PL221840B1 - Element konstrukcyjny wyrobów sanitarnych oraz sposób jego wytwarzania - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest element konstrukcyjny wyrobów sanitarnych w postaci sprasowanej płyty granulatu, a także sposób jego wytwarzania.

W trakcie procesu produkcji wyrobów sanitarnych z tworzyw sztucznych a dokładniej wanien i brodzików z poli(metakrylanu metylu) (PMMA) i poliakrylonitryl-co-butadien-co-styrenu (ABS) wzmacnianych przy użyciu kompozytu poliestrowo-szklanego powstaje praktycznie niesortowalny odpad będący mieszaniną w/wymienionych składników.

Odpady kompozytowe (poliestrowo-szklane) powstają w gnieździe natrysku. Jest to część (szacowana na 2-5%) kompozytu przeznaczonego do wzmacniania wyrobów, która w operacji natrysku spada na podłogę kabiny natryskowej i tam ulega polimeryzacji.

Odpady tworzywowo-kompozytowe na bazie tworzyw zawierających PMMA oraz ABS są to „ramki” powstające w wyniku odcięcia naddatków technologicznych półproduktów w fazie wykańczania wyrobów. W uściśleniu, są to podłużne fragmenty płyt tworzywowych (PMMA lub ABS/PMMA) z nałożonym nierozerwalnie kompozytem poliestrowo szklanym.

Dotychczasowe sposoby pozbywania się tego typu odpadów poprodukcyjnych to przekazywanie tych materiałów jako paliwo alternatywne do specjalnie przystosowanych do spalania tego typu odpadów kotłowni lub jako odpad składowany na wysypisku śmieci. Niestety jest to materiał nie ulegający biodegradacji i może zalegać na wysypiskach nawet setki lat. Dlatego też wykorzystanie odpadów polegające na wtórnym ich przetwarzaniu jest najkorzystniejsze dla środowiska naturalnego, gdyż nie ingeruje w to środowisko.

Element konstrukcyjny wyrobów sanitarnych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma postać sprasowanej płyty o grubości od 10-18 mm wykonanej z granulatu zawierającego zmieszane kompozytowe odpady poliestrowo-szklane oraz polimetakrylanu metylu), poliakrylonitryl-co-butadien-co-styrenu, polistyrenu.

W innym aspekcie przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elementu konstrukcyjnego wyrobów sanitarnych charakteryzujący się tym, że:

1) wstępnie rozdrabnia się, ręcznie lub mechanicznie, materiały odpadowe zawierające kompozytowe odpady poliestrowo-szklane i/lub poli(metakrylanu metylu) i/lub ABS i/lub polistyren, do rozmiarów nie przekraczających 1 m x 0,1 m x 0,1 m;

2) miele się otrzymany produkt rozdrobnienia do granulatu o rozmiarach od 4 do 8 mm;

3) rozgrzewa się formę do uzyskania temperatury 180-250°C, przy zamkniętej formie, zaś w trakcie pracy podczas cyklicznego prasowania forma pracuje w zakresie temperatur 160-270°C;

4) smaruje się matrycę formy środkiem rozdzielającym, a następnie kładzie się separator dolny w postaci arkusza papieru, którego rozmiary są większe niż rozmiary formy o kilkadziesiąt mm;

5) nakłada się do formy, ręcznie lub mechanicznie, odpowiednią porcję przygotowanego wcześniej granulatu , który rozprowadza się równomiernie poprzez rozgarnięcie;

6) nakłada się separator górny w postaci arkusza papieru, którego rozmiary są większe niż rozmiary formy o kilkadziesiąt mm, przy czym na powierzchni separatora wykonane są nacięcia odpowietrzające o długości od 25-45 cm równomiernie rozłożone na powierzchni separatora górnego;

7) zamyka się prasę poprzez opuszczenie stempla z górną częścią formy, następuje zamknięcie formy co rozpoczyna pierwszą wstępną fazę prasowania, która łącznie trwa od 100 do 150 sekund;

8) dociska się prasę, poprzez dalsze opuszczenie stempla, a przez to zwiększa nacisk prasy do 245-255 t, co stanowi rozpoczęcie fazy właściwego prasowania;

9) przygotowuje się kratę dolną w postaci płaskiego, ażurowego elementu o gabarytach większych od gabarytów form, która służy do studzenia sprasowanej płyty;

10) po upływie 120-300 sekund od zamknięcia formy otwiera się ją, poprzez podniesienie stempla z górną częścią formy;

11) wypycha się sprasowaną płytę poprzez uruchomienie wypychacza lub wyrzutnika w celu umożliwienia rozformowania formy, po czym oczyszcza się formę z pozostałości surowca;

PL 221 840 B1

12) wyjmuje się sprasowaną płytę na kratę dolną, a następnie wyrównuje się poprzez docisk płaską, drewnianą płytą, po czym nakłada się kratę górną, której celem jest finalne dociśnięcie i niedopuszczenie do deformacji studzonego materiału;

13) odkłada się przygotowany w ten sposób zestaw złożony z sprasowanej płyty umieszczonej między kratą dolną i kratą górną w celu ostygnięcia płyty do temperatury pokojowej;

14) po ostygnięciu płyty docina się ją do wymaganego kształtu oraz oczyszcza się z ewentualnych pozostałości separatorów

Przedmiot wynalazku został przedstawiony poniżej w przykładzie wykonania.

Element konstrukcyjny według wynalazku wytwarza się w sposób opisany poniżej. Na wstępnie rozdrabnia się, ręcznie lub mechanicznie, materiały odpadowe zawierające kompozytowe odpady poliestrowo-szklane i/lub poli(metakrylanu metylu) i/lub ABS i/lub polistyren, do rozmiarów nie przekraczających 1 m x 0,1 m x 0,1 m. Potem miele się otrzymany produkt rozdrobnienia do granulatu o rozmiarach od 4 do 8 mm. Następnie rozgrzewa się formę do uzyskania temperatury 180-250°C, przy zamkniętej formie, zaś w trakcie pracy podczas cyklicznego prasowania forma pracuje w zakresie temperatur 160-270°C. Smaruje się matrycę formy środkiem rozdzielającym, a następnie kładzie się separator dolny w postaci arkusza papieru, którego rozmiary są większe niż rozmiary formy o kilkadziesiąt mm, po czym nakłada się do formy, ręcznie lub mechanicznie, odpowiednią porcję przygoto₂ wanego wcześniej granulatu w ilości ok. 12,8 kg/m² powierzchni płyty o grubości 16 mm, który rozprowadza się równomiernie poprzez rozgarnięcie. Potem nakłada się separator górny w postaci arkusza papieru, którego rozmiary są większe niż rozmiary formy o kilkadziesiąt mm, przy czym na powierzchni separatora wykonane są nacięcia odpowietrzające o długości od 25-45 cm równomiernie rozłożone na powierzchni separatora górnego. Następnie zamyka się prasę poprzez opuszczenie stempla z górną częścią formy, następuje zamknięcie formy co rozpoczyna pierwszą wstępną fazę prasowania, która łącznie trwa od 100 do 150 sekund. Potem dociska się prasę, poprzez dalsze opuszczenie stempla, a przez to zwiększa nacisk prasy do 245-255 t, co stanowi rozpoczęcie fazy właściwego prasowania, po czym przygotowuje się kratę dolną w postaci płaskiego, ażurowego elementu o gabarytach większych od gabarytów form, która służy do studzenia sprasowanej płyty, a po upływie 120-300 sekund od zamknięcia formy otwiera się ją, poprzez podniesienie stempla z górną częścią formy, wypycha się sprasowaną płytę poprzez uruchomienie wypychacza lub wyrzutnika w celu umożliwienia rozformowania formy, po czym oczyszcza się formę z pozostałości surowca. W dalszej kolejności wyjmuje się sprasowaną płytę na kratę dolną, a następnie wyrównuje się poprzez docisk płaską, drewnianą płytą, po czym nakłada się kratę górną, której celem jest finalne dociśnięcie i niedopuszczenie do deformacji studzonego materiału. Następnie odkłada się przygotowany w ten sposób zestaw złożony z sprasowanej płyty umieszczonej między kratą dolną i kratą górną w celu ostygnięcia płyty do temperatury pokojowej. Po ostygnięciu płyty docina się ją do wymaganego kształtu oraz oczyszcza się z ewentualnych pozostałości separatorów.

Element konstrukcyjny ze sprasowanych odpadów ma za zadanie spełniać dokładnie te same funkcje co deska wykonana z płyty wiórowej, a mianowicie:

a) Funkcja usztywniania płaskich powierzchni wyrobu takich jak powierzchnia siedziska, dno, boki i ranty wyrobu - w tym celu zarówno element konstrukcyjny według wynalazku jak i deska wiórowa są przyklejane i zalaminowywane do dna wypraski po jej zewnętrznej stronie. Z punktu widzenia tej funkcji, elementy z obydwu materiałów oraz wyroby wykonane przy ich użyciu należy porównywać pod kątem sztywności. Ze względu na fakt, że przymocowanie deski usztywniającej do dna wypraski/wyrobu odbywa się za pomocą klejenia/laminowania istotny jest również czynnik adhezji laminatu do materiału, z którego wykonana jest deska usztywniająca.

b) Funkcja mocowania nóżek - w celu postawienia i wypoziomowania wanny/brodzika niezbędne jest zamocowanie zestawu nóżek do spodniej części wanny. Z punktu widzenia tej funkcji deski z obydwu materiałów oraz wyroby wykonane przy ich użyciu należy porównywać pod kątem wytrzymałości zamocowania nóżek.

W celu potwierdzenia, że element konstrukcyjny według wynalazku spełnia wymagane funkcje zostały przewidziane do wykonania odpowiednie testy porównawcze. W tym celu przeprowadzono następujące badania:

1) wytrzymałość na zginanie statyczne materiału bez laminatu i z laminatem na potwierdzenie spełniania funkcji opisanej w punkcie a.

PL 221 840 B1

2) moduł sprężystości przy zginaniu statycznym materiału bez laminatu i z laminatem jako zamiennik dla pomiarów wytrzymałości na ściskanie i skręcanie na potwierdzenie spełniania funkcji opisanej w punkcie a.

3) zdolność utrzymania wkrętów przez materiał bez laminatu i z laminatem na potwierdzenie spełniania funkcji opisanej w punkcie b.

4) nasiąkliwość materiału (materiał bez laminatu) na potwierdzenie funkcjonalności materiału w warunkach podwyższonej wilgotności.

5) spęcznienie materiału (materiał bez laminatu) na potwierdzenie funkcjonalności materiału w warunkach podwyższonej wilgotności;

Do oceny wyników wykorzystano następujące normy:

a) PN-EN 310:1994 „Płyty drewnopochodne - Oznaczanie modułu sprężystości przy zginaniu i wytrzymałości na zginanie”,

b) PN-79/D-04204 „Płyty wiórowe i paździerzowe - Oznaczenie zgodności utrzymania wkrętu”,

c) PN-EN 320:2000 „Płyty pilśniowe - znaczenie oporu przy osiowym wyciąganiu wkrętów”,

d) PN-EN 317 „Płyty wiórowe i płyty pilśniowe - Oznaczenie spęcznienia na grubość po moczeniu w wodzie”,

e) PN-EN 312:2005 „Płyty wiórowe - Wymagania techniczne”.

Uzyskane wyniki potwierdziły identyczne lub lepsze właściwości elementów konstrukcyjnych wykonanych z wykorzystaniem odpadów produkcyjnych w zastrzeganej technologii w porównaniu do elementów tradycyjnych z płyty wiórowej.

Ponadto do oceny wyrobów sanitarnych, w których wykorzystano element konstrukcyjny według wynalazku zastosowano normę EN-198 „Urządzenia sanitarne - Wanny wykonane z wylewanych płyt z usieciowanego tworzywa akrylowego - Wymagania i metody badawcze”. Testom na zgodność z wymaganiami zostały również poddane gotowe wyroby (w tym przypadku wanny prostokątne) wykonane z zastosowaniem elementu według wynalazku.

W tym celu przeprowadzono następujące testy:

a) Określanie odporności wanny na zmiany temperatury - celem badania jest wykazanie czy pod wpływem działania zmiennej temperatury wody, wyrób zachowuje właściwości użytkowe oraz czy próba nie przyczynia się do powstawania wad powierzchniowych.

b) Badanie odporności wanny na uderzenia mechaniczne - celem badania jest określenie odporności powierzchni użytkowej na uderzenie mechaniczne. Ocena wizualna powierzchni użytkowej i wzmacniającej w miejscach, gdzie została przeprowadzona próba. Niedopuszczalne pęknięcia oraz wgłębienia.

c) Określanie sztywności po modelowym montażu wanny zgodnie z instrukcją montażu zalecaną przez producenta.

Wyroby wytworzone z wykorzystaniem elementów konstrukcyjnych według wynalazku osiągnęły wyniki lepsze niż wanny wykonane w tradycyjnej technologii. Na podstawie przeprowadzonych prób potwierdzono możliwość stosowania w wyrobach sanitarnych, wzmocnienia dna wykorzystując do tego celu element wzmacniający wykonany technologią spajania poprzez nacisk w podwyższonej temperaturze odpadu produkcyjnego zawierającego mieszaninę PMMA, ABS oraz laminatu z żywicy poliestrowej z włóknem szklanym.

Claims (14)

1. Element konstrukcyjny wyrobów sanitarnych, znamienny tym, że ma postać sprasowanej płyty o grubości od 10-18 mm wykonanej z granulatu zawierającego zmieszane kompozytowe odpady poliestrowo-szklane oraz polimetakrylanu metylu), poliakrylonitryl-co-butadien-co-styrenu, polistyrenu.

2. Sposób wytwarzania elementu konstrukcyjnego wyrobów sanitarnych znamienny tym, że:

1) wstępnie rozdrabnia się, ręcznie lub mechanicznie, materiały odpadowe zawierające kompozytowe odpady poliestrowo-szklane i/lub poli(metakrylanu metylu) i/lub ABS i/lub polistyren, do rozmiarów nie przekraczających 1 m x 0,1 m x 0,1 m;

2) miele się otrzymany produkt rozdrobnienia do granulatu o rozmiarach od 4 do 8 mm;

PL 221 840 B1

3) rozgrzewa się formę do uzyskania temperatury 180-250°C, przy zamkniętej formie, zaś w trakcie pracy podczas cyklicznego prasowania forma pracuje w zakresie temperatur 160-270°C;

4) smaruje się matrycę formy środkiem rozdzielającym, a następnie kładzie się separator dolny w postaci arkusza papieru, którego rozmiary są większe niż rozmiary formy o kilkadziesiąt mm;

5) nakłada się do formy, ręcznie lub mechanicznie, odpowiednią porcję przygotowanego wcześniej granulatu, który rozprowadza się równomiernie poprzez rozgarnięcie;

6) nakłada się separator górny w postaci arkusza papieru, którego rozmiary są większe niż rozmiary formy o kilkadziesiąt mm, przy czym na powierzchni separatora wykonane są nacięcia odpowietrzające o długości od 25-45 cm równomiernie rozłożone na powierzchni separatora górnego;

7) zamyka się prasę poprzez opuszczenie stempla z górną częścią formy, następuje zamknięcie formy co rozpoczyna pierwszą wstępną fazę prasowania, która łącznie trwa od 100 do

150 sekund;

8) dociska się prasę, poprzez dalsze opuszczenie stempla, a przez to zwiększa nacisk prasy do 245-255 t, co stanowi rozpoczęcie fazy właściwego prasowania;

9) przygotowuje się kratę dolną w postaci płaskiego, ażurowego elementu o gabarytach większych od gabarytów form, która służy do studzenia sprasowanej płyty;

10) po upływie 120-300 sekund od zamknięcia formy otwiera się ją, poprzez podniesienie stempla z górną częścią formy;

11) wypycha się sprasowaną płytę poprzez uruchomienie wypychacza lub wyrzutnika w celu umożliwienia rozformowania formy, po czym oczyszcza się formę z pozostałości surowca;

12) wyjmuje się sprasowaną płytę na kratę dolną, a następnie wyrównuje się poprzez docisk płaską, drewnianą płytą, po czym nakłada się kratę górną, której celem jest finalne dociśnięcie i niedopuszczenie do deformacji studzonego materiału;

13) odkłada się przygotowany w ten sposób zestaw złożony z sprasowanej płyty umieszczonej między kratą dolną i kratą górną w celu ostygnięcia płyty do temperatury pokojowej;

14) po ostygnięciu płyty docina się ją do wymaganego kształtu oraz oczyszcza się z ewentualnych pozostałości separatorów.