werden.
Der Alkohol umfasst beispielsweise Diole wie Polyethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,3-Propylenglycol, 1,4-Propylenglycol, Neopentylglycol und 1,4-Butendiol, veretherte Bisphenole wie 1,4-bis(Hydroxymethyl)cyclohexan, Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A, Polyoxyethylen- Bisphenol A, Polyoxypropylen-Bisphenol A, zweiwertige Alkoholmonomere, die von diesen Bisphenolen durch die Substitution mit gesättigten oder ungesättigten C₃_₂₂ Kohlenwasserstoffgruppen abgeleitet sind, andere zweiwertige Alkoholmonomere und mehrwertige (drei- oder mehrwertige) Alkoholmonomere wie Sorbitol, 1,2,3,6-Hexatetrol, 1,4-Sorbitan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit, Saccharose, 1,2,4-Butantriol, 1,2,5-Pentantriol, Glycerin, 2-Methylpropantriol, 2-Methyl-1,2,4-butantriol, Trimethylolethan, Trimethylolpropan und 1,3,5-Trihydroxymethylbenzol.
Die Carbonsäure umfasst beispielsweise Monocarbonsäuren wie Palmitinsäure, Stearinsäure und Oleinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Mesaconsäure, Citraconsäure, Terephthalsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Malonsäure, zweiwertige organische Säuremonomere, die abgeleitet sind von diesen Säuren durch die Substitution mit gesättigten oder ungesättigten C₃_₂₂-Kohlenwasserstoffgruppen, Säureanhydride davon, ein Dimer des niederen Alkylesters und Linolensäure, 1,2,4-Benzoltricarbonsäure, 1,2,5-Benzoltricarbonsäure, 2,5,7-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4-Butantricarbonsäure, 1,2,5-Hexantricarbonsäure, 1,3-Dicarboxyl-2-methyl-2-methylencarboxypropan, Tetra(methylencarboxyl)methan, 1,2,7,8-Octantetracarbonsäure und mehrwertiges (drei- oder mehrwertiges) Säuremonomer wie Anhydride davon.
Als Polyesterharz können auch verschiedene bekannte Polyesterharze, die durch die Polykondensationsreaktion eines Polyols mit einer Polycarbonsäure erhalten werden, verwendet werden.
Das Polyol umfasst beispielsweise Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, 1,5-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglycol, Cyclohexandimethanol, hydriertes Bisphenol A, Bisphenol-A-Ethylenoxid-Addukt und Bisphenol-A-Propylenoxid-Addukt.
Das Polyesterharz umfasst kristallinen Polyester mit einer vernetzten Struktur mittels einer ungesättigten Stelle (ungesättigten Bindungen), d.h. einen vernetzten kristallinen Polyester. Der vernetzte kristalline Polyester besitzt eine ungesättigte Stelle von ungesättigten Doppelbindungen und wird durch die Kondensationsreaktion einer Mischung aus einer zwei- oder mehrwertigen ungesättigten Carbonsäure und einer zwei- oder mehrwertigen gesättigten Carbonsäure mit einem zwei- oder mehrwertigen Alkohol erhalten.
Des weiteren umfasst das Polyesterharz ein nichtlineares Polyesterharz, das 3 bis 15 Mol-% einer mehrwertigen (drei- oder mehrwertigen) Carbonsäuremonomereinheit, 5 bis 30 Mol-% einer mehrwertigen Carbonsäuremonomereinheit und/oder mehrwertigen Alkoholmonomereinheiten (Komponente mit einem weichen Segment) mit einer gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen C_5-30-Kohlenwasserstoffgruppe aufweist, wobei der Rest eine zweiwertige Säurekomponente, eine zweiwertige Alkoholkomponente und dergleichen ist.
Des weiteren bevorzugt verwendet werden Harze, die herkömmlicherweise als Bindemittelharz für Toner verwendet werden, beispielsweise Homopolymere von Styrol und substituierte Derivate wie Polystyrol, Poly-p-chlorstyrol und Polyvinyltoluol, andere Copolymere auf der Basis von Polystyrol als diejenigen, die vorstehend beschrieben sind, beispielsweise Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Acrylonitril-Copolymer und Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer und Acrylharz, Methacrylatharz, Polyethylen, Polypropylen, Epoxyharz, Siliconharz, Polyamidharz, Furanharz, Xylolharz, Polyvinylbutyral, Terpenharz, Chromanindenharz, Harz auf der Basis von Dien, Maleinsäureharz, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyethylen-Vinylacetat-Harz und Harz auf der Basis von Erdöl.
Jedes dieser Harze wird positiv als Bindemittelharz für Toner bei der Elektrophotographie, dem elektrostatischen Drucken, dem elektrostatischen Aufzeichnen und dergleichen verwendet.
Gegenwärtig werden elektrophotographische Produkte und dergleichen von Herstellern wiedergewonnen, und auch in den Produkten enthaltene Toner werden wiedergewonnen. Dementsprechend werden gebrauchte Toner, die herkömmlicherweise nach der Wiedergewinnung entsorgt werden, ebenfalls als Harz bevorzugt, das dem Bindemittel der vorliegenden Erfindung einverleibt werden soll.
Die Toner bestehen inhärent aus fein verteilten Teilchen, und der maximale Teilchendurchmesser der Toner von allen Herstellern beträgt etwa 12 μm. Die gebrauchten Toner werden jedoch während des Gebrauchs durch Zusammenprall und Reibung in den Produkten verschlissen und haben so einen Durchmesser, der um mehrere μm kleiner ist als derjenige der anfänglich gebrauchten Toner. Dementsprechend weisen die wiedergewonnenen Abfalltoner eine verbesserte Wärme leitfähigkeit und Fluidität auf und so ist deren Einarbeitung als Harz in das erfindungsgemäße Bindemittel stärker bevorzugt.
Anders als vorstehend angegeben können Toner, die von Fabriken entsorgt werden, als Harz verwendet werden, das in das Bindemittel der vorliegenden Erfindung eingearbeitet werden soll.
Bei der Elektrophotographie ist das elektrophotographische Verfahren, das aus verschiedenen Schritten wie elektrisches Aufladen, Belichten mit Licht, Entwicklung, Übertragung, Trennung und Fixierung besteht, kompliziert, und ein zu kleiner Tonerdurchmesser verursacht Nachteile bei dem Verfahren und verursacht Probleme bei den Produkten. Um das Verfahren zu verbessern, wurden Toner mit einem Teilchendurchmesser von 5 μm oder weniger, die in Fabriken hergestellt werden, nicht auf den Markt gebracht. Herkömmlicherweise werden solche nichtverwendeten Toner, die aus den Fabriken entfernt werden, entsorgt. Es gibt keine Notwendigkeit für die Entsorgung von Tonern mit einem maximalen Teilchendurchmesser von 12 μm oder mehr, da ihr Durchmesser mit Hilfe von Mitteln wie Vermahlen in Fabriken verringert werden kann, was ein Hauptschritt bei dem Verfahren der Herstellung von Tonern ist.
Dementsprechend kann gesagt werden, dass Ausschusstoner, die von Fabriken entsorgt werden, einen kleineren Teilchendurchmesser aufweisen als derjenige von üblichen Tonern und deshalb eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und Fluidität besitzen. Daher werden sie am stärksten als Harz für die Einarbeitung in das erfindungsgemäße Bindemittel bevorzugt.
Dementsprechend ist die Verwendung von Ausschusstonern als Bindemittel vorteilhaft, da eine Vorbehandlung wie Mahlen vor dem Granulierungsformen nicht notwendig ist.
Ein Färbemittel und andere Zusatzmittel, die in den Tonern enthalten sind, verschlechtern die Funktion der Toner als erfindungsgemäßes Bindemittel nicht.
(2) Pulverteilchen für das Granulierungsformen
Es ist beabsichtigt, dass die Pulverteilchen bei der vorliegenden Erfindung diejenigen eines Metalls, eines Metalloxids oder Minerals sind, die bei verschiedenen Schritten wie der Raffination und dem Schmelzen erzeugt werden. Diese Maßnahmen werden durchgeführt, um ein gewünschtes Metall aus Erzen zu erhalten; die erfindungsgemäßen Pulverteilchen sind jedoch nicht darauf beschränkt und umfassen Pulverteilchen, die für die Wiederverwendung von Ausschuss gemahlen wurden.
Das erfindungsgemäße Bindemittel reagiert nicht mit Metallaluminium oder Aluminiumverbindungen wie Aluminiumnitrid, Aluminiumchlorid und Aluminiumcarbid, besitzt eine ausgezeichnete Formbarkeit und, anders als Teer oder Pech, verschlechtert es die Arbeitsatmosphäre nach der Zugabe zu geschmolzenem Roheisen oder geschmolzenem Stahl nicht. Daher wird das vorliegende Bindemittel beim Granulierungsformen bevorzugt, wobei als Flussmittel für die Stahlherstellung Pulverteilchen auf der Basis von Aluminium verwendet werden, die Aluminiumrückstände enthalten. Diese bestehen aus Aluminiumschlacke-, Aluminiumasche- oder Aluminiummineralrückständen, die in den Raffinations-, sekundären Raffinations- und Schmelzschritten von Aluminium erzeugt werden.
Seit kurzem wird ein Verbundflussmittel mit den Komponenten (MgO·CaO·SiO₂· Al₂O₃) und einer Basizität (CaO/SiO₂). die durch das Vermischen von Mineralstoffen wie Kalk, Silicatcarbid, Fluorit, Dolomit und leicht verbranntem Magnesiumoxid mit Aluminiumrückständen geregelt wird, auch als Flussmittel für die Stahlherstellung für komplexe chemische Reaktionen hergestellt. Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Bindemittel für das Granulierungsformen eines solchen Verbundflussmittels geeignet.
(3) Menge des vermischten Bindemittels
Das Bindemitel wird vorzugsweise in einer Menge von I bis 20 Gew.-% (als Feststoffgehalt), bezogen auf die Gesamtmenge (100 Gew.-%) der Pulverteilchen und des Bindemittels, gemischt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass keine zufriedenstellende Bindemittelwirkung erhalten wird, wenn die Menge weniger als 1 Gew.-% beträgt. Jedoch kann bei 20 Gew.-% oder weniger eine ausreichende Bindemittelwirkung erzielt werden.
(4) Granulierungsformungsverfahren
Granulierte Formteile werden auf übliche Weise in beliebigen Formen wie Teil chen, Pellets und Briketts in Abhängigkeit von der Verwendung erhalten.
Zur Herstellung von Flussmittel für die Produktion von Roheisen oder Stahl werden das Bindemittel und die Pulverteilchen geknetet, granuliert und mit einer Pelletiervorrichtung oder einer Niedrigdruck-Brikettiervorrichtung für die nasse Herstellung von Stahl oder mit einer Hochdruck-Brikettiervorrichtung oder einer Revolverpresse für das Trockenformen geformt. Von diesen werden die Hochdruck-Brikettiervorrichtung oder die Revolverpressenvorrichtung vorzugweise zum Trockenformen verwendet, um einen Verlust von Metallaluminium aufgrund der Reaktion von Wasser mit Metallaluminium als reduzierende Komponente beim Flussmittel für die Stahlherstellung und die Entwicklung von Ammoniakgas aufgrund der Reaktion von Wasser mit Aluminiumnitrid, das in den Aluminiumrückständen enthalten ist, zu verhindern. Mit der Hochdruck-Brikettiervorrichtung können eine höhere Produktivität als mit der Revolverpressenvorrichtung erzielt und dadurch die Herstellungskosten gesteuert werden. Deshalb wird die Hochdruck-Brikettiervorrichtung in vielen Fällen im tatsächlichen Betrieb verwendet.
Beim üblichen Betrieb beträgt der Walzendruck bei der Hochdruck-Brikettiervorrichtung 10 bis 20 Tonnen/cm². Deshalb wird die Walzentemperatur auf 60 bis 80°C erhöht, selbst wenn keine besondere Heizvorrichtung nicht angeordnet ist. Es wird bestätigt, dass bei dem erfindungsgemäßen Harz eine Bindungswirkung bei 30°C oder mehr erzielt wird und eine praktische Bindungswirkung bei 60°C oder mehr bei dem vorstehend angegebenen Druck erzielt wird. Dementsprechend kann die anschließende Wärmebehandlung durch die Verwendung der Formungshitze zum Zeitpunkt des Formens weggelassen werden.
Wenn eine Heizvorrichtung verwendet wird, wird die obere Grenze der Temperatur im voraus auf 200°C oder weniger festgelegt, um eine Vergasung des Harzes zu verhindern.
BEISPIELE
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Beispiele detaillierter beschrieben.
Beispiel 1
Bestätigung der Bindemittelwirkung bei verschiedenen Heiztemperaturen
Aluminiumasche (Metallaluminium: 50 Gew.-%), die bei der sekundären Raffination von Aluminium erhalten wurde, wurde als anorganische Pulverteilchen verwendet.
Eine Mischung aus 100 g flüssigem Epoxyharz vom Bisphenol A Typ, 45,26 g Bisphenol A, 30,9 g p-Cumylphenol und 20 g Xylol wurden als Bindemittel für das Granulierungsformen in einer Stickstoffatmosphäre auf 70°C erhitzt. Lithiumchlorid, 0,032 g/H₂O, wurde zugegeben, und die Mischung wurde 4 bis 7 Stunden bei 150 bis 180°C umgesetzt, um ein modifiziertes Epoxypolyolharz mit einem Erweichungspunkt von 100°C und einem Tg von 56°C zu ergeben. Dieses Produkt wurde derart fein pulverisiert, dass der maximale Teilchendurchmesser auf 12 μm oder weniger verringert wurde, um seine Reaktivität als Bindemittel zu verbessern.
Das Bindemittel wurde in verschiedenen Anteilen in die Aluminiumasche eingearbeitet, granuliert und mittels einer Handpressvorrichtung [SSP-10A (die keine Formwärme abgibt), hergestellt von Shimadzu Corporation] durch Erhitzen auf eine vorbestimmte Temperatur in einem elektrischen Ofen zu zylindrischen Proben (Durchmesser 28 mm; Dicke 8 mm) geformt, dann herausgenommen, stehen gelassen und gekühlt.
Es gab einen Unterschied bei der Granulierungsfähigkeit zwischen der Aluminiumasche mit oder ohne mindestens 1 Gew.-% Bindemittel. Die Aluminiumasche mit mindestens 1 Gew.-% Bindemittel war ausgezeichnet bezüglich der Herausnehmbarkeit aus der Form, was ihre Gleitmittelwirkung bestätigt.
Des weiteren wurde die Probe, nachdem sie gerade auf Raumtemperatur gekühlt worden war, mittels einer Zugdrucktestvorrichtung [SV-2000-0 (Imai Seisakusho Co., Ltd.)] mit Bezug auf die Bruchfestigkeit gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Aufgrund dieser Ergebnisse wurde bestätigt, dass die Bruchfestigkeit durch Erhitzen beträchtlich erhöht wird und die bei dem trockenen Hochdruckformen erzeugte Formungshitze verwendet werden kann.
Beispiel 2
Bestätigung der Granulierungsfähigkeit und der Bindemittelwirkung durch das in unterschiedlichen Mengen zugegebene Harz
Um die Granulierungsfähigkeit und die Bindemittelwirkung, die an ein tatsächliches Herstellungsverfahren mit einer Vorrichtung angepasst werden, zu bestätigen, wurden die gleiche Aluminiumasche und das gleiche Bindemittel wie in Beispiel 1 granuliert und mit einer kleinen Testvorrichtung [(Brikettiervorrichtung BSC-25 (die keine Formungshitze entwickelt), hergestellt von der Shintokogio, Ltd.)] zur Bildung von granulierten Formteilen in Schiffszwiebackform mit einer Breite von 20 mm, einer Länge von 25 mm und einer Dicke von 25 mm geformt.
Die granulierten Formteile wurden mit einem Sieb mit einer Maschengröße von 3 mm gesiebt. Im Ergebnis gab es einen Unterschied beim Verteilungsverhältnis des granulierten Formteils und der Pulverteilchen bei den Aluminiumaschen mit oder ohne die Harzverbindung, was daher eine Verbesserung bei der Granulierungsfähigkeit bestätigte.
Die Bruchfestigkeit wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Die gemessene Festigkeit war im Verhältnis zu der Menge des zugegebenen Bindemittels und der Erhitzungstemperatur höher, was seine Bindemittelwirkung bestätigte.
Beispiel 3
Bestätigung der Bindemittelwirkung in einer Vorrichtung
Zur Bestätigung der Bindemittelwirkung in einer Vorrichtung wurden die gleiche Aluminiumasche wie in Beispiel 1 und das gleiche Bindemittel (das gleiche Polyolharz wie in Beispiel 1) derart gemischt, dass das Verhältnis des Bindemittels 5 Gew.-% betrug, und dann granuliert und in Herstellungsanlagen mit Materialaufnahmetrichtern (10 m³ × 5), einer Mischvorrichtung (10 m³), einem Lagertrichter für gemischtes Material (5 m³) und einer Formmaschine (Hochdruck-Brikettiervorrichtung, die in einem Verhältnis von 3 bis 5 Tonnen/Stunde granulieren kann, hergestellt von der Shintokogio, Ltd.), die in einer Reihe angeordnet waren, geformt, um insgesamt 12 Tonnen Produkte (1 flexibler Behältersack/Tonne) herzustellen.
Im Fall einer Granulierungsvorrichtung in einer Produktionsstraße wurde die Temperatur der Formwalze in Abhängigkeit von dem Formdruck variiert. Sie lag jedoch üblicherweise im Temperaturbereich von 60 bis 100°C und die Temperatur betrug direkt nach dem Formen der granulierten Formteile 40 bis 80°C.
Die Granulierungsfähigkeit und die Bruchfestigkeit wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 gemessen. Sowohl die gemessene Granulierungsfähigkeit als auch die gemessene Bruchfestigkeit waren im Verhältnis zu der Menge an zugegebenem Bindemittel höher, wodurch bestätigt wurde, dass die Bindemittelwirkung auch im Lauf der Zeit ausgezeichnet war.
Die Bruchfestigkeit in Tabelle 3 ist der Durchschnitt von 100 Proben, die willkürlich dem oberen Teil von 12 flexiblen Behältersäcken entnommen wurden.
Die Bruchfestigkeit in Tabelle 4 ist der Durchschnit von 100 Proben, die sich von denjenigen in Tabelle 3 unterschieden und willkürlich dem oberen Teil von 12 flexiblen Behältersäcken entnommen wurden.
Beispiel 4
Bestätigung der Bewertung von Flussmitteln für die Stahlherstellung unter Verwendung einer Produktionsstraße
Zur Bestätigung der Bewertung von Flussmitteln für die Stahlherstellung unter Verwendung einer Produktionsstraße wurden die folgenden Mischmaterialien hergestellt.
Ausgangszusammensetzung: 70 Gew.-% Aluminiumasche (5.600 kg), die 50 Gew.-% Metallaluminium, 22 Gew.-% leicht gebranntes Magnesiumoxid (1.760 kg), 5 Gew.-% eines im Handel erhältlichen Brikettierbindemittels (400 kg), die unter Verwendung einer mehrbasigen Säure wie einer Dimersäure, Trimersäure, acrylierten Fettsäure und maleierten Fettsäure und 3 Gew.-% Löschkalk (240 kg) auf einen mittleren Teilchendurchmesser von 10 μm oder weniger pulverisiert worden waren, die gemäß den Anweisungen des Herstellers zu vermischen sind, wurden in einem Verhältnis von 8 Tonnen/Partie gemischt.
Vergleichsausgangszusammensetzung: 75 Gew.-% Aluminiumasche (6.000 kg), die 50 Gew.-% Metallaluminium und 25 Gew.-% leicht verbranntes Magnesiumoxid (2.000 kg) enthielten, wurden in einem Verhältnis von 8 Tonnen/Partie gemischt.
Jede Zusammensetzung wurde in einer Brikettiervorrichtung in einem Hochdruck-Trockenformsystem mit einer Materialzuführungsrate von 2 Tonnen/Stunde granuliert und geformt. Die Walzenformtemperatur betrug 80°C und die Temperatur genau nach dem Formen der granulierten Formteile betrug 60°C.
Der Ausstoß (pro Stunde) von 10 mm oder größeren granulierten Formteilen, die zu granulierten Gegenständen zu bilden sind, und die Menge der hergestellten Gegenstände waren ein Ausstoß von 1.900 kg/Std. und Gegenstände von 7.800 kg [97,50 Gew.-%] für die Ausgangszusammensetzung und ein Ausstoß von 1.800 kg/Std. und Gegenstände von 7.300 kg [91,25 Gew.-%] für die Vergleichsausgangszusammensetzung, was ihre Bindemittelwirkung bei der Produktivität bestätigt.
Bei der Reaktion der granulierten Formteile gibt es im Laufe der Zeit einige Fälle, bei denen ein Brikettierbindemittel, das eine mehrbasische Säure wie eine Dimersäure, Trimersäure, acrylierte Fettsäure und maleierte Fettsäure umfasst, die im Allgemeinen bei der Herstellung von Flussmitteln für die Stahlherstellung verwendet werden, die exotherme Reaktion in einem Material auf der Grundlage von Aluminiumasche zu Beginn des Granulierungsformens initiiert, um die Zündung und Verbrennung zu bewirken, die zu Flammen führt. Deshalb wurde die exotherme Reaktion zusammen mit der Bruchfestigkeit gemessen, um Daten zu erhalten.
Granulierte Formteile aus der Vergleichsausgangszusammensetzung waren frei von einer exothermen Reaktion, wiesen jedoch eine schlechte Bruchfestigkeit auf und brachen im Lauf der Zeit aufgrund von Aufquellen zusammen. Deshalb konnten sie nicht als Gegenstände bewertet werden.
Die granulierten Formteile wiesen eine ausgezeichnete Wasserbeständigkeit auf und wiesen keine Feuchtigkeitsabsorptionswirkung, wie Stärke sie hat, auf.
Beispiel 5
Bestätigung der Bindemittelwirkung von Ausschuss- bzw. Abfalltonern
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ihre Aufmerksamkeit auf die Tatsache gelenkt, dass Komponenten von Ausschuss- bzw. Abfalltonern (mit einem maximalen Teilchendurchmesser von 12 μm oder weniger) Verbundharze aus Styrol-Acryl-Copolymer, Polyesterharz, Polyolharz, organischen Säuresalzen und dergleichen sind und haben den gleichen Test auf die gleiche Weise wie beim vierten Beispiel durchgeführt mit dem Unterschied, dass Ausschuss- bzw. Abfalltoner gemischt und granuliert und als Bindemittel derart geformt wurden, dass seine Harzkomponenten identisch mit denjenigen des Bindemittelharzes im vierten Beispiel waren.
Wie vorstehend beschrieben, kann das erfindungsgemäße Bindemittel beim Granulierungsformen von Pulverteilchen verwendet werden, um sichere Formtteile mit einer hohen Bruchfestigkeit und guten Werten für Veränderungen im Lauf der Zeit zu erhalten.
Das erfindungsgemäße Bindemittel erfordert keine Zugabe von Wasser und besitzt eine ausgezeichnete Wasserbeständigkeit. Daher ist es für das Granulierungsformen von Aluminiumrückständen und dergleichen geeignet.
Zur Zeit ist es erforderlich, sich positiv mit der Schaffung einer Recycling-Gesellschaft auseinanderzusetzen. Bei der vorliegenden Erfindung können Ausschuss- bzw. Abfalltoner, die als industrieller Abfall angesehen werden, verwendet werden, was daher einen Beitrag zur Schaffung einer Recycling-Gesellschaft leistet.
Die Ausschuss- bzw. Abfalltoner werden herkömmlicherweise entsorgt. Jedoch sind die Kosten für die Entsorgung hoch, und es ist schwer, einen Ort für die Entsorgung zu finden. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung besonders nützlich, da bei der Verwendung von Ausschuss- bzw. Abfalltonern die Kosten für die Entsorgung eliminiert werden können, weniger Arbeitskräfte gebraucht werden und die Kosten des Ausgangsmaterials des Bindemittels auf fast Null verrin gert werden können. Das verringert die Kosten des Produkts beträchtlich.
Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf eine spezifische Ausführungsform mit Bezug auf eine vollständige und klare Offenbarung beschrieben wurde, sind die beigefügten Ansprüche nicht darauf einzuschränken, sondern sind so auszulegen, dass alle Modifikationen und alternativen Konstruktionen verkörpert sind, die einem Fachmann einfallen können und die unter die hier angegebene grundlegende Lehre fallen.

Claims

Verwendung eines Bindemittels zum Granulierungsformen von Pulverteilchen, basierend auf Aluminiummetall, Aluminiumnitrid, Aluminiumchlorid, Aluminiumcarbid oder auf Aluminium basierenden Pulverteilchen enthaltend Aluminiumrückstände, bestehend aus Aluminiumschlacke, Aluminiumasche oder mineralischen Aluminiumrückstände, wobei das Bindemittel ein Harz mit einem Erweichungspunkt von 100°C oder weniger aufweist, wobei das Harz ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polyolharz, Acrylharz, Methacrylatharz, Polyamidharz, Furanharz, Terpenharz, Chromanindenharz, auf Dien basierendem Harz, Polyvinylacetat, Polyethylen-Vinylacetatharz und auf Erdöl basierendem Harz sowie Mischungen davon.
Verwendung eines Bindemittels zum Granulierungsformen von Pulverteilchen nach Anspruch 1, wobei das Bindemittel mit einem Harz vermischt wird, das durch die bei der Reibungsverdichtung während des Granulierungsformens entstehende Wärme erweicht wird.
Verwendung eines Bindemittels zum Granulierungsformen von Pulverteilchen nach Anspruch 1, worin der Erweichungspunkt 60°C oder weniger beträgt.
Verwendung eines Bindemittels zum Granulierungsformen nach Anspruch 1, worin das Harz in der Form fein verteilter Teilchen vorliegt.
Verwendung eines Bindemittels zum Granulierungsformen nach Anspruch 4, worin der maximale Teilchendurchmesser des Harzes 50 μm oder weniger beträgt.
Verwendung eines Bindemittels zum Granulierungsformen nach Anspruch 5, worin der maximale Teilchendurchmesser des Harzes 12 μm oder weniger beträgt.
Verwendung eines Bindemittels zum Granulierungsformen nach Anspruch 6, worin der maximale Teilchendurchmesser des Harzes 5 μm oder weniger beträgt.
Verwendung eines Bindemittels zum Granulierungsformen von Pulverteilchen nach Anspruch 1, umfassend mindestens ein Harz ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyolharz, Styrol-Acryl-Copolymer und Polyesterharz.
Verwendung eines Bindemittels zum Granulierungsformen von Pulverteilchen nach Anspruch 1, wobei das Bindemittel Ausschuss- bzw. Abfalltoner als Harz umfasst.
Verwendung eines Bindemittels zum Granulierungsformen von Pulverteilchen nach Anspruch 1, bei dem Granulierungsformen von Aluminiumpulverteilchen, umfassend mindestens eine Sorte Aluminiumrückstände, bestehend aus Aluminiumschlacke, Aluminiumasche oder mineralischen Aluminiumrückstände, die bei einem Aluminiumraffinations-, sekundären Raffinations- oder Schmelz-Schritt entstanden sind und als Flussmittel bei der Stahlherstellung verwendet werden.
Granulierte Formteile umfassend 1 bis 20 Gewichtsprozent des Bindemittels nach Anspruch 1 und mit Verbundpulverteilchen vermischt.