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Zusammengesetzte Materialzusammensetzungen unter Verwendung
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von Altpapier und Verfahren zu deren Herstellung Beschreibung Die
Erfindung schafft zusammengesetzte Materialzusammensetzungen (composite material
compositions), die Altpapier, ein thermoplastisches Harz und/oder anderes Additiv
bzw. andere Additive umfassen, wobei diese Zusammensetzungen eine höhere Wärmebeständigkeit,
Flammfestigkeit und mechanische Festigkeit und geringere lineare Schrumpfung bei
der Formung aufweisen als die herkömmlichen Zusammensetzungen aus synthetischen
Harzen allein oder in Mischung mit Holzmehl oder einem anorganischen Füllstoff.
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Es wird auch ein Verfahren geschaffen zur Herstellung dieser Zusammensetzungen,
umfassend eine Altpapierzerkleinerungsstufe, eine Stufe des Mischens des zerkleinerten
Altpapiers mit einem thermoplastischen Harz und/oder anderem Additiv bzw. anderen
Additiven, wobei dieses Altpapier getrocknet wird, eine Nisch-Schmelz-Stufe, eine
iisch-Knet-Stufe und eine Misch-Granulierungs-Stufe. Bei einer Ausführungsform der
Erfindung können Formungsabfallstücke aus den zusammengesetzten Materialzusammensetzungen
unter Verwendung von Altpapier mit Altpapier, einem thermoplastischen Harz und/oder
anderem Additiv bzw. anderen Additiven gemischt und analog behandelt und in eine
neue Zusammensetzung geformt werden.
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Allgemein betrifft die Erfindung eine zusammengesetzte Materialzusammensetzung
unter Verwendung von Altpapier, die erhalten wird, indem man zuerst Altpapier ohne
Vorbehandlung
zerkleinert und dieses dann mit einem thermoplastischen
Harz mischt und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Zusammensetzung.
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Bisher waren synthetische Harze, die mit einem anorganischen Füllstoff
oder Holzmehl versetzt oder nicht versetzt waren und Preßplatten unter Verwendung
von regeneriertem Altpapier als Auskleidungsmaterial für die inneren Teile von Automobilen
erhältlich.
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Im allgemeinen sind jedoch Formteile aus synthetischen Harzen für
die Verwendung als innere Teile von Automobilen aufgrund ihrer geringen Wärmebeständigkeit
und Flammwidrigkeit ungeeignet.
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Die mit Holzmehl versetzten synthetischen Harze wiesen Probleme hinsichtlich
der mechanischen Festigkeit, wie Zugfestigkeit, Biegemodul, der Elastizität, Biegefestigkeit
und Scklagzähigkeit auf.
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Bei synthetischen Harzen, die mit einem anorganischen Büllstoff, wie
Talk, Oalciumcarbonat etc., zur Verbesserung dieser nachteiligen Eigenschaften von
synthetischen Harzen allein oder mit Holzmehl versetzten synthetischen Harzen versetzt
worden sind ist, obgleich die Wärmebeständigkeit und Flammwidrigkeit sowie die mechanische
Festigkeit verbessert sind, die lineare Schrumpfung beim Formen derartiger Harze
(0,8 bis 1,5 %) nicht sehr verschieden von derjenigen der normalen synthetische~
Harze (1 bis 2 O/o), so daß die hieraus geformten Teile, insbesondere diejengen,
die eine Länge von 1000 mm überschreiten, wie beispielsweise die Armaturenplatten
für Automobile, eine erhöhte Dimensionstoleranz aufweisen,wobei die Abstimmung oder
kombinierte Verwendung von Formteilen erschwert wird.
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Ebenso sind die gepreßten Platten. bzw. Preßteile unter Verwendung
von regeneriertem Altpapier hinsichtlich des Wassergehalts
variabel,
da sie Feuchtigkeit aus der Luft abso.rbieren und erleiden somit gemäß der Anderung
des Wassergehalts eine Ausdehnung oder Schrumpfung, was zu unregelmäßigen Deformationen,
wie Verziehen oder Torsion, führt. Weiterhin weisen derartige Preßplatten im Vergleich
zu synthetischen Harzen eine gewisse Einschränkung bei Biege- oder Ziehvorgängen
auf und es ist nicht möglich, Formstücke mit einer komplizierten Konfiguration herzustellen.
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Im allgemeinen wurden derartige Preßplatten hergestellt, indem man
zuerst Altpapier in Wasser rührte bzw. zerstampfte, das zerstampfte Altpapier einem
Papierherste Ilungsverf ahren unterzog, das auf diese Weise verarbeitete Altpapier
trocknete und dann das getrocknete Altpapier einer Kompressionsverformung unterzog.
Gemäß dieser Methode mußten Vorrichtungen mit großen Abmessungen für die Durchführung
eines Aufschlagens, die Papierverarbeitung und die Trocknung hergestellt werden
und es sind natürlich hohe Ausstattungskosten hierfür erforderlich. Auch ist ein
großes Volumen Industriewasser für das Zerstampfen bzw. Rühren und die Papierverarbeitung
von Altpapier notwendig, was wiederum eine Antiverschmutzungsvorrichtung zur Behandlung
von diesen Verfahren entstammendem Abwasser erforderlich macht.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer zusammengesetzten Materialzusammensetzung
unter Verwendung von Altpapier, wie alten Zeitungen, Wellpappe, Karton, Schnitzeln
hieraus etc., die täglich in ungeheurem Volumen weggeworfen werden, um auf diese
Weise einen Beitrag zu liefern für die Einsparung von Faserbreiquellen sowie die
Einsparung von Erdölmaterialien durch Verminderung der Verwendung von sich von Erdöl
ableitenden Harzen für diesen Typ an Zusammensetzungen.
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Es ist Ziel, grundsätzlich eine zusammengesetzte Materialzusammensetzung
unter Verwendung von Altpapier zu schaffen, die für die Verwendung als Material
für Automobilteile geeignete Eigenschaften besitzt.
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Es ist auch Ziel der Erfindung, eine zusammengesetzte Materialzusammensetzung
unter Verwendung von Altpapier zu schaffen, die frei ist von Mangeln hinsichtlich
der Wärmebeständigkeit und Flammwidrigkeit synthetischer Harze, der mechanischen
Festigkeit von Holzmehl-gemischten synthetischen Harzen und linearen Schrumpfung
bei der Formung von synthetischen Harzen, denen anorganische Füllstoffe einverleibt
worden sind.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer zusammengesetzten
Materialzusammensetzung unter Verwendung von Altpapier, die keine Feuchtigkeit aus
der Bet absorbiert, wie Preßplatten unter Verwendung von regeneriertem Altpapier
und daher von Deformation, wie ein Verziehen oder eine Torsion nach der Formgebung,
freibleibt und auch dem gleichen Verformbarkeitsgrad, wie nolmale synthetische Harze,
besitzt.
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Um diese Ziele zu erreichen, wird die erfindungsgemäße zusammengesetzte
Naterialzusammensetzung durch Zusatz von ca.
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70 bis ca. 150 Gewichtsteiltneines thermoplastischen Harzes zu 100
Gewichtsteilen Altpapier gebildet Die Zusammensetzung kann in geeigneter Weise mit
synthetischem oder natürlichem Kautschuk, einem anorganischen Füllstoff oder Additiven
derart versetzt werden, daß eine Zusammensetzung entsteht, die für die Verwendung
als Formstücke geeignete Eigenschaften besitzt.
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Erfindungsgemäß ist es auch vorgesehen, ein Verfahren zur Herstellung
einer zusammengesetzten Mat eri alzus ammensetzung unter Verwendung von Altpapier
zu schaffen, bei dem die Stufen eines Zerstampfens bzw. Rührens, einer Papierverarbeitung
und Trocknung, die ein großes Volumen an Industriewasser erfordern, nicht notwendig
sind.
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Es ist auch Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellalng einer
zusammengesetzten Materialzusammensetzung unter Verwendung ;von Altpapier in kurzer
Zeit und mit hoher Wirksamkeit
zu schaffen, wobei man lediglich
wenige Vorrichtungen für die Zerkleinerung von Altpapier, das Mischen und die Granulierung
der Mischung verwendet.
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Um diese Zie-le zu erreichen, wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur
Herstellung einer zusammengesetzten Materialzusammensetzung unter Verwendung von
Altpapier geschaffen, das eine Altpapierzerkleinerungsstufe, eine Misch- und Drocknungsstufe,
bei der zerkleinertes Altpapier, ein thermoplastisches Harz und/oder andere Additive
unter Rühren bei hoher Geschwindigkeit in einem Mischer gemischt werden, während
das in dem Altpapier enthaltene Wasser durch die während des Mischens gebildete
Reibungswärme entfernt wird, um die Mischung zu trocknen, eine Schmelzstufe, in
der das Hochgeschwindigkeitsrühren in dem Mischer fortgesetzt wird, um Reibungswärme
zu entwickeln,durch die das thermoplastische Harz und die Adaitive geschmolzen werden,
eine Knetstufe, bei der das Eochgeschwindigkeitsrühren in dem Mischer fortgesetzt
wird, um das Altpapier in der Schmelzthase zu zerschlagen, derart, daß das Altpapier
mit der Schmelze imprägniert wira und eine Granulierungsstufe, während der die geknetete
Zusammensetzung granuliert wird, umfaßt. Diese Herstellungsmethode kann weiterhin
ein Vorerhitçen des Mischers, das die Durchführung des Verfahrens in einer küreren
Zeit mit höherer Wirksamkeit erlaubt, das Einführen einer Kernbildungsstufe zwischen
der Knet- und Granulierungsstufe und die Verwendung von Mitteln zur Kontrolle umfassen
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei der Herstellung einer neuen zusammengesetzten
Materialzusammensetzung aus einer gebrauchten angewendet werden, indem man die Schnitzel
von Formstücken aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung pulverisiert und das pulverisierte
Material zu der Mischung von Altpapier, thermoplastischem Harz und/oder Additiven
zugibt.
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Die erfindungsgemäße zusammengesetzte Materialzusammensetung
umfaßt
100 Gewichtsteile Altpapier und ca. 70 bis ca. 150 Gewichtsteile eines thermoplastischen
Harzes. Das vorliegend verwendete Altpapier ist z.B. Zeitungspapier, Wellpappe,
Karton und Schnitzel hieraus. Jede Papierart, die in großer Menge mit niedrigen
Eosten zugänglich ist, kann verwendet werden. Derartiges Altpapier kann ohne eine
Vorbehandlung, wie Waschen, Kneten oder Trocknen, verwendet werden. Daher kann Altpapier,
wenn es verwendet wird, einen Leim, Füllstoff, ein Pigment, eine Farbe und andere
ähnliche Substanzen enthalten. Es enthält auch Feuchtigkeit von gewöhnlich ca. 10
bis 15 %, wenn es sich in einem Gleichgewichtszustand befindet. Da Altpapier mit
einer großen Größe viel Zeit für das Mischen und Vermahlen mit dem thermoplastischen
Harz und anderen Additiven erfordert, wird das Altpapier gewöhnlich zu kleinen Stücken
mit einer Größe von weniger als 30 mm, vorzugsweise ca. 5 mm, zerkleinert und dann
mit dem Harz etc. gemischt und vermahlen.
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Das bei der Erfindung verwendete thermoplastische Harz kann von jedem
Tvo sein. wenn es in Form eines thermonlastisenen Polymeren vorliegt. Beispiele
für derartige thermoplastische Harze sind Polyäthylen, Polypropylen, Äthylen/Propylen-Oo
polymerisate, Polybuten, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polymethacrylsäureester
(insbesondere Methylester), Polyacrylsäureester und Polystyrol. Diese thermoplastischen
Har-
ze können einzeln verwendet werden oder sie können in Kombination verwendet werden,
um die Eigenschaften, die für den beabsichtigten Zweck der Formstucke geeignet sind,
zu verleihen. Auch kann das bei dem erfinaungsgemäßen Verfahren verwendete thermoplastische
Harz sowohl in Form von Pellets als auch in Pulverform vorliegen. Das Mischungsverhältnis
des thermoplastischen Harzes kann in geeigneter Weise innerhalb des Bereichs von
ca. 70 bis ca. 150 Gewichtsteilen äe 100 Gewichtsteile Altpapier ausgewählt werden.
tberschreitet die Menge des gemischten thermoplastischen Harzes ca. 150 Gewichtsteile,
so nähern sich die Eigenschaften der hieraus
gebildeten Zusammensetzung
denjenigen des thermoplastischen Harzes per se an, was zu einer geringen Wärmebeständigkeit
und Flammwidrigkeit führt. Andererseits wird, wenn die Menge des gemischten thermoplastischen
Harzes weniger als ca. 75 Gewichtsteile beträgt, die mechanische Festigkeit, insbesondere
die Schlagzähigkeit der erhaltenen Zusammensetzung in sehr hohem Ausmaß erniedrigt.
Aus diesem Grund beträgt das am meisten bevorzugte Mischungsverhältnis von thermoplastischem
Harz zu Altpapier 100 : 100 Gewichtsteile.
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Die erfindungsgemäße zusammengesetzte Materialzusammensetzung unter
Verwendung von Altpapier kann mit einem Additiv oder Additiven gemischt werden,
um die Eigenschaften zu verbessern, die für Formstücke erforderlich sind. Im allgemeinen
wird, wenn das Mischungsverhältnis von thermoplastischem Harz zu Altpapier vermindert
wird, die mechanische Festigkeit (Schlagzähigkeit)der Formstücke beeinträchtigt.
Um dieses Problem zu beheben, kann synthetischer oder natürlicher Kautschuk in einer
Menge von bis zu 20 Gewichtsteilen zusammen mit ca. 70 bis 150 Gewichtsteilen an
thermoplastischem Harz, bezogen auf 100 Gewichtsteile Altpapier, zugegeben werden.
Die Zugabe eines derartigen Kautschuks führt zu einer merklichen Verbesserung der
Schlagzähigkeit der Zusammensetzung. Der für diesen Zweck verwendete synthetische
Kautschuk kann in geeigneten Weise aus den thermoplastischen synthetischen Kautschuken
ausgewählt werden, wie Styrolkautschuk, Polybutadien-(Acrylnitrilkautschuk) kautschuk,
Butylkautschuk, Nitrilkautschuk, Athylen/Propylen-Kautschuk und. Athylen/Vinylacetat-Kautschuk.
Ein derartiger synthetischer oder natürlicher Kautschuk kann entweder in Form von
Pellets oder in Form eines Pulvers verwendet werden.
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Ein derartiger Kautschuk kann auch zuvor mit einem thermoplastischen
Harz vermischt und in Form einer Zusammensetzung verwendet werden.
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Um die Schlagzähigkeit der Zusammensetzung weiter zu verbessern, können
ein anorganischer Füllstoff in einer Menge von bis zu 25 Gewichtsteilen äe 100 Gewichtsteile
Altpapier,
ca. 50 bis 150 Gewichtsteile eines thermoplastischen
Harzes und bis zu 20 Gewichtsteile eines synthetischen oder natürlichen Kautschuks
eingemischt werden. Ein derartiger anorganischer Füllstoff kann Calciumcarbonat,
Talk, Calciumsulfat, Bariumsulfat oder dergleichen sein.
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Es ist auch möglich, Stearinsäure als Gleitmittel einzumischen, um
die Verträglichkeit des Altpapiers mit dem thermoplastischen Harz und/oder anderen
Additiven zu verbessern, um das Mischen und Kneten hiervon zu erleichtern und hierdurch
die Eigenschaften der Formstücke weiter zu verbessern.
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Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der zusammengesetzten
Materialzusammensetzung unter Verwendung von Altpapier, das vorstehend erörtert
wurde, beschrieben.
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Im folgenden bezieht sich die Bezeichnung "Materialien' auf Altpapier,
thermoplastisches Harz und/oder andere Additive.
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Die Bezeichnung 11thermoplastische Substansen" bezieht sich auf thermoplastische
Harze und andere thermoplastische Materialien im allgemeinen, wie synthetischer
Kautschuk unter den Additiven.
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Zuerst wird Altpapier in kleine Stücke mit einer Große von weniger
als 30 mm in der Altpapierzerkleinerungsstufe zerkleinert, um ein wirksames Mischen
und Kneten des Altpapiersy des thermopiastischen Harzes und/oder anderen Additivs
bzw. der anderen Additive zu ermöglichen. Eine derartige Zerileinerung des Altpapiers
kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden. Beispielsweise wird Altpapier zunächst
longitudinal und kreuzweise mit Hilfe einer Schneidvorrichtung zerschnitten und
dann das so zerschnittene Papier mit einer Mühle zerkleinert. Diese Methode ist
günstig, da sie die Erzielung von zerkleinerten Stücken mit hoher Wirksamkeit ermöglicht.
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Danach werden die zerkleinerten Altpapierstücke mit einem thermoplastischen
Harz undZoder anderem Additiv bzw. anderen
Additiven in einem Mischer
vermischt. In diesem Fall können das thermoplastische Harz,der synthetische oder
natürliche Kautschuk und ein anorganischer Füllstoff in den Mischer unabhängig in
Form von Pellets oder Pulvern zugeführt werden oder all diese Materialien können
zuvor compoundiert und dann in den Mischer eingebracht werden. Wenn die Materialien
so in den Mischer eingebracht worden sind, werden sie in diesem mit hoher Geschwindigkeit
bewegt, wodurch die Materialien gut vermischt werden und gleichzeitig der Wassergehalt
des Altpapiers auf ca. 0,3 bis 1,0 % aufgrund der Reibungswärme reduziert wird,
die während des Mischens gebildet wird, wodurch eine Trocknung des Altpapiers bewirkt
wird.
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Wenn die Bewegung der Materialien in dem Mischer mit hoher Geschwindigkeit
fortgesetzt wird, so erhöht sich die Temperatur in dem Mischer durch aie Reibungswärme
des Mischens auf die Schmelztemperatur der thermoplastischen Substanz, woraufhin
die thermoplastischen Substanzen zu schmelzen beginnen. Das Erhitzen der Materialien
in dem Mischer wird durch die Reibungswärme bewirkt, bis die Temperatur des Schmelzbeginns
erreicht wird. Da jedoch das Erhitzen durch die Reibungswärme allein viel Zeit für
die Temperaturerhöhung von Raumtemperatur bis zur Temperatur des Schmelzbeginns
erfordert, ist es empfehlenswert, den Mischer unter Verwendung eines Heizmediums
auf eine für die Trocknung von Altpapier geeignete Temperatur vorzuerhltzen und
dann die weitere Trocknung des Altpapiers und das Schmelzen der thermoplastischen
Substanzen durch die Reibungswärme der Naterialien zu bewirken. Dies kann erheblich
die Produktionsdauer verkürzen.
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Setzt man das Rühren der Materialien in dem Mischer mit hoher Geschwindigkeit
fort, so beginnt das Altpapier in den geschmolzenen thermoplastischen Substanzen
aufgeschlagen zu werden,um ein Kneten des Altpapiers, des thermoplastischen Harzes
und der anderen Additive su bewirken. Dieses Kneten sollte nicht längere Zeit fortgesetzt
werden, da anderenfalls die Material-.
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temperatur in dem Mischer sich derart erhöht, daß eine thermische
Zersetzung von Altpapier etc. in den Materialien verursacht wird. Auch beschleunigt
eine zu lange Dauer des Aufsd nsunS Knetens in erheblichem Ausmaß das Zerstoßen
des Altpapiers, was zu einer verminderten meckenischen Festigkeit der Formstücke
aus der Zusammensetzung führt.
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Danach wird die geknetete Materialmasse unter Verwendung einer bekannten
Granuliervorrichtung granuliert, um eine zusammengesetzte Materialzusammensetzung
zu bilden. Die Formung dieser Zusammensetzung unter Bildung einer einsatzfähigen
Form kann unter Verwendung bekannter Mittel für die Formung bewirkt werden. Beispielsweise
kann diese Zusammensetzung mit Hilfe einer Spritzgußformmaschine mit Belüftung in
der gleichen Weise wie beim Formen eines gewöhnlichen thermoplast-ischan Harzes
geformt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Rühren
in dem Mischer während einer kurzer Zeitdauer nach Beendigung des Knetens des Materials
auf elne mittlere Geschwindigkeit verlangsamt und danach das Rühren der Materialien
fortgesetzt, um eine wirksame Kernbildung bei. der Anfangsstufe der Granulierung
zu bewirken. Dies kann die für die nächste Granulierungsstufe erforderliche Zeitdauer
vermindern.
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Man braucht keinen Materialabfall hinzunehmen, wenn die Formabfallstücke
der Zusammensetzung erneut in Pulver zerkleinert und in die frische Beschickung
der Materialien eingemischt werden.
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Im folgenden wird die erfindungsgemäße zusammengesetzte Materialzusammensetzung
unter Verwendung von Altpapier und das Verfahren zur Herstellung einer derartigen
Zusammensetzung eingehender anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben.
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Zunächst wird ein bevorzugtes Beispiel für die Herstellungsmethode
der
Zusammensetzung gemäß der Erfindung beschrieben.
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Zunächst werden alte Zeitungen (Altpapier) in quadratische Stücke
mit einer Größe von 7 cm x 7 cm zerschnitten und die zerschnittenen Zeitungsstücke
weiter in kleine Stücke mit Hilfe einer Turbomühle zerkleinert. Lediglich dieåenigen
der fein zerschnittenen Zeitungspapierstücke, die durch ein Sieb mit einer Maschenweite
von 5 mm x 5 mm hindurchgelangen, werden als Altpapiermaterial fiir das Verfahren
verwendet.
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In diesem Beispiel verwendet man 42,5 kg der so erhaltenen zerschnittenen
Zeitungspapierstücke, 34 kg Xthylenpropylen-Copolymerisatharz als thermoplastisches
Harz, 4,25 kg Polyäthylenharz hoher Dichte, 4,25 kg Äthylenpropylenkautschuk und
0,04 kg 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol (BHT) als Antioxidans (diese Materialien
werden nachfolgend als Mischung bezeichnet). Diese Mischung wird in einen Mischer
eingebracht, der zuvor mit Hilfe eines Reizmediums auf 75 bis 80°C erhitzt worden
ist und dann hierin mit einer Geschwindigkeit von 1060 U/Min. kontinuierlich ca.
25 Minuten gerührt. Das Innere des Mischers wird so zu Beginn bei dieser Vorerhitzungstemperatur
von 75 bis 80°C gehalten, jedoch fällt, wenn die Mischung mit niedrigerer Temperatur
als diese Vorerhitzungstemperatur in den Mischer eingebracht wird, die Temperatur
vorübergehend ab. Da j jedoch die Mischung mit hoher Geschwindigkeit in dem Mischer
gerührt wird, beginnt die Temperatur in dem Mischer sich 5 Minuten nach Beginn des
Rührens aufgrund der Reibungswärme zu erhöhen, die durch das Mischen der Nischungsmaterialien
gebildet wird. Ein derartiger Temperaturanstieg erfolgt langsam, bis die Feuchtigkeit
in dem Altpapier in der Mischung abgetrieben ist, um ein ausreichendes Trocknen
derselben zu bewirken. Ist das Trocknen des Altpapiers in der Mischung im wesentlichen
beendet, findet ein stärkerer Anstieg der Temperatur im Inneren der Mischung aufgrund
der Reibungswärme statt und erreicht die Temperatur in dem Mischer 162°C, beO-.nnen
die thermoplastischen Substanzen in der Mischung zu schmelzen. Es waren 20 Minuten
nach
Beginn des Rührens erforderlich, bis das Schmelzen einsetzte.
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Das Schmelzen der thermoplastischen Substanzen verursacht einen starken
Anstieg der Viskosität der Mischung derart, daß sukzessive durch fortgesetztes Rühren
Reibungswärme erzeugt wird, um das vollständige Schmelzen der thermoplastischen
Substanzen zu bewirken. Wenn die thermoplastischen Substanzen auf diese Weise geschmolzen
sind, wird das Altpapier in der Schmelzphase zerschlagen. In diesem Stadium werden
zerschlagenes Altpapier und geschmolzene thermoplastische Substanzen (die Fäden
ziehen) geknetet, während das Zerscllagen des Altpapiers weiter beschleunigt wird
und eine Imprägnierung des zerschlagenen Altpapiers mit den thermoplastischen Substanzen
herbeigeführt wird. Wird während einer langen Zeit das Rühren fortgesetzt, so erhöht
sich die Temperatur in dem Mischer außerordentlich, um eine ungünstige Situation,
wie eine Carbonatisierung bzw. Carbonisierung der Altpapierkomponente in der Mischung,
herbeizuführen, weshalb die Knetstufe in die nächste Nukleierungsstufe bzw. Kernbildungsstufe
ubergeführt wurde, nachdem ca. 25 Minuten rach Beginn des Rührens in dem Mischer
verstrichen waren. nach dem vorste-Ilend beschriebenen Verfahren beträgt der Laststrom
des Mischermotors ca. 200 A in dem Stadium, bei dem das Mischen und Trocknen der
Mischung beendet ist, Jedoch beginnt sich dieser Laststrom mit Beginn des Schmelzens
der thermoplastischen Substanzen in der Mischung zu erhöhen und die Viskosität der
Mischung erhöht sich mit fortschreitendem Schmelzen, was eine weitere Zunahme des
Laststroms des Mischermotors hervorruft. Hat der Laststrom des Mischermotors ca.
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250 A erreicht, wird die Kontrolle des Fortschreitens zur nächsten
Nukleierungsstufe durchgeführt. Die Mischungstemperatur zum Zeitpunkt des Fortschreitens
zur- Nukleierungsstufe betrug 180 bis 19OQC. Bei der nächsten Nukleierungsstufe
wird weitere 6-bis 7 Minuten geruhrt, wobei man die Rührgeschwindigkeit auf 530
U/Min. herabsetzt. Dies hat die Bildung von Einschlüssen kleiner Teilchen der gekneteten
Mischung (erste Granulierungsphase) verursacht. Die Mischnugstemperatur
bei
Beendigung dieser Nukleierungsstufe betrug 22500. Nach Beendigung dieser Nukleierungsstufe
wurde die Mischung in.einen anderen Mischer übergeführt, der auf ca.
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20°C mit Wasser gekühlt worden war und weiterhin einem zusätzlichen
Rühren von 15 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 100 U/Min. unterzogen, wodurch
die Mischung in Teilchen mit einem Durchmesser von ca. 2 bis 3 mm übergeführt wurde,
deren Temperatur auf 70°C erniedrigt war. Die auf diese Weise granulierte Mischung
kann unter Verwendung einer Spritzgußformungsmaschine mit Belüftung in der gleichen
Weise wie beim Formen eines gewöhnlichen synthetischen Harzes in eine gewünschte
Form übergeführt werden.
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Die aus den vorstehend beschriebenen erSindungsgemäßen zusammengesetzten
Materialzusammensetzungen erhaltenen Formstücke besaßen die in der folgenden Tabelle
angegebenen Eigenschaften. In Beispiel 1 wurde eine zusammengesetzte Materialzusammensetzung
nach der vorstehend beschriebenen Methode hergestellt, wobei man 42,5 kg Altpapier,
34 kg eines Äthylenpropylencopolymerisatharzes, 4,25 kg Polyäthylenharz hoher Dichte,
4,25 kg Äthylenpropylenkautschuk und 0,04 kg BRT einsetzte und man bildete aus dieser
Zusammensetzung ein Formstück. In Beispiel 2 wurde eine ähnliche Zusammensetzung
in analoger Weise hergestellt, wobei man 25,5 kg Altpapier, 40,8 kg Xthylenpolypropylencopolymerisatharz,
5,1 kg Polyäthylen hoher Dichte, 5,1 kg Äthylenpropylenkautschuk, 8,5 kg Calciumcarbonat,
0,2 kg Stearinsäure und 0,05 kg BRT verwendete. Im Vergleichsbeispiel 1 wurde ein
Formstück aus einer Mischung gebildet, bestehend aus 80 kg Athylenpropylencopolymerisatharz,
10 O kg Polyäthylenharz hoher Dichte, 10 kg Äthylenpropylenkautschuk und 0,1 kg
BROT. Die Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 1 ist die gleiche wie diejenige
von Beispiel 1, wobei jedoch kein Altpapier verwendet wurde. Im Vergleichsbeispiel
2 wurde eine Zusammensetzung hergestellt unter Verwendung von 3 Gewichtsteilen eines
thermoplastischen Harzes und 2 Gewichtsteilen
Talk. Somit zeigt
es die Eigenschaften einer Zusammensetzung, in die ein anorganischer Füllstoff einige
bracht wurde.
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Im Vergleichsbeispiel 3 wurde eine Zusammensetzung gemäß Beispiel
1 ohne Verwendung von Altpapier hergestellt, wobei man jedoch anstattdessen auf
eine Größe von weniger als 0,59 mm (30 mesh) zerkleinertes Holzmehl verwendete.
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Die Brenngeschwindigkeit in der Tabelle wurde gemäß den U.S. Federal
Motor Vehicle Safety Standards gemessen
Tabelle Tests (Einheit)
Testbe- Test- Beispiel 1 Beispiel 2 Vergleichs- Vergleichs- Vergleichsdingungen
methode beispiel 1 beispiel 2 beispiel 3 ASTM Spez. Dichte D-792 1.13 1,10 0,905
1,22 1,10 lineare Schrumpfung des Form- 0,28 0,35 1,0-2,0 0,8-1,2 0,8 stücks (%)
Zugfestigkeit D-638 300 270 240 350 175 (kg/cm²) Dehnung (%) D-638 4 6 340 10 4
Elastizitätsbiegemodul D-790 3,3 2,7 0,9 4,5 2,5 (104 x kg/cm²) Biegefestigkeit
(kg/cm²) D-790 420 400 240 450 282 Härte (R Skala) D-785 83 77 70 105 80 Schlagzähigkeit
23°C (ge- D-256 3,4 4,0 30 2,0 3,0 (kg-cm/cm²) kerbt) Schmelzpunkt (°C) 163 163
162 174 163 thermische Defor- 4,6 kg/cm² D-648 135 130 90 140 132 mationstemp. (°C)
Brenngeschwindig- FMVSS 33 41 60 54 45 keit (mm/Min.) 302 (frühe Phase)