NO147073B - Fremgangsmaate til fremstilling av en termoplastblanding inneholdende polyetylen - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av et formbart konstruksjonsmateriale som består av termoplast inneholdende mineralsk og/eller organisk fyllstoff som utgjør en minst like stor andel av totalvekten som plasten og foreligger i form av partikler såsom spon, korn, fibre etc., mens termoplasten, som også er i partikkelform, består i det minste delvis av LD-polyeten, hvor termoplasten og fyllstoffene oppvarmes, fortrinnsvis til en temperatur på 150 - 220°C.

Forsøk i større målestokk på å bruke plastavfall som en-gangsflasker, plastposer, innpakningsfolier o.l. på nytt har hittil slått feil, bl.a. fordi sortering av meget ulike plaststoffer byr på store vanskeligheter og en ny smelting av plast-avfallet som regel fører til en nedbrytning av molekylene og en sterk forringelse av plastens egenskaper. Når det gjelder avfall fra herdeplaster er en ny smelting dessuten ikke gjennomførbar, slik at en gjenvinning på dette område hittil ikke har kunnet gjennomføres.

Viderebearbeidbare plaststoffer, særlig termoplaster, får vanligvis tilsatt fyllstoffer, f.eks. fargestoffer, i små ande-. ler for å skaffe farge eller en spesiell glans. I denne forbindelse dreier det seg imidlertid om tilsetninger av fyllstoffer i små mengder til nyfremstilte plaster.

Imidlertid er det fra GB patentskrift 1 044 028 også kjent å blande inn relativt store mengder fyllstoff og mykner i polyeten. Innblandingen kan utføres på forskjellige måter, f.eks. ved forblanding av bestanddelene i en V-blander ved værelsetemperatur og etterfølgende behandling i en "Brabender Plastograph", ved oppslemming av fyllstoffet og mykneren i et flyktig oppløs-ningsmiddel og etterfølgende tilsetning av polyetenet før be-handlingen i plastografen, eller ved innblanding av fyllstoffet i høy konsentrasjon i smeltet polyeten og etterfølgende fortyn-ning med polyeten.

I GB patentskrift 1 166' 366 er det angitt at faste fyllstoffer for tilsetning' til plast med. fordel kan belegges på forhånd med en voks som er fast ved værelsetemperatur og mykner ved 501 - 150°C. Derved forbedres fordelingen av fyllstoffpartiklene i blandingen.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse blir fyllstoff-og eventuelt også termoplastpartiklene belagt med en polyeten- eller pblypropenvoks med lav molekylvekt, eller med et i vannfase opp-løst silikat, idet belegningen utføres i vakuum i en forblander.

Fyllstoffene kan være av såvel mineralsk som organisk art, og som organiske fyllstoffer kan der anvendes både stoffer av vegetabilsk opprinnelse og organiske plaster, f.eks. findelte herdeplastmaterialer. Disse fyllstoffer kan være avfallsmaterialer som kan fås meget billig og ikke kan benyttes på noen annen hensiktsmessig måte. I termoplastkomponenten dreier det seg om en blanding av termoplaster. Hele blandingen utgjør et kvasihomogent materiale som ved værelsetemperatur er en fast masse hvis karakter og egenskaper på den ene side fastlegges av plastkomponenten og på den annen side av fyllstoffkomponenten. Ved anvendelsen av avfallsstoffer som fyllstoff fås den mulighet at plastavfall og ubrukelig og uestetisk avfall kan benyttes på nytt, idet der på den ene side ytes et mulig bidrag til miljøforbedring og på den annen side fås et meget rimelig konstruksjonsmateriale som lar seg bearbeide ved vanlige bearbeidingsmetoder som pressing, ekstrudering og sponfraskillende bearbeiding, og som kan benyttes på flere områder.

Plastkomponenten kan eksempelvis bare bestå av polyetenan-deler, f.eks. av en andel nyfremstilt polyeten og av en andel findelt polyetenavfall.

Det er imidlertid også mulig ved siden av polyeten med lav densitet å benytte ytterligere termoplaster med god fluiditet av annen sammensetning, f.eks. polyamider eller polystyrener.

Sammensetningen av termoplast-komponenten er spesielt særlig gunstig også når der skal benyttes et antall forskjellige termoplaster, særlig avfallplaster, i komponenten. Forskjellige plaster har svært ulike mykningstemperatur-områder. For å blande plastene er det nødvendig å overføre dem i plastisk eller flytende tilstand og deretter blande dem og forbinde dem under trykk. Når alle de tilførte plaster skal myknes, må oppvarmningen utfø-res til mykningsområdet for den plastandel som har høyest smeltepunkt. Dette kan imidlertid føre til en delvis ødeleggelse av de plastandeler som har lavt smeltepunkt. Imidlertid bevirker polyetenet med lav viskositet og eventuelt en ytterligere termoplast med god fluiditet, f.eks. polyamid, som ved oppvarmning praktisk talt blir flytende, at de andeler som under smeltingen av termoplasten ennå ikke er smeltet, omsluttes med en kappe av flytende termoplast. På denne måte kan også høyeresmeltende plastandeler, f.eks. plastavfall av annen sammensetning, innbindes og blandes med de øvrige smeltede plastandeler til en kvasihomogen blanding. Herunder kan andelen av vilkårlige andre plaster og forholdet mellom polyeten og ytterligere termoplaster med god fluiditet til enhver tid varieres alt etter de ønskede kjemiske eller fysiske egenskaper.

Fyllstoffet består fortrinnsvis av minst ett av følgende materialer: Treflis, tremel, asbeststøv, torv, svovel, kiseljord (begrepet "kiseljord" omfatter såvel teknisk kiseljord som rent Si02 og kiselsyre), sand, grafitt, metallspon, aske fra avfalls-forbrenningsanlegg og avfall fra varmeherdende plaster. Dette er materialer som fås i stort omfang som avfallsmaterialer ved produksjonsprosesser eller som relativt billige naturprodukter. Særlig gunstige egenskaper får man ved anvendelse av treavfall.

Konstruksjonsmaterialet kan videre inneholde ett eller flere av følgende materialer: Nyfremstilte plaster, plaster av annensor-tering, gjenvunne plaster, plastavfall, kassert emballasje som flasker, sekker og poser, brukte bildekk, brukte elastomerdeler, gamle tepper og overtrekk, dvs. i stor utstrekning avfallsplast. Forsåvidt som avfallsplastene skaffes fra—brukte plastdeler, blir disse fordelaktig oppdelt f.eks. ved oppskjæring, opphakking eller oppmaling, i den grad at der fås en partikkelformet plast.

For i det tilfelle hvor termoplastkomponenten består av et antall termoplaster med høyst forskjellige smelteområder, f.eks. når komponenten inneholder en stor andel plastavfall av vilkårlig art, å unngå den fare ved oppvarming og fremstilling av plast-blandingene at andelene med lavest smeltetemperatur overopphetes og forringes ved oppvarmingen, er det særlig gunstig å benytte asbest i findelt form som fyllstoff. Ved sammenblanding av komponentene omhyller asbesten de enkelte plastpartikler og danner således en slags varmebeskyttelse også for de partikler som har lavt smeltepunkt, hvorved det blir mulig å øke temperaturen av hele blandingen uten fare for en delvis spalting av plastandeler. Anvendelsen av asbest som fyllstoff er særlig fordelaktig når hard-PVC-avfall skal benyttes alene eller sammen med annet termo-

plastisk materiale.

Særlig gunstig er følgende sammensetning:

50 - 60% asbest

50 - 40% findelt plast

I denne utførelsesform er konstruksjonsmaterialet praktisk talt ildsikkert og samtidig hardt og slagfast og dermed vesentlig mer motstandsdyktig enn asbest.

En særlig gunstig utførelsesform av det nevnte konstruksjonsmateriale er bestemt ved at omtrent halvdelen av andelen av findelt plast består av plast med vilkårlig sammensetning, mens tilnærmet en fjerdedel, målt i vektprosent, består av polystyrener og av polyetener med lav densitet. Ved denne utførel-sesform er man sikret at plastkomponenten bare må oppvarmes til en relativt lav temperatur (f.eks. 190 - 250°C), og at en blanding av de myknede og de ennå ikke myknede plaster da er mulig, noe som også muliggjør en innblanding av asbestbestanddelene på særlig gunstig måte.

En annen fordelaktig utførelsesform er bestemt ved at materialet, i vektprosent av det samlede,innhold av de angitte stoffer, inneholder:

40 - 60% treavfall (spon, fibre, mel),

2 - 6% polyetenvoks eller polypropenvoks,

20 - 30% plast av vilkårlig sammensetning,

10 - 15% polystyrener,

10 - 15% polyetener.

Ved denne utførelsesform fås et materiale med trelignende karakter, som imidlertid er meget hardere og mer motstandsdyktig enn tre, og som i vanlige formbearbeidingsprosesser kan presses til f.eks. formstykker og også lar seg bearbeide ved sponfraskilling.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir partiklene av fyllstoffkomponenten, eksempelvis treavfall, som treflis, blandet med et beleggmateriale før sammenblandingen med plastkomponenten, idet de enkelte fyllstoffpartikler overtrekkes med et skikt av beleggmaterialet. Som beleggmateriale kan der som nevnt benyttes vokser av en polyeten eller polypropen med lav molekylvekt eller et silikat. Ved hjelp av slike belegg, som også trenger inn i porene av fyllstoffpartiklene, oppnås en økning av fyllstoffpartiklenes densitet. Dessuten økes fyllstoffpartiklenes affinitet til plastkomponenten sterkt, slik at fyllstoffpartiklene da forbinder seg særlig godt med.plastkomponenten. På denne måte økes kohesjonen for alle bestanddeler av den blanding som utgjør konstruksjonsmaterialet, og materialegenskaper som mekanisk påkjen-ningsevne, motstand mot innflytelse fra omgivelsene og fuktig-hetsabsorpsjon forbedres.

En særlig fordelaktig utførelsesform som oppviser en særlig høy varmebestandighet, oppnås ved at partiklene av fyllstoffet eller fyllstoffene belegges med silikatmateriale. Ved denne ut-førelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gis fyllstoffpartiklene et belegg av silikatmateriale før de blandes med termoplasten eller termoplastene. På grunn av dette belegg er de enkelte fyllstoffpartikler meget lettere å håndtere ved den videre bearbeiding. De er meget tørre og er overtrukket med et hardt, motstandsdyktig belegg. Videre oppviser de belagte fyllstoff partikler et meget mindre volum som løsgods enn i ikke belagt tilstand, og de er beskyttet mot påvirkning av fuktighet. Når de med silikat belagte fyllstoffer er blandet med plastkomponenten, utgjør de et kvasihomogent materiale som ved værelsetemperatur er en fast masse, hvis karakter og egenskaper på den ene side bestemmes av plastkomponenten og på den annen side av fyllstoffkomponenten. På grunn av bélégningen av fyllstoffene med silikat blir egenskapene av materialet vesentlig forbedret, særlig bearbeidingsegenskapene og motstanden mot påvirkninger fra omgivelsene. Ved denne utførelsesform fås særlig gunstige egenskaper når der anvendes treavfall. Når der benyttes treflis eller tremel som ifølge oppfinnelsen er blitt omhyllet av silikatmateriale, fås en forbedring av hardheten av konstruksjonsmaterialer som består av blandinger som inneholder flere forskjellige polymerer. Videre fører omhyllingen av treflisene og tremelet med silikatmateriale likeledes til en større hardhet av det oppnådde konstruksjonsmateriale, selv når plastkomponenten av konstruksjonsmaterialet overveiende inneholder en relativt myk plast som eksempelvis lavtrykkpolyeten (polyeten med en densitet på 0,92). Bruken av treflis eller tremel som er omhyllet med silikatmateriale, leder således i forbindelse med de forskjelligste plastkomponenter og sågar forholdsvis myke plastkomponenter til harde konstruksjonsmaterialer. Blandingen av plastene i plastkomponenten med de med silikater belagte fyllstoffer gir ingen pro-blemer for den etterfølgende sammenblanding selv ved høyere temperaturer eller i forbindelse med fyllstoffer som ikke tåler sterk varmebelastning, da fyllstoffene gjøres mer varmebestandige av silikatbelegget og derved ikke ødelegges ved den viderebear-beidingstemperatur hvor plastene smelter.

Som beleggmateriale til belegning av fyllstoffene kommer såvel sterkt alkaliske silikater med en pH-verdi på mer enn 10,5, som svakt alkaliske silikater, f.eks. et svakt alkalisk natriumsilikat som også betegnes som "nøytralt" natriumsilikat, på tale.

Silikatmaterialet er med fordel natriumsilikat. Natriumsilikat egner seg særlig som beleggmateriale når treavfall anvendes som fyllstoff. Treavfall som er behandlet på denne måte, lar seg blande særlig godt med termoplaster. Videre gjør natriumsilikat fremstillingen av konstruksjonsmaterialet særlig kost-nadsbesparende og økonomisk.

En særlig gunstig utførelsesform av konstruksjonsmaterialet er bestemt ved at materialet i vektprosent av det samlede innhold av de angitte stoffer inneholder:

40 - 60% treavfall (flis, fibre, mel),

2 - 12% silikatmaterialer til forbehandling av treavfallet.

20 - 30% plast av vilkårlig sammensetning,

10 - 15% polystyren,

10 - 15% polyeten.

Ved denne utførelsesform fås et materiale av trelignende karakter, som imidlertid er meget hardere og motstandsdyktigere enn tre og f.eks. i vanlige bearbeidingsprosesser kan presses til formstykker og bearbeides ved sponfraskilling.

Gunstige utførelsesformer oppnås også ved at der som silikat tilsettes et natriumsilikat av 38/40° baumé eller et natriumsilikat av 45° baumé eller et natriumsilikat av 48/60° baumé.

Det er i mange tilfeller gunstig ikke bare å forsyne fyllstoff partiklene med et belegg før sammenblandingen med partiklene av plastkomponenten. I mange tilfeller er det også gunstig at partiklene av plastkomponenten belegges med en voks eller et silikatmateriale før de blandes med fyllstoffkomponenten. Når f.eks. partiklene av plastkomponenten er meget fiberholdige og

dermed i forhold til sin vekt opptar et ugunstig stort volum,

noe som f.eks. gjelder partikler som er fremstilt ved oppskjæring av plasttepper, så er det gunstig ved hjelp av et belegg å gjøre disse fnuggaktige eller fiberformede partikler mer kompakte og dermed bedre egnet for de videre behandlingstrinn. Som belegningsmaterialer kan de samme stoffer som ved belegningen av fyllstoffene anvendes.

Med fordel kan konstruksjonsmaterialet også være. utformet slik at det oppviser innleiringer av harpiks, hardvedspon eller glassfibre eller stykker av termoplastprofiler eller -bånd eller stykker av metalltråder. Ved hjelp av slike innleiringer kan konstruksjonsmaterialet gjøres særlig påkjenningsdyktig i bestemte retninger, eller det kan styrkes med hensyn til sin ge-nerelle evne til å tåle påkjenninger.

En fordelaktig utførelsesform av det ovennevnte konstruksjonsmateriale er bestemt ved at de termoplastiske profiler eller bånd består av varme-motstandsdyktige termoplaster, f.eks. poly-estere, polyamider eller polypropener, i tillegg til polyetener med en densitet på minst 0,95. På denne måte sikres at innleiringene ennå ikke er smeltet og i det vesentlige beholder sin form ved fremstilling av konstruksjonsmaterialet, dvs. ved blandingen av komponentene, som må skje ved forhøyet temperatur og delvis smelting av komponentene.

En særlig gunstig utførelsesform oppnås ved at innleiringene utgjør 5-25 vektprosent regnet på den totale vekt av materialet.

En fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen til fremstilling av konstruksjonsmaterialet kan fordelaktig gå ut på at de plaster som utgjør den ene komponent av hele blandingen, bringes sammen i findelt form i de ønskede andeler, eventuelt via et forbearbeidingstrinn, og blandes til en plastblanding, som deretter fø-res til et doseringstrinn hvor en andel som svarer til den ønskede blandingsmengde, utmåles og føres til en blander, at de fyllstoffer som utgjør en ytterligere komponent av hele blandingen, i de ønskede andeler og via et forbearbeidingstrinn føres til et doseringstrinn hvor de andeler som svarer til den ønskede blandingsmengde, utmåles og føres til blanderen samtidig med eller en bestemt tid etter plastblandingen, at plastblandingen og fyllstoffene oppvarmes til en bestemt temperatur og sammenblan-des i blanderen til der oppstår en kvasihomogen pastaaktig masse, og at massen deretter føres ut av blanderen og eventuelt underkastes en viderebearbeidning. Ved denne fremgangsmåte blir plaststoffene, dersom plastkomponenten er satt sammen av flere forskjellige plaster, først andelsmessig utmålt og blandet, hvoretter en andel av plastblandingen som er tilpasset totalsammenset-ningen, utmåles og føres til en blander. Plastandelene kan på forhånd også underkastes en forbehandling, f.eks. en fremgangsmåte hvor plastkomponenten overtrekkes med et beleggmateriale.

I blanderen varmes plastblandingen opp, nærmere bestemt inntil der dannes en pastaaktig masse, hvori de enkelte plastandeler blandes med hverandre til en kvasihomogen blanding. I blanderen blir dessuten de fyllstoffer som danner en ytterligere komponent av totalblandingen, innført i tilsvarende utmålte andeler. Også fyllstoffene oppvarmes i blanderen og blandes med plastkomponenten til en pastaaktig masse. Denne pastaaktige masse føres deretter ut av blanderen og kan eventuelt viderebearbeides. Til dette kan der eksempelvis anvendes vanlige viderebearbeidingsme-toder som ekstrudering, strengpressing, kalandrering, pressing og granulering etter avkjøling. Under prosessene kan fyllstoffene i visse tilfeller bringes inn i blanderen samtidig med plastkomponenten og der bli oppvarmet og blandet. I mange tilfeller er det imidlertid fordelaktig først å føre plastkomponenten inn i blanderen, varme den og blande den til en pastaaktig masse før fyllstoffene deretter tilsettes. Ved en slik arbeidsmåte kan først en passende innbyrdes blanding av plastandelene utføres, nemlig eventuelt ved temperaturer hvor bare noen andeler er smeltet og de andeler som har høyest smeltepunkt, er i fast form, hvoretter fyllstoffene kan tilsettes. På denne måte utsettes ikke fyllstoffene i lang tid for den høye temperatur som er nødvendig for smeltingen av plastandelene. Tvertimot kan fyllstoffene, med mindre de er oppvarmet på forhånd, bevirke en avkjøling av hele massen, noe som sikrer at fyllstoffene ikke spaltes eller skades av varme. Herunder må man riktignok sørge for at hele blandingen i blanderen stadig holdes på en temperatur som er så høy at massen forblir pastaaktig (for mange blandinger f.eks. over 130°C). Den pastaaktige sluttmasse føres deretter ut av blanderen og be-

arbeides videre.

En rekke mineralske eller vegetabilske fyllstoffer oppviser et relativt stort volum, dvs. en lav densitet. For å gi slike fyllstoffer en større densitet og oppnå en bedre forbindelse mellom fyllstoffene og plastandelene er det viktig at fyllstoffene før innføringen i blanderen utmåles i ønskede andeler og tilføres en forblander hvor de oppvarmes, blandes og belegges med et beleggmateriale som likeledes er tilført forblanderen. Beleggmaterialet kan herunder alt etter beskaffenheten av fyllstoffene under visse omstendigheter også trenge inn i porene i fyllstoffpartiklene. Ved hjelp av belegget fås iallfall en økning av densiteten av slike lettere fyllstoffpartikler. Partiklene forbinder seg deretter også meget godt méd bestanddelene av materialets plastkomponent. Det prosesstrinn som innbefatter å gi fyllstoffene et belegg før sammenblandingen av fyllstoffene med termoplast-komponenten i blanderen, vil i det etterfølgende bli betegnet som "belegningstrinnet".

I belegningstrinnet er det gunstig som beleggmateriale å benytte en voks av et polyeten med lav molekylvekt. Belegningen av fyllstoffene kan da skje ved 110 - 130°C i en forblander.

Ved hjelp av et belegningstrinn som diskutert ovenfor oppnås en meget bedre kohesjon av fyllstoffpartiklene innbyrdes og med plastkomponenten i den samlede blanding enn ved anvendelse av de samme fyllstoffer uten en belegning. Ved hjelp av et foregående belegningstrinn kan dessuten den egentlige blandetid i blanderen ved samme temperatur i blanderen forkortes med ca. 20 - 25%. Ved anvendelse av et belegningstrinn får konstruksjonsmaterialet ifølge oppfinnelsen en lavere permeabilitet og en høyere densitet. Ved hjelp av et belegningstrinn kan der dessuten oppnås en far-ging av fyllstoffene resp. av hele plastmaterialet, eller belegningen kan gjennomføres samtidig med en tilsetting av farger. På denne måte kan der fremstilles fargede konstruksjonsmaterialer.

Et fordelaktig trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen går ut på at oppvarmingen og gjennomblandingen av plastblandingen og fyllstoffene i blanderen finner sted under vakuum. På denne, måte unngås det at større mengder aggressive gasser som angriper selve blanderen og etter hvert bryter denne ned, blir tilbake i blanderen når plastandelene av plastkomponenten blandes. Så snart der oppstår aggressive gasser, blir disse suget ut av blanderen ved hjelp av vakuumpumpen.

Et annet gunstig trekk går ut på at oppvarmingen og sammenblandingen av plastblandingen og fyllstoffene i blanderen skjer under overtrykk i en atmosfære av inert gass. Også ved en slik foranstaltning unngås det at aggressive flyktige bestanddeler av blandingen angriper selve blanderen.

Et viktig trekk består i at også sammenblandingen og belegningen i forblanderen skjer under vakuum. På denne måte blir aggressive gasser som oppstår ved oppvarming av silikatene, suget ut av blanderen og kan ikke angripe denne. Dessuten fås en bedre forbindelse mellom silikatene og fyllstoffene. Fortrinnsvis ut-føres fremgangsmåten slik at sammenblandingen og belegningen i forblanderen finner sted ved en temperatur på 70 - 100°C.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan med fordel være inn-rettet slik at der som beleggmateriale benyttes et natriumsilikat av 50/60° baumé, og at sammenblandingen med fyllstoffet finner sted i en blander med høyt omdreiningstall. Et natriumsilikat av 50/60° baumé er meget seigt, og det er derfor nødvendig å varme opp den av fyllstoffene, særlig treflis, og natriumsilikat bestående blanding i vakuum til en temperatur mellom 70 og 100°C og blande den ved høyt omdreiningstall for å oppnå en tilfredsstillende belegning av trepartiklene med silikatene.

En annen gunstig utførelse av fremgangsmåten går ut på at der som overtrekksmateriale benyttes et natriumsilikat av 30/40° baumé eller av 45° baumé, og at sammenblandingen med fyllstoffene skjer ved en temperatur på ca. 70°C i en blander med høyt omdreiningstall. Natriumsilikater av 38/40° baumé eller 45° baumé er mindre seige enn de ovenfor omtalte natriumsilikater, slik at det i dette tilfelle ikke er nødvendig å varme opp blandingen av fyllstoffene, særlig treflisene, og silikatet ved .belegningen til temperaturer over 70°C. For oppnåelse av en tilfredsstillende belegning av trepartiklene er det tilstrekkelig å blande blandingen under vakuum ved ca. 7 0°C i en hurtigroterende blander.

På grunn av belegningen av fyllstoffene, særlig av trepartikler, f.eks. treflis eller tremel, med natriumsilikat ifølge de ovenfor beskrevne fremgangsmåter er det mulig å fremstille et konstruksjonsmateriale ved blanding av plastkomponenten med det belagte fyllstoff ved forhøyet temperatur på ca. halvparten av den tid som ville være nødvendig for å få en blanding av plastkomponenten med ikke belagte fyllstoffer. Anvendelsen av fyllstoffer belagt med silikater reduserer således den nødvendige oppvarmingstid for oppnåelse av den endelige, viderebearbeidbare pasta som består av en blanding av plastkomponenten og belagte fyllstoffer. I tillegg er egenskapene av fyllstoffpartiklene, særlig trepartiklene, pga. belegningen og forkortningen av opp-varmingstiden ikke påvirket, noe som fører til en forbedring av de mekaniske egenskaper hos konstruksjonsmaterialet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan med fordel utføres slik at sammenblandingen av plastblandingen og fyllstoffene finner sted i blanderen ved en temperatur på 240 - 4 00°C. Temperaturen i blanderen velges i avhengighet av de enkelte plaststoffer og fyllstoffer.

Fremgangsmåten kan med fordel utføres slik at blandingen etter fremstilling i blanderen avkjøles, enten i blanderen eller i en etterkoblet beholder, til en lavere temperatur som dog er slik at blandingen forblir pastaaktig, f.eks. en temperatur over 130°C. Blandingen kan ved denne temperatur holdes i pastaaktig tilstand i et relativt langt tidsrom og kan deretter etter behov føres til viderebearbeidingsprosesser.

En annen fordelaktig utførelse av fremgangsmåten kan bestå

i at blandingen av plastblanding og fyllstoffer i blanderen på tidspunktet for begynnelsen av kvasihomogeniseringen av komponentene til en pasta får tilsatt ytterligere innleiringer, f.eks. hardvedf lis'er, glassfibre, prof ilstykker eller bånds tykker av termoplastisk materiale eller metalltråder, som likeledes omblan-des. Ved denne fremgangsmåte blir blandingsprosessen etter til-førsel av plastkomponenten og fyllstoffene i blanderen ført så langt at en kvasihomogenisering av alle blandingsbestanddeler og dannelse av en pastaaktig masse innledes. Deretter tilføres ytterligere innleiringer av den ovennevnte art, f.eks. for oppnåelse av en særlig forsterkning eller strukturering av det endelige materiale. Ved fortsettelsen av blandeforløpet blir så disse innleiringene innarbeidet i den pastaformede masse og i det vesentlige jevnt fordelt i denne.

En ytterligere utførelse av denne fremgangsmåte går ut på at tilførselen av innleiringene finner sted ca. 30 - 60 sekunder før massen er ferdig.

Fremgangsmåten kan ytterligere utføres slik at materialblandingen, etter at den er fremstilt i blanderen, bearbeides i kjente plastbearbeidingsprosesser, f.eks. ekstrudering til strenger eller folier, varmpressing, granulering, strengpressing eller kalandrering, til et bearbeidbart råstoff, f.eks. granulat, til halvfabrikater som folier, bånd, plater og profiler, eller til ferdigprodukter som pressdeler. Ved noen av de ytterligere bearbeidingstrinn kan den pastaaktige masse viderebearbeides i varm tilstand slik den kommer ut fra blanderen, f.eks. ved ekstrude-

ring eller pressing. Ved andre viderebearbeidingstrinn, f.eks.

ved granulering, kan den pastaaktige masse f.eks. presses direkte gjennom en dyse og den resulterende streng hakkes opp bak dysen, eller massen kan også føres inn i en ekstruder og den ekstruderte streng hakkes opp.

Fremgangsmåten kan også videreutvikles på den måte at deler som er fremstilt fra materialblandingen, etterbehandles på sine overflater med et behandlingsmateriale for oppnåelse av et over-flateskikt. I denne forbindelse kan der som etterbehandlingsma-teriale benyttes et pulver av et av materialene skifer, glimmer, sandstein, smergel, karborundum, granitt, keramiske materialer (farget eller ufarget) eller metall. På denne måte lar materia-

ler med forskjellige egenskaper seg fremstille, f.eks. slipefla-ter, speilflater og ildfaste overflater.

En særlig tilpasning av fremgangsmåten går ut på at pulve-

ret innarbeides i overflaten av materialet på mekanisk vei,

f.eks. ved innhamring.

En annen utforming oppnås ved at overflaten av de av materialblandingen fremstilte deler metalliseres ved hjelp av over-flatebehandlingsprosser som er kjent ved plastbearbeiding. Materialet ifølge oppfinnelsen kan på denne måte forsynes med en metalloverflate.

Eksempel 1. Plastmateriale med tre som fyllstoff

Dette materiale har følgende sammensetninger i vektprosent:

Trepartiklene blandes først med belegningsmaterialene. Denne sammenblanding skjer eksempelvis .ved en temperatur mellom 120 og 180°C, idet 5-10 vektprosent polyetenvoks eller polypropenvoks, regnet på vekten av trepartiklene, blandes med disse. Trepartiklene belegges på denne måte med voksen.

Etter dette belegningstrinn blir de forbehandlede trepartikler blandet med den egentlige plastkomponent som består av plaststoffer av vilkårlig sammensetning foruten av polystyren og polyeten, i den egentlige blander og danner en utmerket binding med plastene. Etter en kort blandetid oppstår et kvasihomogent materiale hvor der med øyet ikke lenger kan observeres noen separate plastpartikler. Da trepartiklene alltid inneholder en liten mengde fuktighet, må blandeforløpet i blanderen finne sted under vakuum, for at de damper som oppstår, kan suges ut. Den ferdige pastaaktige blanding kan så føres ut av blanderen og viderebearbeides.

Eksempel 2. Konstruksjonsmateriale med treflis som fyllstoff

Dette plastmateriale har følgende sammensetning i vektprosent:

Treflisene ble først blandet med det svakt alkaliske, ofte som "nøytralt" betegnede natriumsilikat av 38/40° baumé. Denne blanding skjer ved en temperatur på ca. 70°C, samtidig som 5-20 vektprosent av natriumsilikatet, regnet på vekten av treflisene, blandes med disse. Blandingen skjer under vakuum i en blander som roterer med høyt omdreiningstall. Treflisene blir på denne måte belagt med natriumsilikat. Etter dette belegnings-prosesstrinn blir de forbehandlede trepartikler blandet med den egentlige plastkomponent, som består av termoplaster av vilkårlig sammensetning foruten av polystyren og polyeten, i den egentlige blander og inngår en utmerket binding med plasten. Etter kort blandetid oppstår et kvasihomogent materiale hvor noen separate plastpartikler ikke lenger kan observeres med øyet. Da trepartiklene alltid inneholder en liten mengde fuktighet, må blande-prosessen i blanderen finne sted under vakuum for at de damper som oppstår, skal suges ut. Den ferdige pastaaktige masse kan deretter føres ut av blanderen og viderebearbeides.

Den videre bearbeiding kan skje ved vanlige bearbeidingsprosesser, f.eks. valsing, ekstrudering, sprøytestøpning og pressing. Omformingen av materialet skjer når dette ved forhøyet temperatur har en pastaaktig konsistens. Da omformingen kan skje under lave trykk, er meget lette, enkle og billige bearbeidings-innretninger og maskiner tilstrekkelig.

Eksempel 3. Kunststoffmateriale med tre som fyllstoff

Dette materiale har den følgende sammensetning i vektprosent :

Ved dette eksempel fremstilles et konstruksjonsmateriale på lignende måte som beskrevet ovenfor. Da imidlertid natriumsilikat av 38/40° baumé resp. 45° baumé er mindre seigt enn et natriumsilikat av 58/60° baumé, kan belegningen av trepartiklene skje ved en temperatur på ca. 70°C, og det er ikke nødvendig å benytte høyere temperaturer. Den dannede pastaaktige masse kan også viderebearbeides til formdeler ved kjente bearbeidingsprosesser, f.eks. sprøytestøping, pressing og ekstrudering.

Forsøk har vist at det konstruksjonsmateriale hvis sammensetning og fremstilling er omtalt i det foregående, oppviser en rekke gunstige egenskaper. I det følgende skal de vesentligste egenskaper anføres: Konstruksjonsmaterialet kan formes ved pressing eller ved sprøytestøping med liten kraftanvendelse eller lavt trykk (ca. fra noen kp til 30 kp/cm 2 ).

På grunn av materialets stivhet etter pressingen eller sprøytestøpingen er det ikke nødvendig å avkjøle de fremstilte formdeler før uttagningen av formen. Generelt er stivheten av materialet utmerket uansett hvilken formingsprosess som anvendes (skiktpålegging, valsing, ekstrudering, strengpressing), og det er ikke nødvendig å treffe noen som helst spesielle forsiktig-hetsregler ved håndteringen.

Krympingen er null eller svært liten, noe som har følgende grunnleggende konsekvenser: Da formingen kan foregår under lavt trykk, kan der benyttes meget lette, enkle og billige bearbeidingsanordninger og maskiner.

Der kan benyttes svake former, f.eks. av gips eller tre.

Man får sterkt reduserte avkjølingstider som ligger i stør-relsesorden få sekunder og ca. 50% lavere enn avkjølingstidene ved vanlige plaster, hvorved en økning av arbeidscyklusene kan oppnås.

Der foreligger mulighet for å fremstille meget ulike vegg-tykkelser i ett og samme formstykke.

Andre egenskaper som har vist seg under forsøkene, er føl-gende: Mulighet for innleiring av deler, f.eks. ved en pressepro-sess.

Muligheter for innleiring av metalliske armeringer i likhet med dem som benyttes til betongarmering, eller av bicelletypen.

Mulighet for å foreta en omhylling ved hjelp av et pulver eller ved hjelp av små partikler som trenger inn i overflaten.

Mulighet for å plettere materialet under anvendelse av varme.

En stor formriøyaktighet.

Alt etter sammensetningen svinger densiteten av materialet ifølge oppfinnelsen fra 0,8 til 2,5.

Ved rask bråkjøling i kaldt vann fås ingen deformasjoner.

Det avkjølte materiale ifølge oppfinnelsen kan bearbeides ved kjente bearbeidingsprosesser som boring^ skjæring, gjenge-skjæring, fresing, polering, dreiing og forbindelse ved hjelp av treskruer eller nagler, alt etter den spesielle sammensetning.

Muligheter for varmedeformasjoner ved bøyning, rulling,

hvelving, hamring.

Sveisbart og .loddbart til tilsvarende materiale med eller uten anvendelse av tilsatsmateriale.

I det følgende vil oppfinnelsen bli ytterligere forklart ved hjelp av eksempler i forbindelse med tegningen. Fig. 1 er et blokkskjema over forløpet av utførelseseksem-pler på fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er en skjematisk fremstilling av et apparat til ut-førelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Forutsetning for sammenblanding av plastpartiklene og fyllstoffene er at de respektive stoffer foreligger i blandbar tilstand. Før plaststoffene, særlig avfallsplater, anvendes er det derfor i mange tilfeller nødvendig å overføre dem i en findelt partikkelform.

På fig. 1 er forløpet av utførelseseksempler på fremgangsmåten skjematisk fremstilt. I et forblandetrinn 1 fremstilles en blanding av doserte andeler av plast av vilkårlig art og opprinnelse, herunder eventuelt PVC. I forblanderen 1 er det imidlertid også mulig å blande og belegge plastpartiklene med et belegningsmateriale. I 2 holdes et forråd av ett eller flere fyllstoffer, f.eks. asbestfibre eller treflis. I 3 holdes et forråd av belegningsmateriale, f.eks. polyeten eller polypropenvoks eller natriumsilikat. Plastblandingen som kommer fra forblanderen 1, doseres i et doseringstrinn 5, idet den f.eks. veies opp i ønsket mengde. I et doseringstrinn 6 doseres de nødvendige fyllstoffmengder, f.eks. ved veiing, idet fyllstoffmengdene fø-res til et belegningstrinn 4, hvor fyllstoffet blandes med belegningsmateriale fra forrådet 3 og oppvarmes, slik at belegnings-materialet belegger og innkapsler de enkelte partikler av fyllstoffet (belegni ngstrinn). De belagte fyllstoffer føres fra belegningstrinnet til doseringstrinnet 6. Fra doseringstrinnene 5 resp. 6 blir de doserte andeler av plastblandingen resp. av de belagte fyllstoffer ført til den egentlige blandeoperasjon 7, hvor plastkomponenten blandes med fyllstoffkomponenten under var-mepåvirkning, hvorunder temperaturen i avhengighet av de valgte materialer kan være opp til 400°C. Blandingen kan eventuelt finne sted under vakuum eller i en atmosfære av inert gass og gjennomføres til der oppstår en pastaaktig masse. Den pastaaktige masse som produseres ved blandingen, blir etter at den er ferdig, ført ut ved hjelp av en utmatningsinnretning 8 og eventuelt ført til viderebearbeidingstrinn.

Eksempelvis kan den ferdige pastaaktige blanding først trykkes gjennom en kalibreringsdyse og ekstruderes til en streng eller en plate. Av den ekstruderte streng kan deretter stykker av ønsket lengde skjæres av og avkjøles. På denne måte kan der fremstilles blokker, plater, folier, garn, rør, profiler og stenger. Alle disse halvfabrikater kan deretter i ytterligere bearbeidingstrinn enten formes ved sponfri forming til ønskede deler, varmbearbeides, eller som byggedeler settes sammen til konstruksjoner eller formes videre ved varmepressing.

Etter at den ferdige masse kommer ut fra kalibreringstrin-net, kan den også skjæres i stykker som legges inn som emner i pressformer og der presses til ønskede deler (11, 12, 13, 14).

Det er også mulig umiddelbart å underkaste massen en presseoperasjon 14. De ved en presseoperasjon dannede deler kan etter avkjøling (17) enten bearbeides videre eller monteres sammen med andre deler eller anvendes som ferdigdeler.

Den pastaformede masse som kommer ut fra kalibreringstrin-net, kan videre presses gjennom dyser og ekstruderes (15) til folier eller fibre som deretter avkjøles. På denne måte får man halvfabrikata som folier, plater, tråder o.l.

Videre er det mulig først å avkjøle den ferdige pasta og deretter granulere den, eventuelt ved hjelp av kjente fremgangsmåter. Granulatet kan så viderebearbeides til ferdige deler ved vanlige prosesser innen plastbearbeidingsteknikken, f.eks. sprøy-testøping, ekstrudering eller pressing, under samtidig smelting. Også en ny smelting av granulatet og forming i vakuumprosesser er mulig, og herunder foregår den etterfølgende avkjøling meget ras-kere enn for rene plaststoffer.

De folier, plater eller tråder som er fremstilt av materialet, kan likeledes på ny varmes opp eller myknes og deretter formes ved pressing, stansing eller preging.

På fig. 2 er der skjematisk vist et apparat til fremstilling av det beskrevne konstruksjonsmateriale. De forskjellige plaststoffer som skal utgjøre plastkomponenten av materialet, føres fra forrådsbeholdere til en forblander 1 hvor de blandes, hvoretter de føres til en veieinnretning 5 og derfra til en blander 7. Blanderen er utformet som et lukket kammer med vegger som kan varmes opp, f.eks. ved gjennomstrømning av et oppvarmingsmedium. I kammeret befinner der seg et røreelement med et antall røre-armer som kan settes i omdreining. Apparatet oppviser dessuten forrådsbeholdere for fyllstoffer, av hvilke der er vist to behol-dere 2 og 3. Etter fyllstofforrådsbeholderne 2 og 3 er der anordnet et forblandekammer 4 som fyllstoffene fra beholderne 2

og 3 føres inn i. Forblandekammeret 4 har hovedsakelig samme oppbygning som blanderen 7. I forblanderen 4 blandes fyllstoffer med hverandre, belegges med belegningsmaterialer og oppvarmes, slik at de enkelte partikler av fyllstoffene blir belagt med belegningsmaterialene, f.eks. silikater. Eksempelvis kan forrådsbeholderen 2 inneholde et fyllstoff og forrådsbeholderen 3 et belegningsmateriale, f.eks. et silikat. Etter at beleg-ningsoperasjonen i forblanderen 4 er utført, kan de belagte fyllstoffer føres til veieinnretningen 6 og derfra overføres til blanderen 7. Blanderen 7 kan tilsluttes såvel en evakuerbar beholder til å skaffe et vakuum i blanderen og etter valg også et under trykk stående gassreservoar for å skaffe en atmosfære av inert gass over blandingen i blanderen. Etter blanderen 7 er der koblet en utmatningsinnretning 8 som f.eks. kan være utført som snekkeskrue eller stempeltransportinnretning eller som tippeinn-retning, og som fører massen til f.eks. en forrådsbeholder. Etter en slik forrådsbeholder, som også kan være oppvarmet, kan der være anordnet et ekstruderings- eller kalibreringsapparat 9. Ved hjelp av kalibreringsapparatet kan strenger eller plater ekstruderes. De ekstruderte strenger kan skjæres i stykker og gir da (antydet ved 16) etter avkjølingen blokker, plater, profiler, rør eller stenger. Det ekstruderte materiale kan også, som antydet ved 13, føres direkte til en pressform, eller det kan skjæres i stykker som deretter kan benyttes som emner 11 i pressformer 12 hvor de presses. Ved bearbeiding i en presse 14 kan der på denne måte fås ferdigdeler 17.

Ved ekstrudering av den pastaaktige masse er det også mulig å produsere langstrakte produkter, f.eks. tråder eller bånd, som kan vikles opp på spoler 15 eller 18. Disse spoler kan etter en ytterligere oppvarming anvendes til mating av presse-,

stanse- eller pregeinnretninger.

Det er også mulig å føre det pastalignende materiale direkte til en granuleringsinnretning 19 og bearbeide det til gra-nulater.

Det på denne måte oppnådde granulat kan anvendes i de forskjelligste bearbeidingsprosesser, f.eks. også i en lavtrykks-formingsoperasjon eller vakuumsformingsoperasjoner. Til formgiv-ning av granulatet kan der anvendes meget lette former, f.eks. av gips, tre eller plast.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de angitte eksempler. F.eks. kan blandingen utføres med konvensjonelle knablandere. Det er også mulig kort før materialblandingen er ferdig å føre innleiringer i form av metalltråder, plastfibre eller glassfibre inn i blanderen. På denne måte oppnås en særlig forsterkning av

Claims (4)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av et formbart konstruksjonsmateriale som består av termoplast inneholdende mineralsk og/eller organisk fyllstoff som utgjør en minst like stor andel av totalvekten som plasten og foreligger i form av partikler såsom spon, korn, fibre etc., mens termoplasten, som også er i partikkelform, består i det minste delvis av LD-polyeten, hvor termoplasten og fyllstoffene oppvarmes, fortrinnsvis til en temperatur på 150 - 220°C, karakterisert ved at fyllstoff- og eventuelt også termoplastpartiklene belegges med en polyeten- eller polypropenvoks med lav molekylvekt, eller med et i vannfase oppløst silikat, idet belegningen utføres i vakuum i en forblander.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at belegningen i forblanderen finner sted ved en temperatur på 110 - 130°C.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at fyllstoff partiklene belegges med natriumsilikat.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at der som belegningsmateriale benyttes et natriumsilikat av 30/40° baumé, 45° baumé eller 50/60° baumé.