DE3135716A1

DE3135716A1 - Verfahren zur verwertung von alu-pvc-abfallfolien, insbesondere der pharmaindustrie

Info

Publication number: DE3135716A1
Application number: DE19813135716
Authority: DE
Inventors: Walter Ing.(grad.) 6990 Bad Mergentheim Ries; Manfred Dipl.-Ing. 8700 Würzburg Rudolf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-09-09
Filing date: 1981-09-09
Publication date: 1983-06-01

Description

Verfahren zur ve'r'*er' W«n:Alu PVC-
Abfallfolien, insbesondere der Pharnaindustrie Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß de Oberbegriff des Anspruches 1 . Sie bezieht sich damit auf die ältere Patentanmeldung P 31 10 254.9, nach der bereits zerkleinerte Alu-PVC-Abfallfolien mit einem Kunststoff vermischt werden und das Gemisch zur Herstellung von neuen Kunststoffen verwendet wird.
Aufgabe der Erfindung nach der vorliegenden Zusatzanieldung ist es, das Verfahren nach der Hauptanmeldung weiterzubilden und/oder zu verbessern sowie vorteilhafte Verwendungsmöglichkeiten von nach dem erfindungsgeiäßen Verfahren beispielsweise herstellbaren Produkten aufzuzeigen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche und/oder der nachstehenden Beschreibung.
Der zerkleinerte Füllstoff aus Aluminiua-PVC kann einerseits dazu dienen, durch Einmischen in Kunststoffe preisgünstige Werkstoffe für die Industrie zu erstellen. Andererseits ist es durch Einmischen des Alu-PVC-Füllstoffes auch möglich, thermisch und elektrisch leitfähige Compounds herzustellen.
Der Zusatz des Aluminiums kann auch zur Erhöhung der Schutzwirkung gegen energiereiche Strahlen beitragen.
Das Einarbeiten der Füllstoffe in die Kunststoffe ist, wie das Einarbeiten der vielfältigen anderen Zusatzstoffe eine Aufgabe der Aufbereitung. Bei diesen Aufbereitungsanlagen kommt es darauf an, eine Reihe von verfahrenstechnischen Aufgaben optimal zu lösen, um dem Erzeugnis bestimmte Eigenschaften zu verleihen.
Zur Herstellung von gefüllten Kunststoffcompounds werden die zerkleinerten Füllstoffe mit Kunststoff vermischt, mittels eines Schneckenkneters in der Schmelzphase homogenisiert, entgast und anschließend granuliert.
Wichtig für ein einwandfreies Compound ist dabei eine gute Dispersion und homogene Verteilung der Füllstoffe in der Polymermatrix.
Wesentlich ist ebenfalls eine intensive Entgasung der Schmelze unter Vakuum, um neben Feuchtigkeit und sonstigen flüchtigen Bestandteilen insbesondere die in den Füllstoffen enthaltene Luft zu entfernen. Diese könnte sonst optisch störende Oberflächenstrukturen hervorruten.
Eine schlechte Dispergierung kann auch die theoretisch mögliche Schlagzähigkeit mindern. Es muß ein optimales Maß an Heterogenitat vorhanden sein, damit eine optimale Schlagzähigkeit erreicht wird.
Einen entscheidenden Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften hat die Kornfeinheit der Füllstoffe. I)urch den Zusatz von Aluminiumpulver und/oder Alu-Foliengränulat zur Kunststoff-Formmasse lassen sich die Steifigkeit und Härte, die elektrische und die Wärmeleitfähigkeit verbessern. Es ist daher erforderlich, Kunststoffcompounds herzustellen, die ein Füllstoff maximum je nach Verarbeitungsbedingung von etwa 5 bis zu 30 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteilen PVC erreichen.
Von praktischer Bedeutung für die Verarbeitungstechnologie ist die Möglichkeit der positiven Berinflussung der Fließfähigkeit des Formmaterials in Abhängigkeit voa Al-PVC-Abfallanteil.
Die mit Alu-PVC-Füllstoffen z.B. erreichbaren Verbesserungen, die besonders vorteilhaft sein können, sind vor allen die Erhöhung der Steifigkeit und der Härte und die Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit sowie der Wärmeleitfähigkeit der erfindungsgenäß hergestellten Produkte. Dabei weisen die erfindungsgemäß erhaltenen Formnass,en auch einen niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten auf.
Die grundsätzlich verbessernde Wirkung von erfindungsgenäß verwendeten Alu-PVC-Abfällen als Füllstoff gibt die Möglichkeit, herkömmliche Formmassen mit verhältnismäßig geringen zusätzlichem Aufwand zu hochwertigen Werkstoffen mit gezielten thermischen und/oder elektrischen Eigengchaften verarbiten zu können.
Hierzu gehört z.B. die erfindungsgemäße Herstellung von Kunststoffplatten z.B. in einer Dicke von ca. 10 - 15 mi,die im Fußbodenheizungssektor als Ersatz für den schwimmenden Estrich Verwendung finden können. Dabei ist es vorteilhaft, dem Alu-PVC-Abfallgranulat den unter dem Warennamen Levapren bekannten wärmeleitfähigen Kunststoff zuzumischen1 der bisher zur Herstellung von schwimmendem Estrich für Fußbodenheizungen diente. Das Verhältnis von Alu-PVC-Abfallgranulat zu zugemischtem Kunststoff, insbesondere Levapren, kann bei einer Plattenstärke von 10 bis 15 mm etwa bis zu 90 zu 10 Gewichtsanteilen betragen. Natürlich kann der Levaprenanteil auch höher sein, wodurch jedoch die Kosten für die Platten steigen und außerdem ihre Wärmeleitfähigkeit verringert wird.
Es war für die Fachwelt außerordentlich erstaunlich, mit einem derart hohen Anteil bis zu 90 Gewichtsanteilen Alu-PVV-Abfallgranulat, der in großen Mengen billig zur Verfügung steht, und einem geringen Anteil von nur etwa 10 Gewichtsantetlen eines zuzumischenden Thermoplastmaterials, wie z.B.
Levapren, Platten für Fußbodenheizungen als Ersatz für den herkömmlichen schwimmenden Estrich zu erhalten, wobei die Platten bei vergleichsweise etwa gleichen FestigkeitseigenschatS ten, aber wesentlich geringeren Herstellungskosten noch ein erhöhte Wärmeleitfähigkeit wie der bisher verwendete Estrich besitzen. Die zerkleinerten Alu-pVc-Folien werden vorteilhafterweise auf ein 6 bis 8 mm Sieb gegeben, wobei der Siebdurchgang mit bis etwa 3 bis 4 mm großen Teilchen z.B. mit Levapren intensiv gemischt und dann in einer Warmpresse, wie sie äbnlich in der Spanplattenindustrie Verwendung findet, zu Platten verpreßt wird.
Zur Extrusion von erfindungsgemäßen Alu-PVC-Mischungen wird ein verarbeitungsfähiges Dryblend in einem Reiz-Kühl-Mischer hergestellt.
Als Grundwischung wird ein S-PVC mit einem K-Wert von ca. 65 eingesetzt. Die Stabilisierung besteht aus 3-basischem Bleisulfat (ca. 1,5 - 3 Gewichtsanteile); 2-basischem Bleistearat (1 - 2 Gewichtsanteile); Calciumstearat (bis 1 Gewichtsanteil) und Montanwachs (bis 0,1 Gewichtsanteil).
Der Anteil von Alu-PVC kann bis zu 60 Gewichtsanteilen betragen, wobei aufgrund der besseren Dispergierung möglichst feinpulveriges Alu-PVC eingesetzt werden soll. Zur besseren Dispergierung wird der Füllstoff erst bei 800C in den Mischer gegeben und anschließend bis etwa i200C weitergemischt.
Da so gewonnene Dryblend kann auf Einschneckenextrudern verarbeitet werden.
Bei Drehzahlen von 10 bis 30 UpM ergibt sich ein Ausstoß von ca. 1,5 bis 2,o m/min, wobei von einem einfachen, rechteckigen Profilquerschnitt ausgegangen wird.
Aufgrund der guten Wärmeleitung des Materiales ist bei der Extrusion darauf zu achten, daß die Temperaturen der Heizzonen bzw. des Werkzeuges 160°C nicht überschreiten. Die so gewonnenen Profile zeigen einen mit Alu-Teilchen angereicherten Profilquerschnitt, der dadurch metallartiges Aussehen besitzt.
Für den Einsatz von Alu-PVC-Abfällen in der Spritzgußtechnik müssen die Komponenten Alu-PVC und pulverföruiges, weichmacherfreies, stabilisiertes PVC mit einem K-Wert von ca. 50 gemischt und anschließend granuliert werden.
Bei der Spritzgußverarbeitung müssen die Zylindertemperaturen so gewählt werden, daß einerseits optimale Homogentsie rung und Plastifizierung erreicht werden, andererseits aber nur kurze Verweilzeiten erreicht werden, um thermische Sch§-digung des Materials auszuschließen. Der Einspritzdruck kann zwischen 800 - 1600 bar betragen, die richtige Einstellung des Staudruckes ist vegen der thermischen Empfindlichkeit des Materials sehr wichtig. Wärme aus der Friktion der Schnecke, die wegen des Aiuminiumanteiles rasch im Material verteilt wird, ist besser als aus den Zylinderheizbändern.
Die Einspritzgeschwindigkeit sollte so gewählt werden, daß das Material nicht geschert wird. Die Schneckendrehzahl ist so gering wie möglich zu wählen.
Aufgrund der Zusammensetzung des Materials ist bei der Spritzgußverarbeitung Stangenanguß besonders geeignet. Die Wanddicken der Fertigteile dürfen nicht zu klein sein, es empfiehlt sich, mit Wanddicken größer 4 mm zu arbeiten. Die geometrische Gestalt der Teile sollte möglichst einfach sein, um unnötige Scherung des Materials zu vermeiden. Der prozentuale Anteil von Alu-PVC zu PVC kann in weiten Grenzen etwa von 80 bis 20% variiert werden.
Ein Probenkörper aus einer Mischung von A-lu-PVC mit PVC (Typ Trosiplast-Schwarz) im Verhältnis 50 : 50 zeigt folgende Eigenschaften: Elastizitätsmodul 2900 N/mm2 Streckspannung 42 N/Xx2 Reißfestigkeit 34 N/mm2 Dehnung an der Streckgrenze 5 , Reißdehnung 9,' Kerbschlagzähigkeit 6 mJ/im2 Vicat-Erwichungstemperatur VST/B/50 = 730C Der mit Hilfe des Glührückstandes ermittelte Füllstoffgehalt des Materials betrug ca. 7 % .

Claims

Wai.ter Ries Bad Mergentheim Ansprüche Verfahren zur Verwertung von Alu-PVC-Abfallfolien, insbesondere der Pharma-Industrie, nach der Patentanueldung P 51 10 254.9,dadurch gekennzeichnet, daß die zerkleinerten Alu-PVC-Abfallfolien als Füllstoff in ein polymeres Kunststoffmaterial eingearbeitet und das Mischmaterial zur Herstellung von Kunststoffprodukten im Extrusions- oder Spritzguß oder Preßverfahren verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß AL-PVC-?illstoff zur Herstellung von gefüllten Kunststoffcompounds verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Al-PVC-Füllstoff mit einem Kunststoff vermischt, mittels einer Knetvorrichtung in der Schmelzphase homogenisiert und das Gemisch entgast und anschließend granuliert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fullstoffmaximum, je nach den Verarbeitungsbedingungen, bei 5 bis 30 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteilen PVC liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alu-PVC-Füllstoffe enthaltenden Kunststoffe zur Herstellung von solche Kunststoffe enthaltenden bzw. aus solchen Kunststoffen bestehenden Produkten mit vorbestimmten elektrischen und/oder thermischen Leitfähigkeiten verwendet werden, wobei die Leitfähigkeiten durch Wahl des AL-PVC-Abfallanteils und seiner Teilchengröße eingestellt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Alu-PVC-Füllstoffe enthaltenden Kunststoffe zu Kunststoffplatten verarbeitet werden, die zur Herstellung von Fußbödenheizungen dienen können.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß etwa bis zu 90 Gewichtsanteilen Alu-PVC-Abfallgranulat mit den restlichen 10 Gewichtsanteilen eines wärmeleitfähigen TerroplaSt (z.B. Levapren) gemischt und das Gemisch in einer Warmpresse zu Kunststoffplatten mit hoher Wärmeleitfähigkeit verpreßt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Abfallgranulat der Siebdurchgang eines 6 bis 8 mm Siebes verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alu-PVC-Füllstoffe enthaltenden Kunststoffe zur Herstellung von solche Kunststoffe enthaltenden bzw. aus solchen Kunststoffen bestehenden Produkten mit erhöhter Schutzwirkung gegen energiereiche Strahlung verwendet werden.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einstellung des Al-Gehaltes in den Kunststoffen zusätzlich zu deren elektrischen und thermischen Leitfähigkeiten die Steifigkeit und Härte eingestellt wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einstellung des Al-Gehaltes in den Kunststoffen die Fließfähigkeit der KunststofJbrmmasse eingestellt wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Al-Gehalt in den Kunststoffen durch Zugabe von Aluminiumpulver und/oder Alu-Foliengranulat eingestellt oder ergänzt wird.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Extrusionsartikeln als Grundmischung ein S-PVC mit einem K-Wert von ca. 65 eingesetzt wird, wobei die Stabilisierung aus ca. 1,5 bis 3 Gewichtsteilen 3-basischem Bleisulfat, ca. 1 bis 2 Gewichtsteilen 2-basischem Bleistearat, bis ca. 1 Gewichtsteil Calciumstearat und bis ca. 0,1 Gewichtsteil Montanwachs besteht und wobei der Anteil an zerkleinertem Alu-PVC bis ca.

60 Gewichtsteilen beträgt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß feinpulveriger Alu-PVC erst bei etwa 800C in den Mischer gegeben und anschließend bei etwa 1200C weitergemischt wird und daß das gewonnene Dryblend auf Schneckenextrudern weiterverarbeitet wird, wobei die Extrusionstemperatur im wesentlichen 16000 nicht überschreitet.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Spritzgußartikeln die zerkleinerten Alu-PVC-Abfallfolien mit pulverförmigem, weichmacherfreiem, stabilisiertem PVC mit einem K-Wert von ca. 50 gemischt werden und daß das Gemisch anschließend granuliert wird.
1t6. Yrfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzdruck etwa zwischen 800 und 1600 bar gewählt wird, wobei der Staudruck in Abhängigkeit von den durch den gewählten Al-Anteil bestimmten thermischen Eigenschaften des Materials eingestellt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der prozentuale Anteil von einem PVC-Material zu gemischtem Alu-PVC-Abfallgranulat 20 bis 80% beträgt.