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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Teilen, die aus einer Mischung hergestellt sind, welche als Komponente eine Kunststoff-Komponente mit mindestens einem thermoplastischen Kunststoff guter Fluidität und eine Füllstoff-Komponente mit mindestens einem Füllstoff mineralischer und/oder organischer Art enthält, wobei der oder die Füllstoffe mindestens den gleichen Gewichtsanteil am Gesamtgewicht der Mischung ausmachen wie der oder die Kunststoffe.
Abfallprodukte aller Art fallen in immer grösser werdendem Ausmass an. Dies gilt insbesondere für Kunststoffabfälle wie beispielsweise Wegwerfflaschen, Kunststoffbeutel, Verpackungsfolien. Versuche, diese Kunststoffabfälle in grossem Masse wieder verwenden zu können, sind bisher unter anderem daran gescheitert, dass die Trennung sehr unterschiedlicher Kunststoffabfälle grosse Schwierigkeiten macht und das Wiederaufschmelzen der Kunststoffabfälle in der Regel zu einem Abbau der Moleküle und zu einer starken Verschlechterung der Eigenschaften der Kunststoffe führt. Bei Abfällen aus wärmeaushärtenden Kunststoffen ist ein Wiederaufschmelzen ohnehin nicht durchführ-
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beispielsweise Farbstoffe, in einem geringen Anteil beigemengt, um Färbungen oder einen besonderen Glanz zu erreichen.
Dabei handelt es sich jedoch um Beimengungen von Füllstoffen in geringer Menge zu frisch hergestellten Kunststoffen, so dass auf diese Weise Kunststoffabfälle nicht wieder verarbeitet werden können. Der Füllstoffanteil, der zugemengt werden kann, ist bei diesen bekannten Kunststoffen sehr gering.
In der AT-PS Nr. 346608 ist eine Mischung der eingangs angegebenen Art beschrieben, welche kostengünstig und für viele Einsatzgebiete geeignet ist und grossenteils aus Abfallprodukten bestehen kann. In dieser Mischung können grosse Mengen von Abfall-Kunststoffen auf wirtschaftliche Weise wiederverwendet und durch entsprechende Verarbeitung der Mischung zu Teilen geformt werden, die in den verschiedensten Gebieten eingesetzt werden können. Die Mischung gemäss der AT-PS Nr. 346608 besteht nicht vorwiegend aus einem Kunststoff, in dem eine geringe Menge des Füllstoffs eingelagert ist, sondern aus zwei Komponenten, von denen die eine aus einem oder mehreren thermoplastischen Kunststoffen besteht und die andere aus einem oder mehreren Füllstoffen, wobei die Füllstoffkomponente mindestens den gleichen Gewichtsanteil hat wie die Komponente aus thermoplastischem Kunststoff.
Die Füllstoffe können sowohl mineralischer Art als auch organischer Art sein, wobei als organische Füllstoffe sowohl solche pflanzlicher Provenienz als auch organische Kunststoffe, beispielsweise zerkleinerte Duroplastmaterialien, Verwendung finden können. Diese Füllstoffe können Abfallmaterialien sein, die zu sehr geringen Kosten erhältlich sind und ansonsten keiner sinnvollen Verwendung zugeführt werden können.
Durch die Verwendung von Abfallstoffen als Füllstoff ergibt sich die Möglichkeit, unbrauchbare und unästhetische Abfälle, sowie weggeworfene Kunststoffabfälle wiederzuverwenden, wobei einerseits ein Beitrag zur Umweltverbesserung geleistet wird und anderseits in dieser Mischung ein sehr kostengünstiges Konstruktionsmaterial erhalten wird, das sich mit den üblichen Bearbeitungsmethoden wie Pressen, Extrudieren, spanabhebende Bearbeitung bearbeiten und auf vielen Gebieten einsetzen lässt.
Die Mischung gemäss der AT-PS Nr. 346608 ist dadurch besonders vorteilhaft ausgebildet, dass die Teilchen des Füllstoffs oder der Füllstoffe eine Umhüllung aus einem Umhüllungsmaterial aufweisen. Durch die Umhüllung der Teilchen der Füllstoffkomponente mit einem Umhüllungsmaterial vor der Vermischung mit den Teilen der Kunststoffkomponente werden die Teilchen der Füllstoffkomponente nach Massgabe des verwendeten Umhüllungsmaterials in bestimmter Hinsicht so aufbereitet, dass die gesamte Mischung besser verarbeitbar ist und bessere Eigenschaften aufweist. Wenn beispielsweise als Überzugsmittel Wachse aus einem Polyäthylen niederen Molekulargewichts oder Kunstharze oder Hochpolymeren verwendet werden, wird eine Erhöhung der Dichte der Füllstoffteilchen erreicht, weil die Überzugsmittel teilweise in die Poren der Füllstoffteilchen eindringen.
Ausserdem wird die Affinität der Füllstoffteilchen zu der Kunststoffkomponente stark erhöht, so dass die Füllstoffteilchen sich dann besonders gut mit der Kunststoffkomponente verbinden. Auf diese Weise wird die Kohäsion aller Bestandteile der Mischung stark verbessert und es ergeben sich Materialeigenschaften, wie mechanische Beanspruchbarkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse, Feuchtigkeitsaufnahme von besonderer Güte. Wenn als Umhüllungsmaterial beispielsweise eine Umhüllung
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aus Silikatmaterial Verwendung findet, hat dies den Vorzug, dass die einzelnen umhüllten Füllstoff teilchen in der weiteren Verarbeitung sehr viel leichter zu handhaben sind, da sie dann sehr trocken sind und mit einem harten widerstandsfähigen Überzug versehen sind.
Die überzogenen Kunststoffteilchen weisen ein sehr viel niedrigeres Schüttvolumen auf als im nichtüberzogenen Zustand und sind gegen Feuchtigkeitseinflüsse geschützt. Die mit Silikat überzogenen Füllstoffe stellen, wie sie mit der Kunststoffkomponente vermischt sind, ein quasi-homogenes Material dar, das bei Raumtemperatur eine feste Masse ist, deren Charakter und Eigenschaften einerseits durch die Kunststoffkomponente, anderseits auch durch die Füllstoffkomponente bestimmt werden können. Durch die Umhüllung der Füllstoffteilchen der Mischung hat man es daher durch die Wahl des Umhüllungsmaterials in der Hand, die Eigenschaften der Mischung weitgehend zu bestimmen und auf die jeweiligen Erfordernisse abzustellen.
Eine derartige Mischung kann so ausgebildet sein, dass als Thermoplast guter Fluidität Poly- äthylen niederer Dichte (hoher Fluidität) enthalten ist. Als weitere Thermoplaste guter Fluidität können beispielsweise Polyamide oder Polystyrole enthalten sein.
Die Zusammensetzung der Thermoplastkomponenten der Mischung ist insbesondere auch dann besonders günstig, wenn eine Anzahl unterschiedlicher thermoplastischer Kunststoffe, insbesondere Abfallkunststoffe, in der Komponente verwendet werden soll. Unterschiedliche Kunststoffe haben sehr unterschiedliche Erweichungstemperaturbereiche. Zur Vermengung der Kunststoffe ist es erforderlich, sie in den plastischen oder flüssigen Zustand überzuführen und so zu vermischen und unter Druck zu verbinden. Wenn dabei alle eingebrachten Kunststoffe erweicht werden sollen, muss die Erwärmung bis zum Erweichungsbereich der höchstschmelzenden Kunststoffanteile getrieben werden. Dies kann jedoch zu einer teilweisen Zerstörung der niedriger schmelzenden Kunststoffanteile führen.
Bei der vorstehend angegebenen Zusammensetzung der Thermoplastkomponente bewirken jedoch das Polyäthylen niedriger Viskosität und gegebenenfalls ein weiterer Thermoplast guter Fluidität, beispielsweise Polyamid, die bei einer Erwärmung praktisch flüssig werden, dass die bei der Verflüssigung dieser Thermoplastanteile noch nicht verflüssigten Anteile von den verflüssigten Thermoplasten mit einem Mantel umschlossen werden. Auf diese Weise können auch höher schmelzende Kunststoffanteile, beispielsweise Kunststoffabfälle anderer Zusammensetzung, eingebunden und zu einer quasi-homogenen Mischung mit den übrigen verflüssigten Kunststoffanteilen vermengt werden.
Dabei kann je nach den gewünschten chemischen oder physikalischen Eigenschaften der Anteil an beliebigen andern Kunststoffen und das Anteilsverhältnis an Polyäthylen und weiteren Thermoplasten guter Fluidität variiert werden. Die Thermoplastkomponente der Mischung kann jedoch auch ausschliesslich aus Polyäthylen bestehen.
Bei einer vorstehend diskutierten Mischung ist es günstig, wenn der Füllstoff aus mindestens einem der folgenden Materialien besteht : Holzspäne, Holzmehl, Asbeststaub, Asbestfasern, Torf, Schwefel, Kieselerde (der Begriff "Kieselerde" umfasst sowohl technische Kieselerde als auch SiO : und Kieselsäure), Sand, Graphit, Metallspäne, Asche von Müllverbrennungsanlagen, Abfälle aus wärmeaushärtenden Kunststoffen. Bei dieser Ausbildung der Mischung besteht die Kunststoffkomponente aus Materialien, die in grossem Umfang als Abfallmaterialien bei Fertigungsprozessen anfallen oder als relativ preisgünstige Naturprodukte erhältlich sind. Je nach der Art des verwendeten Füllstoffs erhält die Mischung einen durch den jeweiligen Füllstoff beeinflussten Charakter.
Besonders günstige Eigenschaften ergeben sich bei der Verwendung von Holzabfällen.
Die Mischung kann mit Vorteil auch Einlagerungen aus Harz, Harzholzspänen oder Glasfasern oder Stücken aus thermoplastischen Profilen oder Bändern oder Stücken von Metallfäden enthalten. Durch derartige Einlagerungen kann die Mischung in bestimmten Richtungen besonders beanspruchbar gemacht werden oder sie kann in ihrer allgemeinen Beanspruchbarkeit gesteigert werden.
Aus den in ihrem Aufbau und in ihren Eigenschaften vorstehend diskutierten Mischung der eingangs erläuterten Art können Teile hergestellt werden, die in ihren physikalischen Eigenschaften (beispielsweise deren Festigkeitseigenschaften, ihrer Resistenz gegen Umwelteinflüsse und andere Beanspruchungen von aussen) davon abhängen, aus welchen Kunststoffkomponenten und Füllstoffkomponenten die Mischung im einzelnen aufgebaut ist. Durch geeignete Wahl der Komponenten kann man Teile herstellen, die in ihren Eigenschaften speziell auf die jeweiligen Erfordernisse abgestimmt sind.
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In vielen Anwendungsfällen kommt es jedoch nicht nur darauf an, Teile mit bestimmten, in jedem Bereich der Teile im wesentlichen gleichbleibenden Eigenschaften herzustellen, sondern Teile, deren Oberflächen ganz spezielle erwünschte Eigenschaften aufweisen, die sich von den Eigenschaften der darunterliegenden Teile möglicherweise wesentlich unterscheiden. Dieses in der Technik gegebene Bedürfnis konnte durch die bisher bekannten Mischungen und Verfahren zur Herstellung von Teilen aus diesen Mischungen nicht befriedigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erläuterten Art zu schaffen, welches auf einfache und wirtschaftliche Weise die Herstellung einer in ihren Eigenschaften den jeweiligen Erfordernissen entsprechende Oberflächenbeschaffenheit von aus der Mischung hergestellten Teilen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die aus der Mischung hergestellten Teile an ihrer Oberfläche mit einem Behandlungsmaterial zur Erzielung einer Oberflächenschicht nachbehandelt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren hat gegenüber dem Stand der Technik wesentliche Vorteile.
Durch die Behandlung der Oberfläche der aus der Mischung hergestellten Teile mit einem Behandlungsmaterial hat man es in der Hand, der Oberfläche spezielle gewünschte Eigenschaften zu verleihen, die in der Mischung an sich nicht gegeben sind. Beispielsweise kann man auf diese Weise gegen Chemikalien resistente Oberflächen erreichen, so dass die auf diese Weise behandelten, aus der Mischung hergestellten Teile, beispielsweise in der Verfahrenstechnik eingesetzt werden können, oder die Oberfläche kann als mit Schleifmaterialien besetzte Oberfläche ausgestaltet werden, so dass die Teile dann als Schleifwerkzeuge eingesetzt werden können.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren können mit Vorteil aus einer eingangs angegebenen
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wurde, bei dem die die eine Komponente der Gesamtmischung bildenden Kunststoffe in zerkleinertem, teilchenförmigen Zustand in den gewünschten Anteilen, gegebenenfalls über eine Vorverarbeitungsstufe, zusammengebracht und zu einer Kunststoffmischung gemischt werden, bei dem weiter die Kunststoffmischung einer Dosierungsstufe zugeführt und dort ein der gewünschten Gesamtmischung entsprechender Anteil dosiert und einem Mischer zugeführt wird, bei dem dann die eine weitere Komponente der Gesamtmischung bildenden Füllstoffe in den gewünschten Anteilen, gegebenenfalls über eine Vorverarbeitungsstufe,
einer Dosierungsstufe zugeführt und dort der gewünschten Gesamtmischung entsprechende Anteile dosiert und gleichzeitig mit oder nach einer bestimmten Zeit nach der Kunststoffmischung dem Mischer zugeführt werden, bei dem die Kunststoffmischung und die Füllstoffe im Mischer auf eine bestimmte Temperatur erwärmt und durchmischt werden, bis eine quasi-homogene pastöse Masse entsteht, und bei dem die Masse dann aus dem Mischer ausgetragen und gegebenenfalls Weiterverarbeitungsschritten unterworfen wird.
Als Weiterverarbeitungsverfahren zur Herstellung von Halbzeugen oder Formteilen aus der Mischung bieten sich beispielsweise übliche Weiterverarbeitungsverfahren wie Extrudieren, Strangpressen, Kalandrieren, Pressen und Granulieren
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teile können dann dem erfindungsgemässen Oberflächenbehandlungsverfahren anschliessend zur Erzielung von Oberflächen mit speziellen gewünschten Eigenschaften, unterworfen werden.
Zur weiteren Erläuterung werden im folgenden vier Beispiele von Mischungen zur Herstellung von Teilen angegeben, die auf günstige Weise mit dem erfindungsgemässen Verfahren an ihren Oberflächen behandelbar sind :
Beispiel 1 : Konstruktionsmaterial unter Verwendung von Asbest als Füllstoff.
Dieses Kunststoffmaterial hat folgende Zusammensetzung in Gew.-% :
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<tb>
<tb> Asbestfaser <SEP> 60% <SEP>
<tb> Thermoplastische <SEP> Kunststoffe
<tb> beliebiger <SEP> Art <SEP> 20%
<tb> Polystyrole <SEP> 10%
<tb> Polyäthylene <SEP> geringer <SEP> Dichte <SEP> 10%.
<tb>
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Die in zerkleinerter oder Pulverform vorliegenden Kunststoffe und die Asbestfasern werden in einen Mischer gegeben und dort gemischt. Die Mischung findet bei einer Temperatur von 250 bis 290 C statt. Im Hinblick auf diese Temperatur ist der Polymerisationsgrad der Polystyrole und Polyäthylene, die Verwendung finden, nicht von erheblicher Bedeutung. Zum Beginn der Mischung können die Körner der Anteile beliebiger Kunststoffe, die ebenfalls beigegeben werden, beobachtet werden. Nach Durchführung der Mischung ist diese jedoch quasi homogen und es ist nicht mehr möglich, einzelne Körner, insbesondere Kunststoffkörner, zu sehen.
Dies kann dadurch erklärt werden, dass die Mischung nach einigen Minuten des Mischvorgangs bei Erwärmung Kügelchen bildet, die durch Umhüllung die noch in festem Zustand vorliegenden Teilchen der beliebigen Kunststoffe beschichten und überziehen und sie so in der allgemeinen Mischung verschwinden lassen. Bei der angegebenen Mischung gehen alle Bestandteile eine ausgezeichnete Bindung miteinander ein und es besteht keine Gefahr einer Abstossung oder Ablösung.
Das auf diese Weise erhaltene erfindungsgemässe Konstruktionsmaterial hat nicht mehr die Eigenschaft der eingemischten unterschiedlichen Kunststoffe, es ist jedoch nach wie vor möglich, das Material mit den üblichen Kunststoffverformungsverfahren, beispielsweise Spritzgiessen, Extrudieren und Pressen, zu verarbeiten. Das neue Material verhält sich wie ein in sich homogener, jedoch weitgehend feuerfester Kunststoff.
Beispiel 2 : Kunststoffmaterial mit Holz als Füllstoff.
Dieses Material hat die folgende Zusammensetzung in Gew.-% :
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<tb>
<tb> Holzabfälle <SEP> (Holzschnitzel, <SEP> Holzmehl) <SEP> 50 <SEP> bis <SEP> 60%
<tb> Mittel <SEP> zur <SEP> Überziehung <SEP> der <SEP> Holzteilchen <SEP> 2 <SEP> bis <SEP> 6%
<tb> Kunststoffe <SEP> beliebiger <SEP> Zusammensetzung <SEP> 20 <SEP> bis <SEP> 30%
<tb> Polystyrole <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 15%
<tb> Polyäthylene <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 15%.
<tb>
Die Holzteilchen werden zunächst mit den Überzugsmaterialien, beispielsweise mit Thermoplasten niedrigen Molekulargewichts zwischen 1000 und 10000 vermischt. Diese Vermischung erfolgt beispielsweise bei einer Temperatur zwischen 120 und 180 C, wobei 5 bis 10 Gew.-% von Polyäthylenwachs oder Polypropylenwachs in bezug auf das Gewicht der Holzteile mit dem Holz vermischt werden. Die Holzteilchen werden auf diese Weise mit dem Kunststoffwachs überzogen.
Nach diesem Überzugsverfahrensschritt werden die vorbehandelten Holzteilchen mit der eigentlichen Kunststoffkomponente, die aus Kunststoffen beliebiger Zusammensetzung, weiter aus Polystyrol und weiter aus Polyäthylen besteht, im eigentlichen Mischer vermischt und gehen mit den Kunststoffen eine ausgezeichnete Bindung ein. Es entsteht nach kurzer Mischzeit ein quasi-homogenes Material, bei dem keine separaten Kunststoffteilchen mit dem Auge mehr festgestellt werden können.
Da die Holzteilchen immer eine geringe Feuchtigkeit beinhalten, muss der Mischvorgang im Mischer unter einem Vakuum stattfinden, um die entstehenden Dämpfe absaugen zu können. Die fertige pastöse Mischung kann dann aus dem Mischer ausgetragen und weiterverarbeitet werden. Auch bei diesem Beispiel entsteht ein neues Material mit homogenem Verhalten.
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<tb>
<tb> :
Holzschnitzel <SEP> 50 <SEP> bis <SEP> 60%
<tb> Silikate <SEP> zum <SEP> Überziehen <SEP> der <SEP> Holzschnitzel <SEP> 2 <SEP> bis <SEP> 12%
<tb> Thermoplastische <SEP> Kunststoffe <SEP> beliebiger <SEP> Zusammensetzung <SEP> 20 <SEP> bis <SEP> 30%
<tb> Polystyrole <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 15%
<tb> Polyäthylene <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 15%.
<tb>
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ratur von etwa 70 C, wobei 5 bis 20 Gew.-% des Natriumsilikats in bezug auf das Gewicht der Holzschnitzel mit dem Holz vermischt werden. Die Vermischung erfolgt in einem mit hoher Drehzahl drehenden Mischer unter Vakuum. Die Holzschnitzel werden auf diese Weise mit dem Natriumsilikat überzogen.
Nach diesem Überzugsverfahrensschritt werden die vorbehandelten Holzteilchen mit der eigentlichen Kunststoffkomponente, die aus Thermoplasten beliebiger Zusammensetzung, weiter aus Polystyrol und Polyäthylen besteht, im eigentlichen Mischer vermischt und gehen mit dem Kunststoff eine ausgezeichnete Bindung ein. Es entsteht nach kurzer Mischzeit ein quasi-homogenes Material, bei dem keine separaten Kunststoffteilchen mit dem Auge mehr festgestellt werden können.
Da die Holzteilchen immer eine geringe Feuchtigkeit beinhalten, muss der Mischvorgang im Mischer unter einem Vakuum stattfinden, um die entstehenden Dämpfe absaugen zu können. Die fertige pastöse Mischung kann dann aus dem Mischer ausgetragen und weiterverarbeitet werden.
Die weitere Verarbeitung kann mit üblichen Verarbeitungsverfahren, beispielsweise Walzen, Extrudieren, Spritzgiessen, Pressen erfolgen. Die Umformung des Materials erfolgt, wenn dieses bei erhöhter Temperatur eine pastöse Konsistenz hat. Da die Umformung unter geringen Drücken erfolgen kann, ergeben sich leichte, einfache und kostengünstige Verarbeitungseinrichtungen und Maschinen.
Beispiel 4 : Kunststoffmaterial mit Holz als Füllstoff.
Dieses Material hat die folgende Zusammensetzung in Gew.-% :
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<tb>
<tb> Holzabfälle <SEP> (Holzschnitzel, <SEP> Holzmehl) <SEP> 50 <SEP> bis <SEP> 60%
<tb> Natriumsilikat <SEP> von <SEP> 45 <SEP> Beaume <SEP> 2 <SEP> bis <SEP> 12%
<tb> Thermoplaste <SEP> beliebiger <SEP> Zusammensetzung <SEP> 20 <SEP> bis <SEP> 30%
<tb> Polystyrole <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 15%
<tb> Polyäthylene <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 15%.
<tb>
Bei diesem Beispiel wird ein Konstruktionsmaterial in analoger Weise hergestellt, wie dies vorstehend beim Beispiel 3 bereits beschrieben wurde. Die entstehende pastöse Masse kann durch die bekannten Verarbeitungsverfahren, beispielsweise Spritzgiessen, Pressen, Extrudieren, zu Formkörpern weiterverarbeitet werden.
Versuche haben gezeigt, dass die Mischungen der eingangs angegebenen Art, deren Zusammensetzung und Herstellung im Vorstehenden an Hand von Beispielen erörtert wurden, eine Anzahl günstiger Eigenschaften aufweisen, die zeigen, dass es sich dabei um ein völlig neues Material handelt. Im folgenden werden die wesentlichen Eigenschaften angeführt :
Das Konstruktionsmaterial kann mit geringer Kraftanwendung bzw. geringem Druck durch Pressen oder durch Spritzguss geformt werden (zirka von einigen bar bis 29, 41995 bar).
Infolge der Steifigkeit des Materials nach dem Verpressen oder nach dem Spritzgiessen ist es nicht notwendig, die hergestellten Formkörper vor dem Ausformen abzukühlen. Ganz allgemein ist die Steifigkeit des Materials, welcher Umformungsprozess auch immer angewandt wird (Beschichten, Walzen, Extrudieren, Strangpressen) ausgezeichnet und es ist nicht notwendig, irgendwelche besondere Vorsichtsmassnahmen zur Handhabung vorzusehen.
Die Schwindung ist Null oder sehr gering, woraus sich folgende grundsätzlichen Konsequenzen ergeben :
Da die Umformung unter geringen Drücken erfolgen kann, ist sie mit sehr leichten, einfachen und kostengünstigen Verarbeitungseinrichtungen und Maschinen durchzuführen.
Geringbelastbare Formen, beispielsweise aus Gips oder aus Holz, können eingesetzt werden.
Es ergeben sich sehr reduzierte Abkühlungszeiten von der Grössenanordnung von wenigen Sekunden, welche um zirka 50% niedriger sind als die Abkühlungszeiten bei üblichen Kunststoffen, wodurch sich eine Vermehrung der Arbeitszyklen erreichen lässt.
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Es besteht die Möglichkeit, sehr unterschiedliche Wandstärken in ein und demselben Formstück vorzusehen.
Andere Eigenschaften, die sich in den Versuchen gezeigt haben, sind :
Möglichkeit der Einbettung von Teilen, beispielsweise im Pressverfahren.
Möglichkeiten der Einbettung von metallischen Bewehrungen analog denen, die zur Betonbewehrung vorgesehen werden oder vom Bienenwabentyp.
Möglichkeit, eine Umhüllung mittels eines Pulvers oder mittels kleiner Teilchen, die in die Oberfläche eindringen, vorzunehmen.
Die Möglichkeit, das Material unter Wärmeanwendung zu plattieren.
Eine grosse Formtreue.
Je nach Zusammensetzung schwanken die Dichten des erfindungsgemässen Materials von 0,8 bis 2, 5.
Bei raschem Abschrecken in kaltem Wasser ergeben sich keine Deformationen.
Die abgekühlte Mischung kann mit den bekannten Bearbeitungsverfahren bearbeitet werden : Bohren, Schneiden, Gewindeschneiden, Fräsen, Polieren, Drehen und Verbinden durch Holzschrauben oder Nägel je nach der speziellen Zusammensetzung.
Möglichkeit der Wamverformung : Biegen, Rollen, Verwölben, Hämmern.
Verschweissbar und lötbar mit einem eigenen Material mit oder ohne Verwendung von zugeführtem Material.
Teile, die aus Mischungen der eingangs genannten Art, die für vorstehend einige Beispiele angegeben wurden, hergestellt sind, können mit Vorteil mit dem erfindungsgemässen Oberflächenbehandlungsverfahren an ihren Oberflächen nach ihrer Herstellung nachbehandelt werden.
Mit Vorteil ist das Verfahren gemäss der Erfindung so ausgebildet, dass als Nachbehandlungsmaterial ein Pulver aus einem der Materialien Schiefer, Glimmer, Sandstein, Schmirgel, Siliciumcarbid, Granit, keramischem Material (gefärbt oder ungefärbt) oder Metall verwendet wird. Auf diese Weise lassen sich Teile mit Oberflächen unterschiedlicher Eigenschaften herstellen, beispielsweise Schleifflächen, Spiegelflächen, feuerfeste Oberflächen.
Eine besondere Ausgestaltung des Verfahrens ist dabei dadurch gegeben, dass das Pulver mechanisch in die Oberfläche des Materials eingearbeitet, z. B. eingehämmert wird.
Eine andere Ausgestaltung wird dadurch erreicht, dass die Oberfläche von aus der Materialmischung hergestellten Teilen mittels in der Kunststoffverarbeitung bekannter Oberflächenbehandlungsverfahren metallisiert wird. Die erfindungsgemässe Mischung kann auf diese Weise mit einer Metalloberfläche versehen werden.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Beispielen in Verbindung mit den Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockschemabild über den Ablauf von Ausführungsbeispielen eines Verfahrens zur Herstellung einer Mischung, aus der mit dem erfindungsgemässen Oberflächenverfahren zu behandelnde Teile herstellbar sind, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Fig. 1.
Voraussetzung für die Vermischung von Kunststoffteilchen und Füllstoffen ist, dass die jeweiligen Stoffe in mischbarem Zustand vorliegen. Es ist daher in vielen Fällen erforderlich, die Kunststoffe, insbesondere Abfallkunststoffe, vor iherer Verwendung in eine zerkleinerte teilchenförmige Form zu bringen.
In Fig. 1 ist der Ablauf von Ausführungsbeispielen des Verfahrens schematisch dargestellt.
In einer Vormischstufe-l-wird ein Gemenge von dosierten Anteilen von Kunststoff beliebiger Art und Herkunft, gegebenenfalls einschliesslich PVC, hergestellt. Es ist aber auch möglich, in
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äthylen oder Polyamidwachs oder Natriumsilikat in Vorrat gehalten. Die aus dem Vormischer-lkommende Kunststoffmischung wird in einer Dosierstufe --5-- dosiert, beispielsweise in der gewünschten Menge abgewogen. In einer Dosierstufe-6-werden die erforderlichen Füllstoffmengen dosiert, beispielsweise abgewogen. Die Füllstoffmengen werden dabei entweder direkt von den Vor- räten-2-der Dosierstufe-6-zugeführt, oder die Füllstoffe werden zunächst einer Uberzieh-
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ziehen und einkapseln (Oberzugsvorgang).
In diesem Falle werden dann die überzogenen Füllstoffe aus der Überziehstufe der Dosierstufe -6-- zugeführt. Die dosierten Anteile der Kunststoffmischung bzw. der, gegebenenfalls überzogenen, Füllstoffe werden von den Dosierstufen-5 bzw. 6-- dem eigentlichen Mischvorgang --7-- zugeführt, in dem die Kunststoffkomponente mit der Füllstoffkomponente unter Wärmeeinwirkung, wobei die Temperaturen in Abhängigkeit von den gewählten Materialien bis zu 400 C betragen können, vermischt wird. Die Vermischung kann gegebenenfalls unter einem Vakuum oder unter einer Atmosphäre eines inerten Gases stattfinden und wird durchgeführt, bis eine pastöse Masse entsteht.
Die im Mischvorgang erzeugte pastöse Masse wird nach ihrer Fertigstellung durch eine Austragsvorrichtung --8-- hindurch ausgetragen und gegebenenfalls Weiterverarbeitungsstufen zugeführt.
Beispielsweise kann die fertige pastöse Mischung zunächst durch eine Kalibrierdüse gedrückt und zu einem Strang oder zu einer Platte extrudiert werden. Von dem extrudierten Strang können dann Stücke gewünschter Länge abgeschnitten und abgekühlt werden. Auf diese Weise lassen sich Blöcke, Platten, Folien, Garn, Rohre, Profile und Stangen herstellen. Alle diese Halbzeuge können dann in weiteren Verarbeitungsstufen entweder spanlos oder als Bauteile in Konstruktionen eingebaut werden oder durch Heisspressen weiterverformt werden.
Es ist auch möglich, die fertiggestellte Masse nach dem Austreten aus der Kalibrierstufe in Stücke zu schneiden, welche als Pressrohling in Pressformen eingelegt und dort zu gewünschten Teilen verpresst werden (11, 12, 13,14). Es ist auch möglich, die austretende Paste unmittelbar einem Pressvorgang --14-- zu unterwerfen. Die in einem Pressvorgang geformten Teile können nach dem Abkühlen (17) entweder mit andern Teilen zusammen weiterverarbeitet oder montiert werden oder als Fertigteile eingesetzt werden.
Es ist weiterhin möglich, die aus der Kalibrierstufe austretende pastöse Masse durch Düsen zu pressen und zu Folien oder Fasern zu extrudieren (15) und dann abzukühlen (18). Auf diese Weise werden Halbzeuge wie Folien, Platten, Fäden u. dgl. erhalten.
Weiterhin ist es möglich, die fertiggestellte Paste zunächst erkalten zu lassen und dann, gegebenenfalls mit bekannten Verfahren, zu granulieren (19). Das Granulat kann dann in den in der Kunststoffverarbeitung üblichen Verfahren im Spritzgussverfahren oder Extrudierverfahren oder Pressverfahren zu Fertigteilen weiterverarbeitet werden, wobei es wieder aufgeschmolzen wird.
Auch ein Wiederaufschmelzen des Granulats und Verformen in Unterdruckverfahren ist möglich, wobei die nachfolgende Abkühlung sehr viel rascher vonstatten geht als bei reinen Kunststoffen.
Die aus dem erfindungsgemässen Material hergestellten Folien, Platten oder Fäden können ebenfalls wieder augewärmt oder erweicht werden und dann durch Pressen, Stanzen oder Prägen geformt werden.
In Fig. 2 ist schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung der Mischung dargestellt. Die unterschiedlichen Kunststoffe, die die Kunststoffkomponente des Materials bilden sollen, werden aus Vorratsbehältern einem Vormischer-l-zugeführt und dort vermischt, anschliessend einer Wiegeeinrichtung -5-- zugeleitet und von dort in einen Mischer -7-- überführt. Der Mischer ist als geschlossene Kammer ausgebildet, deren Wände beheizbar sind, beispielsweise durch Durchleiten eines Heizmediums. In der Kammer befindet sich ein Rührelement mit einer Anzahl von Rührarmen, das in Drehung versetzt werden kann. Die Vorrichtung weist ausserdem Vorratsbehälter für Füllstoffe
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eine Vormischkammer --4-- nachgeschaltet, in welche Füllstoffe aus den Behältern-2 und 3--, falls gewünscht, eingeleitet werden können.
Die Vormischkammer --4-- hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Mischer --7--. In dem Vormischer --4-- können nicht nur Füllstoffe miteinander vermischt werden, sondern es können auch Füllstoffe mit Überzugsstoffen vermischt und erwärmt werden, damit die einzelnen Teilchen der Füllstoffe von den Uberzugsstoffen, z. B. Silikaten, überzogen werden (Überziehstufe). Beispielsweise kann der Vorratsbehälter-2-einen Füllstoff und der Vorratsbehälter --3-- einen überziehstoff, z.B. ein Silikat, enthalten. Nachdem der Über-
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ziehvorgang im Vormischer --4-- beendet ist, können die überzogenen Füllstoffe dann der Wiege- einrichtung --6-- zugeleitet und von dort in den Mischer --7-- übergeführt werden.
Der Mischer - ist sowohl an einen evakuierbaren Behälter anschliessbar, um in dem Mischer ein Vakuum erzeugen zu können, er ist wahlweise auch an ein unter Überdruck stehendes Gasreservoir an- schliessbar, um im Mischer eine Atmosphäre eines inerten Gases über der Mischung erzeugen zu können. Dem Mischer --7-- ist eine Austragvorrichtung --8-- nach geschaltet, die beispielsweise als Schneckenförderer oder Kolbenfördereinrichtung oder als Kippeinrichtung ausgestaltet sein kann, und die die Masse beispielsweise einem Vorratsbehälter zuführt. Einem derartigen Vorratsbehälter, der auch beheizt sein kann, kann eine Extrudier- und Kalibriervorrichtung --9-- nachgeschaltet sein. Mittels der Kalibriervorrichtung können Stränge oder Platten extrudiert werden.
Die extru- dierten Stränge können in Stücke geschnitten werden und ergeben dann nach der Abkühlung Blöcke,
Platten, Profile, Rohre, Stangen (16). Das extrudierte Material kann auch unmittelbar einer Press- form zugeführt werden (13) oder es kann in Stücke geschnitten werden, die dann als Rohlinge - Pressformen --12-- zugeführt und dort verpresst werden. Durch Verarbeitung in einer Presse - können auf diese Weise Fertigteile --17-- erhalten werden.
Es ist auch möglich, durch Extrudieren der pastösen Masse langgestreckte Produkte zu erzeu- gen, wie beispielsweise Fäden oder Bänder, die auf Spulen --15 oder 18-- aufgewickelt werden können. Diese Spulen können nach einer Wiedererwärmung zur Speisung von Press-, Stanz- oder
Prägeeinrichtungen verwendet werden.
Es ist auch möglich, das pastöse Material unmittelbar einer Granuliereinrichtung --19-- zu- zuführen und zu Granulaten zu verarbeiten. Das Granulat, das auf diese Weise erhalten wird, kann in den verschiedensten Verarbeitungsverfahren eingesetzt werden, beispielsweise auch in einem
Niederdruckformverfahren oder Vakuumformverfahren. Zu seiner Formgebung können auch sehr leichte Formen, beispielsweise aus Gips, Holz oder Kunststoffen verwendet werden.
Die Mischung kann beispielsweise mit handelsüblichen Knetmischern durchgeführt werden.
Es ist auch möglich, in die Materialmischung kurz vor ihrer Fertigstellung im Mischer Einlagerngen in Form von Metallfasern oder Kunststoffasern oder Glasfasern einzubringen. Auf diese Weise wird eine besondere Verstärkung des Materials erzielt.
Im Vorstehenden wurde eine Anzahl von Möglichkeiten angesprochen, aus der in Rede stehenden Mischung Halbzeuge oder fertige Formteile zu schaffen. Alle die mit diesen verschiedenen Methoden, aus der Mischung geformten Teile, können mit Vorteil mit dem erfindungsgemässen Oberflächenbehandlungsverfahren an ausgewählten oder allen Oberflächen behandelt werden, um in dem jeweiligen Anwendungsfall erforderliche spezielle Oberflächenbeschaffenheit und Oberflächeneigenschaft zu erhalten. Beispielsweise können in die Teile pulverisierte Materialien wie Schiefer, Glimmer, Sandstein, Schmirgel, Siliciumcarbid, Granit, keramisches Material oder Metall mechanisch eingearbeitet, beispielsweise gehämmert, werden.
Es ist beispielsweise auch möglich, diese vorstehend genannten Pulvermaterialien mittels geeigneter Bindemittel auf die jeweilige Oberfläche aufzubringen oder durch kurzzeitiges Erwärmen der jeweilligen Oberfläche, durch das die Oberfläche weich wird, in die Oberfläche einzubetten. Die Oberfläche dieser Teile kann auch mittels in der Kunststoffverarbeitung bekannter Oberflächenbehandlungsverfahren metallisiert werden, beispielsweise durch Galvanisieren oder Aufsprühen von Metallen.
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