SE507749C2 - Förfarande för återanvändning av vulkaniserat gummi - Google Patents

Description

15 20 25 30 507 749 2 vägbyggen eller som underlag för motionsspår, travbanor mm. Inblandning i kompost har också föreslagits. Problem med urlakning av metaller och polyaromatiska kolväten som kan tas upp i biosystemet är dock förknippade med dessa tillämpningar.

Med stöd av föregående ñnns alltså ett behov av nya, funktionella och förmånliga material med högt innehåll av återvunnet vulkaniserat gummi.

Teknikens ståndpunkt Enligt US 5 157 082 (EP 649 871) kan man framställa en termoplastisk samman- sättning som innefattar partiklar av vulkaniserat gummi och ett polyoleñnharts med en tillsats av en funktionaliserad oleñnpolymer. Polyolefinhartset är t ex polyeten, polypro- pen, polybutadien, polybutylen, polyisopren eller blandningar därav, lämpligen polyeten.

Den funktionaliserade oleñnpolymeren är en sampolymer av åtminstone en oleñn, innefattande hydrerad butadien eller isopren eller en eller flera etyleniskt omättade organiska monomerer. För att i praktiken åstadkomma användbara produkter med denna sammansättning, måste blandningen bearbetas under liögt tryck. I beskrivningen nämns bearbetningssteg såsom extrudering och formpressning (compression moulding). Dessa är förknippade med höga kostnader för maskinell utrustning och verktyg p g a de höga tryck som fordras. Följaktligen fordras stora serier för att tillverkningen skall bli lönsam. Även framställningen av elastiska, isolerande material innefattande ett stort antal separata hålrum medelst användningen av formfasta eller expanderbara mikrosfårer är känd, t ex genom WO 87/06245 och WO 96/11226. Förfarandet enligt WO 87/06245 förutsätter vidare att blandningen utsätts för ett avsevärt yttre tryck medelst formpressning eller liknande förfarande. De i blandningen ingående mikrosfarema skall därför ha tillräcklig styrka (sufñcient high crush strength). WO 96/11226 avser ett termoplastiskt material uppblandat med expanderbara mikrosfarer. Det skummade materialet kan sedan, efter extruderingen, återuppvärmas och formas, tex för att utgöra ett ortopediskt immobi- liserlngselement eller likande. Andra framställningsmetoder som anges är formpressning och formsprutning.

EP 692 516 beskriver ett sådant förfarande och material som möjliggör in- blandning av spill och återanvänt material från framställningen av detsamma. Möjligheten att innefatta återvunnet vulkaniserat gummi i dylika blandningar behandlas inte. Tvärtom är en sådan åtgärd främmande för fackmannen, eftersom det är känt att vulkaniserat gummi har dåliga adhesionsegenskaper samt att inblandningen av gummi negativt påverkar smältegenskapema hos termoplaster. Det har dessutom visat sig att termoplaster som 10 15 20 25 30 507 749 3 blandats med gummi inte kan smältas samman med fullgott resultat.

Sammanfattning av uppfinningen Det har nu överraskande visat sig, att det är möjligt att, utan något tillverknings- steg som innefattar högt tryck, såsom formpressning eller extrudering, framställa en isolerande materialkomposition med återvunnet vulkaniserat gummi som huvudkomponent.

Materialkompositionen har en sammansättning enligt bifogade patentkrav 1 - 5 och fram- ställes medelst förfarandet enligt bifogade patentkrav 6 - 9. Föreliggande uppfinning avser även alster framställda med användning av förfarandet.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen beskrives närmare med hänvisning till bifogade schematiska ritningar, där Fig I visar ett formverktyg, till hälften fyllt med pulverblandningen enligt uppfinningen, Fig. 2 visar samma formverktyg efter uppvärmning då den bildade .materialkom- positionen uppfyller hela hålrummet, Fig. 3 visar ett exempel på inplacering av ett armeringselement och Fig. 4 visar ett exempel pá inplacering av ett ingjutningselement.

Beskrivning av uppfinningen Materialkompositionen enligt föreliggande uppfinning innefattar, förutom àtervunnet gummi i partikelform, även en termoplast, expanderbara mikrosfärer samt konventionella tillsatsmedel, såsom t ex pigment. Enligt en föredragen utföringsform innefattar materialkompositionen dock uteslutande partiklar av återvunnet gummi, en termoplast och expanderbara mikrosfärer. Enligt ytterligare en utföringsform innefattar materialkompositionen endast partiklar av ätervunnet gummi och expanderbara mikros- färer.

Partiklama av ätervunnet gummi (i det följande “gummipartiklar“) kan framställas på valfritt, konventionellt sätt, t ex genom rivning, malning eller kryogenisk sönderdelning av kasserade gummiprodukter. Gamla däck är endast en av många möjliga källor, även andra gummiprodukter, produktionsspill eller liknande kan komma till användning. Med "gummi" menas i detta sammanhang varje vulkaniserad elastomerblandning av naturligt eller syntetiskt ursprung. Gummipartiklama har enligt uppfinningen en genomsnittlig storlek mindre än ca 10 mm. lämpligen tillförs de som ett pulver med en genomsnittlig partikelstorlek i intervallet mindre än ca 0,2 eller mindre än ca 0,4 mm. Gummipartiklar- 10 15 20 25 30 507 749 4 na kan även tillföras som ett granulat med partikelstorleken från ca 1 till ca 4 mm eller som krats med partikelstorleken från ca 1 till ca 10 mm och med kvarvarande bitar av väv- eller stålkord.

Lämpligen har materialkompositionen följande sammansättning (i viktprocent): 40 - 95 % gummipartiklar, 10-30 % av en termoplast och 5-30 % expanderbara mikrosfårer.

Mest lämpligen är mängden gummipartiklar i intervallet 40 - 60 viktprocent, mängden termoplast ca. 15-30 viktprocent och mängden mikrosfärer ca 5-20 viktprocent.

Termoplasten enligt uppfinningen väljes bland kommersiellt tillgängliga syntetiska termoplastiska polymerer, t ex PE, PP, EVA eller EPM. Lämpligen används polypropen.

Termoplasten tillsätts i form av ett pulver eller granulat.

Mikrosfaremc. enligt uppfinningen väljes bland kommersiellt tillgängliga ex- panderbara mikrosfårer, t ex mikrosfärer som tillhandahålles under varumärket EXPAN- SBL' (Akzo Nobel AB). Med expanderbar mikrosfar avses i detta sammanhang en ihålig gasfylld sfär av ett terrnoplastiskt material. Dessa framställes t ex genom att en kondense- rad droppe drivgas, t ex isobutan, omges med ett gastätt skal av t ex en sampolymer av vinylidenklorid och acrylnitril. Vid expansion kan sfarens volym öka mer än 60 gånger och diametern öka från ca 1 - 5 um till ca 10 - 200 pm. Expanderade mikrosfarer är därmed extremt lätta och har en densitet ner till ca 0,03 g/cni3. De expanderade mikro- sfärema uppvisar en elastisk förmåga och återtar sin ursprungliga volym när påförd belastning tas bort.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning beskrivs nu mer ingående med hän- visning till ñg. 1 - 4. I det föregående definierade beståndsdelar, eventuellt med mindre tillsatser av pigment, blandas väl. Den bildade pulverblandningen är lätthanterlig, klumpar sig inte och kan lagras vid rumstemperatur. Pulverblandningen 3 doseras sedan i formar bestående av två eller flera formdelar (i fig. 1-4 avbildas för enkelhetens skull endast två formdelar, 1 och 2) som avgränsar hålrum som överensstämmer med formen och dimen- sionerna för produkten som skall framställas, lämpligen så att formhåligheten fylls till ungefär halva sin volym. Formdelarna 1 och 2 kan vara invändigt belagda med ett permanent antifriktionslager 4, t ex ett skikt av silikon.

När formhåligheten tillslutits med formdel 1 uppvärmes formen tills dess att pulverblandningen 3 erhållit en temperatur vid vilken mikrosfärema börjar expandera.

Denna temperatur är vanligen i intervallet ca 100 till ca 150 °C. Efter det att blandningen expanderat och helt fyllt formháligheten fortsättes värmetillförseln tills ett visst övertryck 10 15 20 507 749 5 uppstått i formen. Detta tryck är lämpligen ett tryck i storleksordningen 0,5 bar. Den angivna temperaturen upprätthålles lämpligen några minuter, i storleksordningen ca 5 till ca 30 minuter. Den i blandningen ingående termoplasten integreras då med gummiparti- klarna tack vare det övertryck som bildats i formen. Efter nedkylning kan den bildade formkroppen 6 tryckas ut ur formen med utstötaren 5.

Vid behov kan förstärkande element eller armering 7 placeras i formen. Sådana element eller armering kan utgöras av valfritt material som t ex metall, glasñber, trä, organiska eller oorganiska fibrer av syntetiskt eller naturligt ursprung. Vid behov kan även ingjutningselement 8 placeras i formen. Exempel på ingjutningselement är t ex rör för elkablar, urtagningar eller håligheter.

Framställningen kan alltså utföras vid tryck i storleksordningen 0,5 bar och ställer därmed inga speciella fordringar på formar eller annan utrustning. Forrnverktygen kan t ex vara gjorda av lera, cement, gips, trä eller lättmetall. Genom att belägga formdelamas insidor med ett silikonskikt erhålles enkelt ett formverktyg som kan an- vändas utan att något släppmedel behöver ingå i materialkompositionen. Användningen av en invändig silikonbeläggning möjliggörs av att materialkompositionen bringas att expandera vid en förhållandevis låg temperatur.

Exempel på produkter som lämpar sig för framställning enligt föreliggande förfarande och vilka lämpligen kan utgöras av materialkompositionen enligt uppfinningen är t ex byggnadselement såsom mattunderlag, isoleringsmattor mot kyla, fukt eller buller eller fyllnadselement för sandwich-konstruktioner. Andra produktexempel är kompost- eller avfallsbehållare, transportpallar, flytblock och stötdämpare för olika ändamål.

Materialkompositionen enligt uppfinningen kan även med fördel användas som mark- fyllning och vägisolering.

Claims (10)

10 15 20 25 30 507 749 6 Patentkrav

1. Sammansättning för framställning av en materialkomposition innefattande partiklar av återvunnet vulkaniserat gummi, k ä n n e t e c k n a d av att samman- sättningen innefattar expanderbara mikrosfärer.

2. Sammansättning enligt krav 1, k â n n e t e c k n a d av att sammansätt- ningen innefattar 40 - 95 viktprocent àtervunnet vulkaniserat gummi.

3. Sammansättning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att sammansätt- ningen innefattar 5 - 30 viktprocent expanderbara mikrosfärer.

4. Sammansättning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att sammansätt- ningen innefattar 10 - 30 viktprocent av en termoplastisk polymer.

5. Sammansättning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att den termoplastis- ka polymeren är polypropen.

6. Förfarande för framställning av en materialkomposition innefattande åter- vunnet vulkaniserat gummi i partikelform, och expanderbara mikrosfärer, kännetecknat avatt - en pulverformig blandning (3) beredes av återvunnet gummi i partikelform och expanderbara mikrosfärer, - den pulverformiga blandningen doseras i en formdel (2) som tillsammans med en eller flera formdelar (l) avgränsa: formen och dimensionerna för produkten som skall framställas, - formdelama (l, 2) sammanförs och blandningen uppvärmes till en temperatur där mikrosfárerna bringas att expandera, - nämnda temperatur upprätthälles under 5 till 30 minuter, varefter - formdelama (1, 2) separeras och den bildade formkroppen (6) avlägsnas ur formen.

7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att blandningen innefattar en termoplast i pulverform.

8. Förfarande enligt något av krav 6 - 7, k ä n n e t e c k n a t av att formen uppvärmes sä, att den pulverformiga blandningen när en temperatur av 100 till 150 °C.

9. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av att armeringselement och/eller ingjutningselement placeras i formen innan uppvärmning av densamma.

10. l0. Alster framställda enligt förfarandet enligt nagot av krav 6 - 9.