DE2121424A1

DE2121424A1 - Verfahren zum Herstellen von Gegenständen aus thermoplastischem Material unter Zusatz von nichtthermoplastischem, körnigem Füllstoff

Info

Publication number: DE2121424A1
Application number: DE19712121424
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. P ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-11-03
Filing date: 1971-04-30
Publication date: 1972-11-16
Also published as: US3897527A; FR2134301A1; NL7105940A; AT324681B; FR2134301B1; BE795486Q; DE2121424B2; DE2121424C3; CA1009416A

Description

Verfahren zum Herstellen von Gegenständen aus thermoplastischem Material unter Zusatz von nichtthermoplastischem, körnigem Füllstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Gegenständen, wie Platten, Blöcken oder Rohren, aus thermoplastischem Material unter Zusatz von nichtthermoplastischem, körnigem Füllstoff.
Die Verwendung von thermoplastischen Materialien hat in den letzten Jahren ständig zugenommen, weil diese Materialien chemikalienbeständig sind und leicht verformt und behandelt werden können. Der Anwendung dieser Materialien sind jedoch Grenzen gesetzt, weil die meisten von ih-nen weich und biegs-am sind und nur eine geringe Biegesteifheit haben. Zwar können die meisten dieser Materialien gehärtet werden, doch haben sie dann eine geringere Stoßfestigkeit und eine sehr hohe Kaltsprödigkeit.
Es sind zahlreiche Versuche mit verschiedenen Verstärkungsmaterialien durchgeführt worden. Da die thermoplastischen Materialien jedoch einen hohen Ausdehnungskoeffizienten haben, kommt es oft vor, daß sich das Verstärkungsmaterial bei Temperaturveränderungen infolge der unterschiedlichen Ausdehnung losreißt, so daß das Material nicht verstärkt, sondern geschwächt wird.
Damit ein Gegenstand aus thermoplastischem Material die erforderliche Biegesteifheit hat, muß er eine sehr hohe Dicke haben, wodurch das Herstellungsverfahren verlangsamt und die erforderliche Materialmenge vergrdßrt wird. Daher kann man aus diesem Material keine Gegenstände zu einem solchen Preis herstellen, daß sie mit anderen Materialien konkurrenzfähig sind, Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Lösung der Probleme, die bei der Herstellung aus thermoplastischem Material und Füllstoff auftreten. Zur. Durchführung der Erfindung verwendet man vorteilhafterweise einen körnigen Füllstoff, z.B. Kies oder Blähton, Glasperlen, Steinsplitter oder einanderes Material mit einer Korngröße von 5-lo mm. In besonderen Fällen kann man auch andere Korngrößen verwenden.
Erfindungsgemäß wird der Füllstoff soweit erhitzt, daß er imstande ist, den mit ihm in.Berührung gebrachten, pulverförmigenKunststoff u schmelzen. Infolgedessen werden die Füllstoffkörner mit einem Kunststoffüberzug umgeben und kann die Dicke des Über zuges dadurch verändert werden, daß der Füllstoff mehr oder weniger stark vorerhitzt wird. Wenn der. Füllstoff von einem Überzug in der gewünschten Dicke umgeben ist, können die noch warmen Körner in Formen geschüttet und zu den gewünschten Gegenständen verformt werden, wobei die Berührungsflächen zwischen den Körnern miteinander verschmelzen und dadurch die kunststoffüberzogenen Füllstoffkörner miteinander verbinden.
Im Rahmen der Erfindung kann man den Füllstoff auch abkühlen, nachdem er mit Kunststoff überzogen worden ist und später das Material in anderen Formen erhitzen und danach die Kunststoffüberzüge unter Bildung der gewünschten Gegenstände zum Schmelzen bringen. Durch Schmelzen der Kunststoffüberzüge kannmman ferner auf verschiedenartige Weise den kunststoffüberzogenen Füllstoff haftfest mit Kunststoffplatten und anderen Kunststoffgegenständen verbinden, wenn das Material zur Versteifung und Verstärkung verwendet werden soll.
Während des eigentlichen Verformungsvorganges, bei dem der Kunststoffüberzug auf dem Füllstoff geschmolzen wird, kann man ein an allen Innenwandungen der Form thermoplastisches Pulver in einer bestimmten Menge auftragen, so daß an den Formwandungen eine aus reinem Kunststoff bestehende Schicht in einer gewünschten Dicke gebildet und ein Gegenstan8 mit einer glatten Oberfläche und einer hohen Chemikalienbeständigkeit und mechanischen Festigkeit erhalten wird.
Der kunststoffüberzogene Füllstoff kann gegebenenfalls durch Schmelzen der Überzüge mit Platten und anderen Gegenständen aus nichtthermoplastischen Materialien verbunden werden, wenn die Berührungsfläche so rauh ist, daß sie eine ha-ftfeste Verbindung mit dem heißen und weichen Kunststoff eingehen kann.
Die Erfindung ermöglicht die Verwendung von thermoplastischen Materialien für eine große Anzahl von Zwecken, für die bisher Kunststoff nicht verwendet werden konnte, insbesondere in relativ großen Gegenständen, für die eine hohe Biegesteifheit und hohe mechanische Festigkeit gefordert wird.
Der körnige Füllstoff kann auf verschiedenartige Weise mit dem Kunststoff überzogen werden. Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß das so vorerhitze, körnige Gut mit einem feinpulverigen Kunststoff umgeben wird, der dann unter der Wirkung des Wärmeinhalts der Füllstoffkörner schmilzt und einen geschlossenen Überzug bildet. Man kann das Verfahren bei unbewegte Füllstoff durchführen. Es kann aber zweckmäßiger sein, den erhitzten Füllstoff durch einen Raum fallen zu lassen, der fluidisierten Kunststoff enthält, oder man kann die erhitzten Körner in einen rotierenden Behälter fallen lassen, der teilweise mit einem Kunststoffpulver gefüllt ist, wobei die kontinuierliche Bewegung dann dazu führt, daß auf allen Seiten der Füllstoffkörner ein gleichmäßiger Kunststoffüberzug gebildet wird. Dabei wird ein Verschmelzen der Körner verhindert, bis der Kunststoffüberzug die gewünschte Dicke besitzt.
Im Rahmen der Erfindung kandian ferner eine Form direkt mit Schichten aus kalten oder heißen Füllstoffkörnern füllen und zwischen die Schichten Kunststoffpulver streuen, das infolge der Erhitzung schmilzt und die Körner miteinander verbindet.
Die Erfindung betrifft daher in erster Linie ein Verfahren zum Herstellen von Gegenständen, z.B. Platten und Blöcken, aus thermoplastischem Material unter Zusatz von nichtthermoplastischem, körnigem Füllstoff, und die Erfindung istiim wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die.Füllstoffkörner mit feinverteiltem bzw. pulverförmigem Kunststoff umgeben werden und dieser aufgeschmolzen wird, so daß er auf den Füllstoffkörner einen Uberzug bildet, worauf die kunststoffüberzogenen Füllstoffkörner unter Bildung der gewünschten Gegenstände miteinander vereinigt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der körnige Füllstoff erhitzt und im erhitzten Zustand mit dem pulverförmigen Kunststoff zusammengebracht, der dadurch auf der Oberfläche der Füllstoffkörner aufgetragen wird. Es ist dann zweckmäßig, die erhitzten Körner zusammen mit dem pulverförmigen Gut solange in Bewegung zu halten, bis sich der gewünschte ueberzug gebildet hat.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Dicke des auf dem Füllstoff gebildeten Kunststoffüberzuges durch die Steuerung der dem Füllstoff zugeführten Wärme gesteuert.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnungen hervor.
In diesen zeigt: Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Vorrichtung zum Überziehen eines körnigen Füllstoffs mit thermoplastischem Material und Fig. 2 eine ähnliche Vorrichtung zur direkten Herstellung eines Rohrs.
Gemäß Fig. 1 befindet sich der Füllstoff in einem Behälter 2. Der Füllstoff kann beispielsweise aus Kies oder aus Blähtonkörnern mit einer durchschnittlichen Größe von 7-8 mm bestehen. Mit Hilfe von Brennern 3 oder anderen Heizelementen, die auf der Außenseite des Behälters 2 angeordnet sind, wird der Füllstoff auf eine gewünschte Temperatur erhitzt, Im erhitzten Zustand wird der kdrnige FUllstoff mittels einer Förderschnecke 4 auf das eine Ende eines Förderbandes 5 aufgegeben. Auf dieses Förderband wird mittels einer Förderschnecke 6 feinverteilter Kunststoff 7 aufgegeben, der sich bei 8 mit dem erhitzten Füllstoff vereinigt. Das thermoplastische Material und der Füllstoff verlassen das Förderband 5 gleichzeitig und fallen auf eine Platte 9, auf der das thermoplastische Pulver und der heiße Füllstoff derart bewegt werden, daß die heißen Füllstoffkörner vollständig überzogen werden.
Diese Bewegung wird in einer Trommel lo fortqesetzt, in welche die Platte 9 führt. Bei richtiger Einstellung der Geschwindigkeit, mit der sich der Füllstoff abkühlt, verhindert die Drehung der Trommel lo ein Verschmelzen der Körner miteinander.
Der untere Teil 11 der Trommel ist als Maschensieb oder mit Perforationen ausgebildet, so daß der überschüssige feinverteilte Kunststoff 12 in einen Behälter 13 mit einer schrägen Wand 14 fällt, auf der das feinverteilte thermoplastische Material zum unteren Ende der Förderschnecke 5 gelangt, die diesen Kunststoff wieder auf das Förderband 5 aufgibt, wo der Kunststoff erneut mit frischen, erhitzten Füllstoffkörnern zusammengebracht wird. Das untere Ende 15 der Trommel lo ist offen. Die thermoplastisch mit einem thermoplastischem Überzug versehenen Fdllstoffkörner 16 fallen aus dem offenen unteren Ende der Trommel lo heraus und werden in einem Behälter 17 gesammelt, um später zur Herstellung der gewünschten Gegenstände verwendet zu werden0 In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der mit einem thermoplastischen Überzug versehene Füllstoff direkt zur Herstellung des gewünschten Gegenstandes verwendet Die Xünststoffüberzüge werden in der anhand der Fig. 1 beschriebenen Weise gebildet. Anstelle einer rotierenden Trommel ist die Oberfläche 9 jedoch mit einem perforierten Teil 18 versehen, durch die der ungebrauchte, feinverteilte Kunststoff herausfallen kann, um in dem Behälter 13 gesammelt zu werden, ehe er erneut auf das Förderband 5 aufgegeben wird. Nach.dem-Verlassen der Platte 9 werden die mit einem thermoplstischen Uberz;ug. versehenen Füllstoffkörner in eine For 19 eingebracht, die in dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel zur Herstellung von Rohren, z.B. Abfluß-oder Kanalisationsrohren,"geeignet ist. bie Form 19 ist auf Rollen 2o drehbar gelagert. Durch die Drehung der Form wird der kunststoffüberzogene Füllstoff in der Form gleichmäßig verteilt. Eine genügend hohe Temperatur der Form wird mit Hilfe von Brennern 21- auf'rechterhalten', deren Flammen gegen die Form 19 gerichtet sind. In Abhängigkeit von der zugeführten Wärmeenge und dor Dicke des Kunststoffüberzuges auf jedem einzelnen FUllstoffkorn verschmelzen die kunststoffüberzogenen Füllstoffkörner mehr-oder weniger miteinander. Durch einfache Einstellung dieser Bedingungen kann man beispielsweise flüssigkeitsdurchlässige Entwässerungsrohre oder flUssigkeitsdichte Kanalisationsrohre herstellen.

Claims

Patentansprüche

1, Verfahren zum Herstellen von Gegenständen, z.B. Platten und Blöcken, aus thermoplastischem Material unter Zusatz von nichtthermoplastischem, körnigem Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffkörner mit feinverteiltem bzw. pulverförmigem Kunststoff umgeben werden und dieser aufgeschmolzen wird, so daß er auf den Füllstoffkörnern einen Überzug bildet, worauf die kunststoffüberzogenen FUllstoffkörner unter Bildung der gewünschten Gegenstände miteinander vereinigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der körnige Füllstoff erhitzt und im erhitzten Zustand mit dem pulverförmigen Kunststoff zusammengebracht wird, so daß dieser auf der Oberfläche der Fdllstoffkörner einen Überzug bildet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß bis zur Bildung des gewünschten Uberzuges der erhitzte körnige Füllstoff und der pulverförmige Kunststoff gemeinsam in Bewegung gehalten werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Kunststoffüberzuges auf dem körnigen Füllstoff durch Steuerung der Erhitzung des Füllstoffes gesteuert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kunststoffüberzogene, körnige Füllstoff auf Platten oder andere Kunststoffgegenstände aufgeschmolzen wird, wobeidie Kunststoffüberzüge der Füllstoffkörner miteinander verschmelzen.
g. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kunststoffüberzogene, körnige Füllstoff auf Platten oder andere Gegenstände aus nichtthermoplastischem Material aufgeschmolzen wird, wobei die Kunststoffüberzüge der Füllstoffkörner miteinander verschmelzen.
7. Vorrichtung zum Herstellen von Gegenständen aus thermoplastischem Material, gekennzeichnet, durch eine Fläche, auf der ein vorerhitzter, körniger Füllstoff und ein Kunststoff zusammengebracht werden, so daß auf jedem Füllstoffkorn eine Schicht von einer gewünschten Dicke gebildet wird, ehe die kunststoffüberzogenen Füllstoffkörner zwecks Bildung der gewünschten Gegenstände miteinander vereinigt werden.
S. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mit einem Sieb oder dergleichen verbunden ist, durch die ungebrauchtes Kunststoffpulver hindurchfallen kann und die kunststoffüberzogenen Füllstoffkörner dann an die Stelle gefördert werden, an der der gewünschte Gegenstand in einer Form gepreßt oder gegossen werden soll.
9. Vorrichtung nach Anspruch'8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche und gegebenenfalls auch das Sieb Teile einer Trommel sind, die um eine geneigte Achse drehbar sit.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Sieb ein Auffangbehälter für das Kunststoffpulver angeordnet ist und das Kunststoffpulver aus diesem Behälter mit Hilfe eines geeiqneten Förderes an die Stelle hochgefördert wurden kann, an der die Füllstoffkörner und das Kunststoffpulver zusammengebracht werden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7,l~gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung für eine einstellbare Zuführung von Wärme zu dem körnigen Füllstoff.

L e e r s e i t e