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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Preß- und Spritzgußmassen
Bisher konnten Filmabfälle auf thermoplastische Massen, die sich als, Preß- und
Spritzpulver verwerten lassen, nur schwierig verarbeitet werden. Man hat zwar Abfälle
vom Cellu.lold und anderen plastischen Massen aus Cellluloseder.ivaten zwischen
heißen Walzen plastisch gemacht und; aus den so erhaltenen homogenen Massen direkt
kleine Formlinge h erges.t,ellt. Ein de..rarti,ges Verfahren ist aber für Filmabfälle
nicht anwendbar. Es. hat sich ergeben, daß sich Filmabfälle mit den darin vorhandenen
Weichmachungsmittel.n nur be;i verhältnismäßig hohen Drücken. und Temperaturen als
;Spritz-. gußpulver verarbeiten lassen und daß trotz-dem die erhaltenen Formlinge
nicht allen Ansprüchen genügen. Die in den- Abfällen vorhandenen Weichmachu:ngsmittel
reichen für -diese Zwecke nicht aus.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden(, feinverteilte wasserunlösliche
CelluJosees.ter oder -äthe:r; die noch keine Weichmacher enthalten und. noch nicht
verarbeitet waren, also nicht die verhornte Oberfläche der Abfälle von Weichmacher
enthaltenden Cellulosederivaten: besitzen, mit einer wäßrigen Losung oder Emulsion
schwerflüchtiger Weichmachu.ngsmittel in. Abwesenheit leichtflüchtiger organischer
Lösungs- oder. Quellmittel bei erhöhter Temperatur zu behandeln und so Preß- und.
Spritzgußmassen zu gewinnen.. Hierbei wurde in Gegenwart eines Disper,gierungsmittels
gearbeitet.
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Es, wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man auch Filmabfälle
und andere: Weichmachungsmittel enthaltende Abfälle von plastifiz.ierrbaren Massen
nach .dem bekannten Verfahren verarbeiten kann"und zwar in Abwesenheit von Dispergierungsmi.tteln.
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So gelingt es, sowohlbrennbare als auch schwer brennbare Filme
aus Cel.lulosederivaten, besonders
Celluloseaoetat,, so auf homogene
Massen zu verarbeiten, daß diese für Preß- und Spri.tzgußzwecke geeignet sind.
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Auch andere Weichmacher enthaltende Abfälle von plastischen Massen,
wie z. B. Polymethacrylsäurees;terabfälle oder solche von Polystyrol, Podyvinylchlorid,,
Ch,lo,rrkautschuk, einzeln oder im, Ger ,misch, lassen sich in analoger Weise verarbeiten.
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Das Verfahren kann beispielsweise in, folgender Weise ausgeführt werden:
Film.abfällie aus, Gellu-Iosees.tern, welche vorher von den photographischen Schichten
befreit wurden, werden zerkleinert und mit viel heißem Wasser übergossen. Darauf
wird .das Wasser zum Sieden erhitzt, wodurch eine leichte Auflockerung der Filmsubstanz
erfolgt. Dann trägt .man die entsprechende Menge eines schwerflüchtigen Weichmiachungsmittels,
im Verlauf des Koch,proze;sses in d.ie Fl.üssigkei;t ein, so daß sich eine Ern@uls.ion
bildet, und -läßt, nach beendeter Eintragung noch einige Zeit sieden. Nach Abtrennung
von der heißen wäßrigen Flüssigkeit er'hälit man ein Material, welches nur noch
getrocknet zu werden braucht, um als Preß- oder Spritzgußpu,lver direkt Verwendung
finden zu können.
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Um die Bildung von Klumpen .zu vermeideni und um ein vollkommen homogenes
Material zu erhalten, ist es zweckmäßig, ,die erforderliche Menge ,des Weichmachun
gsmittels in Form einer Auflösung oder Disper.s:i;on in heißem Wasser, fort--laufend
in kleinen Portionen zu der kochenden Masse hinzuzufügen. Die allmähliche Einverleibung
der gewünschten Menge von Weichmachungsmittelin 'kann z. B. mit Hilfe der in der
Abbildung dargestellten Apparatur wie folgt vorgenommen werden: Beispiel i ioo kg
AcetyIoellulosefilmabfälle, welche etwa 23.% Weichmachungsmittel enthalten, -,verden
zu einem Pulver zermahljen, in den Kocher i gebracht und darin mit 6oo 1 Wasser
übergossen. Das Wasser wird zum Sieden erhitzt, was durch ,direktes Einleiten von
Dampf bewirkt werden kann. Während die Behandlungsflüssigkeit kocht, strömt der
Wasserdaanpf durch einen Aufsatz 2 und erwärmt das innere., mit Rührwerk 4 versehene
Auflösegefäß: 3. In dieses Au.flösegefäß: 3 werden 40 kg Äthyltolu,olsulfamid eingebracht.
Durch heißes Wasser, dessen regulierter Zufluß, durch einen Hahn 5 erfolgt, wird
das Äthyltoluolsulfamid gelöst und -durch das Rührwerk 4 .dispergiert. Diese Auflösung
wird durch einen ,mit Hä'h'nen 6, 7, 8 ebenfaUs regulierbaren Abfluß 9 in :dünnem
Strahl im Verlauf von etwa :2 Stundender kochenden Flüssigkeit zugeführt. Durch
die langsame Einführung des Weichmachungsmittels in feinster wäßriger Verteilung
erfolgt eine ganz allmähliche"Durchdringung der Filmsubstanz, ohne daß eine Zusammenballung
,des Pulvers erfolgt.
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Nachdem das Weichmachungsmittel vollständig in den Kocher übergeführt
worden ist, wind der Prozeß nach kurzer Zeit unteribrochen und die pu:lwri,ge Filmsubstanz
von der Behandlungsflüssigkeit möglichst noch in heißem Zustand in üblicher Weise
abgetrennt und in dünner,Schi.chtgetrockne-t. Das so- behandelte Material ist homogen.,
hat nunmehr tbhenmoplast.ische Eigenschaften angenommen und kann gewöhnlich für
Preß- und Spritzgußzwecke direkt Verwendung finden; nötigenfalls kann :das Material
zu einem noch feineren. Pulver zermahlen werden.
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Die Bewegung der wäßrigen Flüssigkeit und der darin suspendierten
Filmsubstanz kann, durch Einleiten von direktem Dampf oder Luft vom Boden des Behandlungsgefäßes
her erfolgen. Natürlich wird die Bewegung der Flüssigkeit durch Anwendung eines
Rührwerkes oder durch Umpumpen sehr erleichtert. Ferner kann für -die Erwärmung
an Stelle ,der direkten Dampfzufuhr ein mit. .einer geeigneten Heizflüssigkeit gefülltes
Bad; Verwendung finden. In jedem Fall wird ein gleichmäßiges Produkterhalten, vorausgesetzt.,
daß eine lebhafte und regelmäßige Bewegung .des Behandlungsgutes erreicht wind und
die Zuführung :des Weichmachers während .des Kochprozesses allmählich erfolgt.
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Die filtrierte, heiße Flüssigkeit kann sofort für die, Behandlung
einer weiteren Partie von; Filmsubstanz wieder Verwendung finden. Es ist dabei zu
berücksichtigen, :daß ein Teil des angewandten Weichmachers in dem heißen. Wasser
gelöst bleibt und daß, dementsprechend bei dem neuen Ansatz weniger davon anzuwenden
ist.
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B e i. s p il e; l 2 ioo ;kg Celluloidfil.mabfall, welche etwa 12%
Kampfer enthalten, werden in Pulverform in 8o01 siedendem Wasser suspendiert. Durch
Umpumpen .dteis@ Wassers wird eine kräftige Zirkulation, des Behandlungsgutes bewirkt
Während 2@ Stunden wird das, siedende Wasser und damit die pulvrige Filmsubstanz
in kräftige Zirkulation versetzt. In dieser Zeit werden. 6o kg Dimethylphthalat
als heiße wäßrige Dispersion in das Behandlungsgefäß in dünnem Strahl eingeführt.
Nach einer weiteren Stunde wird das behandelte Gut von der noch heißen Flüssigkeit
abgetrennt und getrocknet. Dasi so erhaltene körnige Material ist homogen; und kann
für die Herstellung von Preßstücken Verwendung finden.
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An Stelle von Filmabfällen können andere Abfälle von s,chicht- oder
fadenförmigen gelatinierten Erzeugnissen aus. Cedl:u.los,ee,stern, und. -äthern
zur Verarbeitung gelangen. .Solche Stoffe sind z. B. weichmacherhaltige Abfälle
der Acetatseid.enindustrie, Stanz- und Schnittgbfäl,le von Acxty.loelluloseplatten
und -folien sowie -die Abfälle geformter Gebilde aller Art, deren, Grundsubstanz
aus Cellulosees:texn,oder -äthern besteht.
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Bei sT.i.el 3 ioo kg feingemahlene, Abfälle von weichmacherhaltigenPolymethacrylsäureesterplattenwerden
mit 8oo 1 heißem Wasser übergossen und durch Einleiten von Dampf annähernd, bei
Siedetemperatur des Wassers durch ein Rührwerk ständig bewegt.
Dann
läßt man 26 kg Phthalsäuredibutylester und 14 kg Tri,acetin in feinster wäßriger
Dispersion 'heiß allmählich dazufiießen. Im übrigen. erfolgt die Verarbeitung wie
im Beispiel i angegeben. Das nach dem Trocknen: erhaltene Pulver kann z. B. als
Spri,tzgußpulver Verwendung finden,.
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In analoger Weise können auch weichmacherhaltige Abfälle geformter
Gebilde, welche im wesentlichen aus Kunststoffen, wie. Polystyrol, Polyvinylchlorid,
Chlorkautschuk, bestehen, verarbeitet; werden, wobei Art und. Menge. der anzuwenden:den,
Weichmachungsmittel je nach der durch Analyse ermittelten Zusammensetzung des betreffenden,
Abfallproduktes zu wählen sind.
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Es ist zweckmäßig, in jedem Fall durch quantitative Analyse das zur
Verarbeitung gelangende Material auf seinen Geballt an Weichmachungsmi.tteln sowie
die Leitung des Kochprozesses, dementsprechend, einzurichten.
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Für d:ie Durchführung des Verfahrens sind besonders, die flüssigen
oder leicht schmelzbaren Weichmachungsmittel geeignet, welche sich in siedendem
Wasser lösen oder darin in Form feiner Tröpfchen dispergierbarsind. Anwendbar sind
z. B. Sulfamitde, Pht!h:als:äuureester, Phos.phorsäureester, Triaceti.n und Gemische
dieser Weichmacher.
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Gleichzeitig mit der Einführung von Weichmachern kann die Färbung
der Masse in bekannner Weise Reit organischen; Farbstoffen vorgenommen werden.
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.Auch anorganische.- Füll!- und Farbstoffe können den Masse einverleibt
werden, wenn die Filmabfälle in feinster pulvriger Venmahlung zur Anwendung kommen.
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Während des, Kochprozesses erfolgt gewöhnlich in gewissem, -ein Austaus
h :der in dem gelatinierten .Material vorhandenen Weichmacher durch das .angewandte
Gelatiniter.u.ngsmi.ttel, ein Beweis dafür, .mit welcher Intensität die Durchdringung
.des Materials. erfolgt.
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Es, ist .aber nicht wahrscheinlich,, daß durch den Kochprozeß lediglich,
eine quantitative und qualitn.-tive Veränderung des Weichmachergehaltes. erfolgt;
vielmehr ist anzunehmen., :das auch die Celluloseestersu.bstanz allein oder in Kombination
mit dem Weichmachungsmittel Eigenschaften annimmt, welche das. Produkt für die Preß-.
und, Spritztechnik besonders geeignet machen.
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Di,e erforderlichen Weichmachungsmittel werden also während der Behandlung
mit einem großen Überschuß von lochendem Wasser den zu verarbeitenden Abfällen.
allmählich einverleibt. Das Weichmachungsmi,ttel wird hierbei. entweder in Form
einer Dispers,i,on oder in, Form einer Auflösung in dünnem Strahl laufend zu,ge,führt.
Mit Hilfe dieser Arbeitsweise wird es möglich, ein bereits, gedatinierbes trockenes
Materizl in Abwesenheit le:ichtflücht.iger organischer Lösungs- oder Quellungsmittel
in ein thermoplastisches Produkt zu. verwandeln. Der .bei. der Behandlung angewendete
puaverförm-ige Zustand; bleibt im wesentlichen unverändert. Gegenüber früheren Arbeitsweisen
bietet das Verfahren den Vorteil, daß die Bildung zäher, hartgummiartiger Massen,
deren spätere Ze.rklei.ne, rung wesentliche .Schwierigkeiten bereiten würde, vermieden
wird,.
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Da das Verfahren in. einfachen Kochkesseln, sogar ohne Anwendung von
mechanischen kü'hrwe@rken durchführbar ist, so. .bietet es gegenüber bekannten Verfahren
ferner den bedeutenden Vorteil der Krafterspurnis. Schl'iteß:lich wird; durch d!ie
Ni.,chtverwendung irgendwelcher flüchtiger Lösungs.-mi,ttel die Trocknung außerordentlich
vereinfacht und die Gefahr :des Schwundes bei den fertigen Formstücken ganz ausgeschaltet.
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Es sei hervorgehoben, daß natürlich nicht nur einzelne Weicbmachungsmittel,
sondern auch Ge-
mische von Weich.machungsmitteln: verschiedenen Charakters.
gleichzeitig verwendet werden können.
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Daß es :reit Wasser allein gelingt, auf pulverisierte, meistens. verhornte
weichm.ach:erb.altige Cellu-los,eesterabfäl@le Weichmachungsmittel und in Verbindung
damit Füll- und Farbstoffe; in großer Menge zu übertragen, um auf diesem Wege ein
homogen zusammengesetztes Pulver zu erhalten., ist überraschend.