IT8224006A1 - Metodo di rigenerazione di cascami di gomma vulcanizzata - Google Patents

Description

Ing. Barzan? & Zanardo

D E S C R I Z IO N E

dell'invenzione industriale dal titolo:

"Metodo di rigenerazione di cascami di gomma vulcanizzata".

a nome: BOCCOLI Temistocle

di nazionalit?: italiana

con sede in: BRONI (Pavia)

Inventore designato: BOCCOLI Temistocle

depositata il:29 OTT. 1982

14006 A/ 82

RIASSUNTO

L?invenzione riguarda un metodo per rigenerare cascami di gomma vulcanizzata, caratterizzato dal

fatto di comprendere gli stadi di:

a) porre i cascami, ridotti allo stato di granulati o di polveri, secondo qualit?, in autoclavi funzionanti a pressione, che li sottopongano a movimento di miscelazione e ad effetti di sollecita-zioni termiche, in atmosfera prevalentemente secca, a temperature varianti secondo qualit?, di preferenza contenute fra i 95 ed i 113?C - e non a temperature superiori,

b) effettuare il trattamento in autoclave sottoponendo i cascami, riscaldati ad appropriate temperature, ad effetti concomitanti di agitazione, senza ~ cL ? j.pg. iJetrzcinu oc zancirao centrifugarli, e di aria a pressione, con valori e per tempi appropriati alla qualit? dei cascami, seguito da ricambi anche parziali dell ' aria introdotta in autoclave ed anche ripetuti ad intermittenza di tempo, di preferenza di circa 5 minuti primi , fino a portare i cascami a riprendere la struttura fisica plastica da quella elastica che assumono vulcanizz and? ?

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un nuovo metodo di rigenerazione dei cascami di gomma vulcanizzati.

E' noto che tutti i metodi di rigenerazione conosciuti plastificano i vulcanizzati tramite trattamenti in autoclavi funzionanti a pressione, che sottoponendoli ad effetti di sollecitazione prevalente-mente termiche, a temperature superiori a quelle in uso per vulcanizzare le miscele dalle quali derivano, erogate untamente con vapore acqueo o tramite vapore e aria a pressione, anche in concomitanza di sollecitazioni meccaniche di miscelazione, pervengono sempre a plastificarli producendo la rottura delle mole-cole dei polimeri contenuti.

Questi trattamenti degradano i valori fisici dei rigenerati che si ricavano dai cascami in modo 3 Ing. Barzan? & Zanardo troppo elevato e questa eccessiva degradazione, oltre ad altri difetti strutturali dei rigenerati che si attengono con i metodi tradizionalmente noti, non ne consentono un conveniente utilizzo nella fabbriceuzione di articoli in gomma.

Ci? ? dovuto al fatto che i metodi noti trattano i vulcanizzati tramite sollecitazioni termiche e / meccaniche con valori concomitanti superiori alla resistenza specifica delle sostanze dielettriche

I

contenute nei vulcanizzati.

La gomma ? una sostanza plastica dielettrica, che miscelata a ingredienti vari, compone miscele dalle quali derivano articoli, ai quali viene conferita la struttura plastica tramite vulcanizzazione.

Le miscele composte con polimeri insaturi, vulcanizzabili introducendovi solfo, assumono la strut-tura fisica elastica tramite effetti di polarizzazione, prodotti dalla reticolazione che il solfo crea nei vulcanizzati, saturando i ponti degli idrocarburi contenuti e legando le molecole nella posizione deformata che le miscele assumono durante gli effetti della miscelazione. La polarizzazione ? un fenomeno dielettrico, reversibile se si elimina la causa che la produce.

La presente invenzione ? basata su un metodo per - 4 - Ing. Barzan? & Zanardo eliminare la causa che produce nei vulcanizzati la polarizzazione onde ottenere la reversione dei polimeri contenuti alla loro struttura fisica plastica, slegando i reticoli del solfo, che pur lasciando il limitato numero di ponti saturati intatti (contenuti nei vulcanizzati) non ne produce una eccessiva degradazione.

Pi? in particolare, l?invenzione consiste in un metodo per rigenerare cascami di gomma vulcanizzata, caratterizzato dal fatto di comprendere gli stadi di:

, a) porre i cascami, ridotti allo stato di granulati o di polveri, secondo qualit?, in autoclavi funzionanti a pressione, che li sottopongano a movimento di miscelazione e ad effetti di sollecitazioni termiche, in atmosfera prevalentemente secca, a tem-perature varianti secondo qualit?, di preferenza contenute fra i 95 ed i 113?C - e non a temperature superiori,

b) effettuare il?trattamento in autoclave sot-toponendo i cascami, riscaldati ad appropriate tempe-rature, ad effetti concomitanti di agitazione, senza centrifugarli, e di aria a pressione, con valori e per tempi appropriati alla qualit? dei cascami, seguito da ricambi anche parziali dell?aria introdotta - 5 - Tng. Barzan? & zanardo in autoclave ed anche ripetuti ad intermittenza di tempo, di preferenza di circa 5 minuti primi, fino a portare i cascami a riprendere la struttura fisica plastica da quella elastica che assumono vulcanizzando.

?I cascami vanno macinati per essere ridotti in polverini di preferenza a grandezza granulometrica che non superi i 0,5 mm (=144 maglie) ma alcuni tipi di cascami possono anche essere trattati a grandezze granulometriche superiori. Una maggiore granulometria pu? prolungare il fattore tempo del trattamento.

Il trattamento va effettuato in autoclavi funzionanti a pressione che mantengano i cascami in movimento di miscelazione.

Le sollecitazioni meccaniche prodotte dal movimento, non debbono centrifugare i cascami, ma miscelarli omogeneamente ed in continuazione durante il trattamento.

Le sollecitazioni termiche cui i cascami vanno preventivamente sottoposti, si possono erogare in qualsiasi modo, anche introducendo nella autoclave fluidi riscaldati, i quali per? vanno di preferenza scaricati dalla autoclave prima di iniziare i trattamenti con aria a temperatura ambiente, quando i ca-scami pervengono ad acquisire omogeneamente la tempe? O ? mg? liarzanu et ^anarao ratura idonea.

I trattamenti vanno effettuati per quanto pi? possibile a secco, essendo praticamente giocoforza tollerare l'umidit? dei cascami e dell' aria, ma senza fare uso di vapore acqueo e senza sottoporre i cascami ad effetti di sollecitazioni meccaniche e termiche con valori singoli superiori alla resistenza specifica dei polimeri contenuti.

La temperatura idonea per trattare la maggior parte dei cascami di gomma facilmente reperibili, alla quelle vanno sottoposti durante i trattamenti , secondo il trovato, va contenuta fra i 95 ed i n 3?C0 Durante il preriscaldamento dei cascami, prima di iniziare un trattamento con aria a temperatura ambiente, vanno riscaldati a temperature anche di pochi gradi superiore ai 113?C - per poi di seguito immettere nell' autoclave aria a temperatura ambiente e scaricarla per scaricare calorie, sino a far de-crescere la temperatura a valori che non superino i 113?C , ma che nel contempo non siano inferiori pi? di qualche grado, per effettuare i trattamenti con . aria a pressione mantenendo i cascami sotto gli effetti di sollecitazioni termiche contenute in li-miti appropriati.

Usando autoclavi esternamente riscaldate o u7 Ir.g, Barzan? & Zanardo sando aria riscaldata, bisogna sempre restare nei limiti delle temperature indicate. Si possono anche usare temperature inferiori , ma preferibilmente di poco inferiori ai 95?C. Ad esempio trattando cascami di pneumatici o di articoli tecnici a temperature anche di poco inferiori ai 95?C - si prolunga il fattore tempo del trattamento in modo antiecono-/ mico, mentre le basse temperature sono adatte per trattare cascami pi? sensibili alle sollecitazioni termiche, come quelli derivanti da articoli fabbricati con lattici o con gomma naturale aventi spessori molto sottili.

I tecnici del ramo, conoscendo la qualit? dei cascami, attraverso prove possono individuare i valori delle sollecitaziai termiche pi? adatte alla qualit? dei cascami che desiderano trattare.

Le autoclavi vanno dotate almeno di una- termocopia, penetrante all ' interno dell ' autoclave a contatto dei cascami in trattamento, collegata a registratore di temperatura posto all 'esterno; e vanno altres? dotate di appropriati impianti di erogazione di fluidi a pressione nell ' autoclave e di scarichi della pressione. Il riscaldamento della massa ferrosa dell 'autoclave ed il preriscaldamento dei cascami da trattare si possono ottenere in vari modi conosciuti.

- 8 - Ing. Barzan? & Zanardo A titolo di esempio non limitativo l'unico di-segno allegato indica un tipo di aiioclave cilindrica, ruotante su asse eccentrico, sperimentalmente riscontrata adatta ad effettuare il trattamento indicato nel metodo, in modo rapido ed economico, dotata ^*<?>

dei due tubi interni indicati coi numeri 1 e 2, uno per l'entrata e l'altro per l'uscita d?i fluidi a

/pressione, ove la posizione indicata col numero 1 -? dotata di una termocopia penetrante neH'autoclave a contatto dei cascami, indicata con 3.

Le sollecitazioni meccaniche sui cascami in trattamento, prodotte dal movimento di rotazione basculante dell'autoclave e dalla pressione di aria, operano in concomitanza di effetti delle sollecita^ zioni termiche, anche solo erogate inizialmente, nel promuovere il manifestarsi degli effetti dielettrici sui reticoli dei vulcanizzati che ne producono lo slegamento.

Anche la pressione con aria va contenuta nei limiti della resistenza specifica dei cascami in trat-tamento, 'ma con pi? larghi spazi tra i minimi ed i massimi valori da adottare.

L'applicazione pratica deriva dalla esperienza, ma in linea di massima, usando nei trattamenti solle-citazioni termiche come precedentemente indicato e - 9 - Ing. Barzan? & Zanardo sollecit azioni meccaniche di miscelazione fisse, prodotte dal movimento di rotazione dell ? autoclave, preferibilmente a 20 rivoluzioni per minuto, si pu? operare con pressioni varianti da 15 a 20 Atm. trattando cascami aventi grado di durezza schore inferiori a 40 gradi^ con pressioni varianti da 20 a 30 Atm con cascami aventi una dunaza variante da 40 a 60 schore, e con pressione anche sino a 40 Atm con cascami aventi durezze superiori?

Comunque, come gi? detto, i limiti minimi e massimi della pressione con aria ? contenuta in spazi sufficientemente ampi da permetterne facilmente la individuazione*

Al di sotto delle pressioni minime i cascami non vengono plastificati e superando la massima pos-sono assumere un parziale grado di plasticit?; le due posizioni contrapposte indicano come graduare la pressione dell ' aria in modo idoneo. Data la grande variet? dei cascami ? eseguendo prove pratiche che si perviene a trovare l 'optimum della pressione ne-cessaria per effettuare il trattamento di una deter-minata qualit? di cascame che poi, nei cicli di produzione di rigenerati, si ripete.

Sono le propriet? dielettriche dell ' aria, erogata a pressione nell ' autoclave, con valori adatti, - 10 - Ing. Barzan? & Zanardo che in concomitanza agli effetti prodotti dalle sollecitazioni termiche e dal movimento di miscelazione dei cascami, producono il manifestarsi nei cascami degli effetti dielettrici di un campo antagonista sui reticoli del solfo?

Ovviamente le deboli propriet? dielettriche dell?aria si esauriscono durante il tempo in cui esercitano i loro effetti nei cascami in trattamento, per cui almeno una parte dell'aria esaurita va scaricata e aria nuova va rimessa nell'autoclave, effettuando dei ricambi dell'aria a pressione, a intermittenza di tempo, di preferenza con gli stessi va-lori della pressione inizialmente usata, per ripetuti cicli di ricambi e adatti tempi di trattamento, sino a ottenere lo sfaldamento dei reticoli contenuti nei *?

vulcanizzati. Con il trattamento dell'invenzione si ottengono rigenerati che, a parit? qualitativa dei cascami che si trattano, conservano propriet? fisiche nettamente superiori a quelle ottenibili con i metodi noti.

Secondo una preferita forma di attuazione del trovato indicato, il metodo ? ad esempio adatto per plastificare polverini di gomma provenienti dalla macinazione di spellature di pneumatici, cio? della parte esteriore dei pneumatici, detta anche - 11? Ing. Barzan? & Zanardo battistrada, con grandezza granulometriea di circa 0,5 millimetri e peso apparente di circa 400 grammi per litro, che rappresentano la grande massa dei ca-scami disponibili per essere utilizzati nella produzione di rigenerati, operando come di seguito viene indicato. La quantit? dei cascami da introdurre nell'autoclave va calcolata, rispetto alla capacit? dell'autoclave nella quale vanno introdotti, in modo che occupino circa la met? della capacit? disponibile all'interno dell'autoclave.

Introdotti i cascami nell'autoclave e omogeneizzata la temperatura in modo da poter eseguite il trattamento in atmosfera secca e sotto gli effetti di sollecitazioni termiche contenute tra i 95 ed i 113?C -si mette l'autoclave in movimento di rotazione e si chiudono le vie di scarico della pressione dall'autoclave, per introdurvi la prima erogazione di aria a pressione.

Per il trattamento del tipo di cascame usato come esempio, vanno introdotte nell'autoclave 25 Atm. di aria a pressione, che durante il tempo della prima fase di lavorazione possono aumentare di due o tre gradi di pressione, senza bisogno di scaricarli. In-trodotte le 25 Atm. di aria nell'autoclave, sotto-ponendo in continuazione i cascami ad effetti di movi- 12 - Ing. Barzan? & Zanardo mento, inizia il primo ciclo del trattamento, che per la qualit? dei cascami adottati dura per un tempo di 20 minuti primi.

Passato il tempo di 20 minuti primi, si scaricano dall'autoclave 10 Atm. di pressione sino a portarla a 15 Atm. e subito si erogano altre 10 Atm. di aria a pressione, riportando l'autoclave alla pressione di 25 Atm.

Viene in tal modo effettuato il primo ciclo dei ricambi di aria, che dura per un tempo di 5 minuti primi, - durante i quali i cascami vengono sottoposti agli effetti della pressione dell'aria a 25 Atm, mantenuti in continuo movimento - .

Questi ricambi di aria a pressione, ciascuno della durata di 5 minuti primi, scaricando e rimettendo ripetutamente aria a pressione nell'autoclave, vanno ripetuti tre o quattro volte, secondo il grado di plasticit? che si vuole ottenere.

Terminati i tempi dei cicli di ricambio dell'aria, si scarica tutta la pressione esistente nella autoclave, si ferma la rotazione in modo che il portello dell'autoclave venga a trovarsi nella posizione verticalmente alta, per toglierlo, e rimettendola in movimento di rotazione i cascami plastificati vengono espulsi e vanno a cadere sotto l'autoclave ove -13 - Ing. Barzan? & Zanardo possono essere raccolti e anche automaticamente inviati a deposito o alle successive lavorazioni.

Operando secondo il metodo del trovato ed usando sistemi automatici per introdurre rapidamente i cascami nell? autoclave, preferibilmente per caduta da apposita tramoggia, i quali a fine trattamento vengono per caduta espulsi dall? autoclave, il / tempo totale dei cicli di lavorazione pu? essere con-tenuto in circa 90 minuti primi.

I

Nei trattamenti secondo il trovato non occorrono PEPTIZZANTI ed anche i plastificanti si usano solo per trattare cascami con alta durezza SCHORE, contenenti resine stiroliche, o per trattare cascami composti con .altri tipi di polimeri.

L ?impianto comprendente l ' autoclave, di preferenza come quella indicata nella tavola acclusa N? 1 - corredata delle necessarie tubazioni di aliment azione e scarico dei fluidi a pressione, di quadro elettrico per il comando di rotazione dell' autoclave, munito delle apparecchiature per il controllo delle temperature, e di quelle per marcare e automatizzare i cicli dei ricambi di aria, va dotato di un compressore di alta pressione e di un polmone che eroghi in modo rapido aria a pressione nell ' auto-clave. Il polmone, oltre ad essere dimensionato con -14 - Ing. Barzan? & Zanardo capienza proporzionale a quella dell ' autoclave, deve funzionare a pressione di esercizio almeno doppia.

Per poter trattare qualsiasi tipo di cascame ? necessario che il polmone sia collaudato alla pressione di 80 Atm. - e che le autoclavi siano adatte per funzionare alla pressione di esercizio almeno di 42 Atm. per poter effettuare trattamenti / operando sino a 40 Atm. di pressione.

I trattamenti degli altri tipi di cascami vulcanizzati con solfo, non differiscono molto dal trattamento indicato a mo* di esempio, variano le pres-sioni come indicato, mentre i tempi iniziali ed il numero dei cicli di ricambio dell ' aria vanno desunte con l ' esperienza di prove. Comunque i tecnici del ramo, che conoscono le composizioni dei cascami in traitamento, possono facilmente stabilire anche i tempi ed il numero dei cicli di ricambio di aria da usare nei trattamenti di altri tipi di cascami.

I cascami devulcanizzati secondo il nuovo metodo possono essere raffinati con un solo passaggio di raffinazione, ma possono essere anche introdotti nei mescolatori chiusi come escono dall ' autoclave, senza doverli raffinare.

I devulcanizzati che si ottengono conservano la maggior parte delle caratteristiche fisiche dei ca

RIVENDICAZIONI

1. Metodo per rigenerare cascami di gomma vulcanizzata, caratterizzato dell fatto di comprendere gli stadi di:

- 16 ~ Ing. Barzan? & Zanardo a) porre i cascami, ridotti allo stato di granulati o di polveri, secondo qualit?, in autoclavi fun? zionanti a pressione, che li sottopongano a movimento di miscelazione e ad effetti di sollecitazioni termiche, in atmosfera prevalentemente secca, e temperature varianti secondo qualit?, di preferenza contenute fra i 95 ed i 113?C - e non a temperature sup eriorit

b) effettuare il trattamento in autoclave sottoponendo i cascami, riscaldati ad appropriate tempe-rature, ad effetti concomitanti di agitazione, senza centrifugarli, e di aria a pressione, con valori e per tempi appropriati alla qualit? dei cascami, se-guita da ricambi anche parziali dell'aria introdotta in autoclave ed anche ripetuti ad intermittenza di tempo, di preferenza di circa 5 minuti primi, fino a portare i cascami a riprendere la struttura fisica plastica da quella elastica che assumono vulcaniz-zando.

2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il trattamento secondo b) viene effettuato in atmosfera prevalentemente secca.

3? Metodo secondo la rivendicazione 1, carat-terizzato dal fatto che il trattamento secondo b) non fa uso di vapore acqueo.

Claims (1)

1. 4. Metodo, secondo la rivendicazione l , caratterizzato dal fatto che effettua i trattamenti in autoclave a temperature inferiori a 113?C.

   5. Metodo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che plastifica i cascami di gomma vulcanizzata tramite effetti di un campo antagonista sul fenomeno dielettrico che produce la vulcanizzazione della gomma.

   6. Metodo sostanzialmente come sopra descritto.

   p. Ing. Barz <? ? "? >lano s.p.A.

   ? Ufficiala /Rogante (Gu(j!ieimojSphl)ante}

   Cl/vr/