PL249395B1 - Sposób wytworzenia barwionej nawierzchni z przetworzonych opon samochodowych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytworzenia barwionej nawierzchni z przetworzonych opon samochodowych, z wykorzystaniem kauczuku butadienowo - styrenowego, charakteryzujący się tym, że po uzyskaniu w komorze mieszania temperatury wynoszącej co najmniej 30°C umieszcza się w niej mające długość od 10 mm do 60 mm oraz szerokość od 5 mm do 15 mm, uzyskane z opon samochodowych włókna kauczuku butadienowo - styrenowego, a następnie do włókien kauczuku butadienowo - styrenowego dodaje się 3,5% części wag. utwardzacza w postaci ciekłego izocyjanianu transparentnego, po czym oba składniki miesza się przez okres 3 min, a po tym czasie dodaje się 0,92% części wag. pierwszej naważki sypkiego pigmentu nieorganicznego, a następnie miesza się składniki przez okres 3 minut, po czym dodaje się 0,42% części wag. pierwszej porcji wodnego roztworu katalizatora, a dalej miesza się składniki przez okres 2 min, a po tym czasie dodaje się 0,58% części wag. drugiej naważki sypkiego pigmentu nieorganicznego oraz 0,18% części wag. drugiej porcji wodnego roztworu katalizatora i dalej miesza się składniki przez okres 6 min, aż do momentu uzyskania właściwej ich dyspersji, przy czym wodny roztwór katalizatora posiada stężenie wynoszące 3%, zaś mieszanie składników odbywa się z prędkością obrotową mieszadła wynoszącą 15 obr./min, następnie otrzymaną w ten sposób, posiadającą postać sypką zabarwioną mieszankę odbiera się z komory mieszania i wsypuje się do zbiornika mieszania, dodaje się lepiszcze, po czym zabarwioną mieszankę i lepiszcze miesza się aż do uzyskania jednolitej, zabarwionej warstwy wierzchniej (1), a następnie tak powstałą zabarwioną warstwę wierzchnią (1) odbiera się ze zbiornika mieszania i nakłada się na będącą jednolitą podbudową warstwę spodnią (2), która wraz z zabarwioną warstwą wierzchnią (1) tworzy barwioną nawierzchnię.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytworzenia barwionej nawierzchni z przetworzonych opon samochodowych, mający swoje zastosowanie w budownictwie, zwłaszcza do budowy wielofunkcyjnych powierzchni użytkowych, przeznaczonych na place zabaw dla dzieci, boiska, opaski ścian zewnętrznych domów jednorodzinnych lub do innych celów, zarówno architektonicznych, jak i estetycznych.

W stanie techniki znane jest wykorzystywanie materiałów odpadowych w postaci zużytych i przeterminowanych opon do wytwarzania wszelkiego rodzaju nawierzchni.

Przykładowo, znany jest kanadyjski opis patentowy o nr CA 2422838 opisujący elastyczny materiał na bazie gumy, stosowany do produkcji kostki brukowej oraz rosyjski wynalazek o nr RU 2717323, prezentujący sposób wytwarzania tymczasowych nawierzchni drogowych z taśm bieżnikowych opon pochodzących z recyklingu.

W stanie techniki znane jest wykorzystywanie materiałów odpadowych z opon, które przetwarzane są do formy granulowanej, czego przykładem może być amerykański opis patentowy o nr US 5514722, w którym opisano kompozycję podkładową pod sztuczną powierzchnię przeznaczoną do gry oraz sposób jej wytwarzania. Kompozycja składa się z kauczuku butadienowego, takiego jak polibutadien lub styren-butadien, który jest dostępny jako granulowane opony z polikordów z recyklingu.

Z kolei, w innym amerykańskim opisie patentowym o nr US 5258222 opisano zastosowanie okruchów opon gumowych i ziaren krzemionkowych w wyrobach budowlanych, takich jak np. podłoże na podjazdy czy gont na dachy. Proces recyklingu opon gumowych według tego dokumentu obejmuje etapy granulowania opon gumowych w celu wytworzenia grubych okruchów gumy, mieszania grubych okruchów gumy z grubymi ziarnami krzemionki w celu utworzenia ściśle upakowanej mieszaniny grubych cząstek.

W stanie techniki, materiały odpadowe w postaci zużytych i przeterminowanych opon poddawane są często procesom obróbki ubytkowej, która powoduje powstanie formy będącej wiórem gumowym, który poddawany jest w dalszych etapach kolejnym czynnościom.

Przykładem takiego wykorzystania może być japoński opis patentowy o nr JP 2009156007, w którym opisano przeznaczony do budowy chodników, będący odpadowym wiórem wyrób gumowy oraz metodę jego wytwarzania. Według opisu wynalazku, pochodząca ze zużytych opon kruszona guma ziarnista poddawana jest obróbce uszczelniającej za pomocą środka wiążącego na bazie uretanu, który pozwala na uzyskanie uszczelnionego produktu.

Stosowanie wióra gumowego ujęto także w koreańskim opisie patentowym o nr KR 20160114868, dotyczącym sztucznej murawy o właściwościach bariery termicznej. Wykonana według tego dokumentu powłoka składa się z 0,5-5 części wag. ekspandowalnego grafitu, 0,5-1 części wag. włókna hydrofilowego, 0,5-1 części wag. włókna biodegradowalnego i 10-20 części wag. mieszanki spoiwa poliuretanowego na 100 częściach wagowych wióra gumowego.

Podobnie, zastosowanie wiórów gumowych ujęto także w japońskim wynalazku o nr JP 2000303404. Dotyczy on materiału do układania nawierzchni drogowej lub podobnej oraz metody układania nawierzchni drogowej lub podobnej. W tym rozwiązaniu, otrzymane przez kruszenie zużytych opon wióry gumowe mieszane są ze spoiwem, który stanowi spieniony materiał gumowy, uzyskany przez zmieszanie niezwulkanizowanego materiału gumowego ze środkiem rozprężającym. Uzyskaną w etapie mieszania kompozycję rozprowadza się na podłożu nawierzchni drogi przy użyciu walca drogowego.

Z kolei, wykorzystanie rozdrobnionych cząstek gumy ujawnia amerykański opis patentowy o nr US 5020936. Opisano w nim skład i technikę optymalizacji nawierzchni biegowej dla zwierząt, w którym wykorzystuje się rozdrobnione cząstki gumy, mające wielkość od jednej czwartej do trzech czwartych cala. W efekcie zastosowania rozwiązania uzyskuje się sprężystą i porowatą nawierzchnię, która dodatkowo odporna jest na niekorzystne działanie wody.

W większości rozwiązań występujących w stanie techniki mamy do czynienia z powierzchniowym barwieniem nawierzchni. W efekcie, cechują się one dość ograniczoną czasowo widocznością koloru, przejawiającą się w jego stopniowym blaknięciu. Ponadto, znane nawierzchnie charakteryzują się niezadawalającą wytrzymałością, związaną z podatnością na ugniatanie, po określonym czasie użytkowania.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytworzenia barwionej nawierzchni z przetworzonych opon samochodowych, opartego o określoną recepturę, technologię mieszania, a także parametry czasowe.

W efekcie sposobu według wynalazku powstać ma barwiona nawierzchnia, o szerokiej gamie kolorystycznej, cechująca się jednolitością, pożądaną wytrzymałością oraz atutem ekonomicznym w postaci długotrwałego korzystania.

Istotą wynalazku jest sposób wytworzenia barwionej nawierzchni z przetworzonych opon samochodowych, z wykorzystaniem kauczuku butadienowo - styrenowego, charakteryzujący się tym, że po uzyskaniu w komorze mieszania temperatury wynoszącej co najmniej 30°C umieszcza się w niej mające długość od 10 do 60 mm oraz szerokość od 5 do 15 mm uzyskane z opon samochodowych włókna kauczuku butadienowo - styrenowego, a następnie do włókien kauczuku butadienowo - styrenowego dodaje się 3,5% części wag. utwardzacza w postaci ciekłego izocyjanianu transparentnego, po czym oba składniki miesza się przez okres 3 min, a po tym czasie dodaje się 0,92% części wag. pierwszej naważki sypkiego pigmentu nieorganicznego, a następnie miesza się składniki przez okres 3 minut, po czym dodaje się 0,42% części wag. pierwszej porcji wodnego roztworu katalizatora, a dalej miesza się składniki przez okres 2 min, a po tym czasie dodaje się 0,58% części wag. drugiej naważki sypkiego pigmentu nieorganicznego oraz 0,18% części wag. drugiej porcji wodnego roztworu katalizatora i dalej miesza się składniki przez okres 6 min, aż do momentu uzyskania właściwej ich dyspersji, przy czym wodny roztwór katalizatora posiada stężenie wynoszące 3%, zaś mieszanie składników odbywa się z prędkością obrotową mieszadła wynoszącą 15 obr./min, następnie otrzymaną w ten sposób, posiadającą zabarwienie oraz postać sypką mieszankę odbiera się z komory mieszania i wsypuje się do zbiornika mieszania, dodaje się lepiszcze, po czym mieszankę i lepiszcze miesza się aż do uzyskania jednolitej, zabarwionej warstwy wierzchniej, a następnie tak powstałą zabarwioną warstwę wierzchnią odbiera się ze zbiornika mieszania i nakłada się na będącą podbudową warstwę spodnią, która wraz z zabarwioną warstwą wierzchnią tworzy barwioną nawierzchnię.

Korzystnie, warstwę spodnią stanowi beton albo asfalt albo zagęszczony tłuczeń.

Korzystnie, warstwa spodnia posiada cząstki o frakcji wynoszącej od 2 do 6 mm.

Korzystnie, cząstki warstwy spodniej stanowią granulki gumy butadienowo - styrenowej albo granulki gumy etyleno-propyleno-dienowej.

Korzystnie, z zabarwionej warstwy wierzchniej oraz warstwy spodniej formuje się czworokątną płytę nawierzchniową.

Korzystnie, lepiszcze stanowi zawierający izocyjanian transparentny klej poliuretanowy.

Przykład I

W etapie pierwszym - przygotowawczym, komorę mieszania rozgrzano do temperatury wynoszącej 30°C oraz przygotowano następujące składniki: 4,2 kg ciekłego izocyjanianu transparentnego, pierwszą naważkę sypkiego czerwonego pigmentu nieorganicznego w ilości 1,1 kg, w kolorze czerwonym, pierwszą porcję wodnego roztworu katalizatora w ilości 0,5 kg i stężeniu 3%, drugą naważkę sypkiego pigmentu nieorganicznego w ilości 0,7 kg, w kolorze czerwonym oraz drugą porcję wodnego roztworu katalizatora w ilości 0,22 kg, i stężeniu 3%. Po osiągnięciu temperatury wynoszącej 30°C, za pomocą przenośnika taśmowego do komory mieszania zapakowano ścier gumowy w ilości 120 kg, występujący w postaci włókien kauczuku butadienowo styrenowego o długość od 10 do 60 mm oraz szerokości od 5 do 15 mm.

Następnie, w etapie mieszania, do komory mieszania z uprzednio zapakowanymi włóknami kauczuku butadienowo styrenowego dodano 4,2 kg ciekłego izocyjanianu transparentnego, po czym za pomocą obracającego się z prędkością obrotową wynoszącą 15 obr./min mieszadła oba składniki poddano mieszaniu przez okres 3 min. Dalej, do komory mieszania dodano pierwszą naważkę sypkiego czerwonego pigmentu nieorganicznego w ilości 1,1 kg, w kolorze czerwonym. Następnie, za pomocą obracającego się z prędkością obrotową wynoszącą 15 obr./min mieszadła wszystkie składniki poddano mieszaniu przez okres 2 minut, po czym dodano pierwszą porcję wodnego roztworu katalizatora w ilości 0,5 kg i stężeniu 3% i dalej wszystkie składniki za pomocą obracającego się z prędkością obrotową wynoszącą 15 obr./min mieszadła poddano mieszaniu przez okres 2 min. Dalej, dodano drugą naważkę czerwonego sypkiego pigmentu nieorganicznego w ilości 0,7 kg oraz drugą porcję wodnego roztworu katalizatora w ilości 0,22 kg i stężeniu 3%, po czym za pomocą obracającego się z prędkością obrotową wynoszącą 15 obr./min mieszadła składniki poddano mieszaniu przez okres 6 min. Po uzyskaniu pożądanego stanu rozproszenia wszystkich składników otrzymaną w ten sposób zabarwioną mieszankę, posiadającą postać sypką wyciągnięto z komory mieszania.

Po czym, w etapie wytworzenia zabarwionej warstwy wierzchniej, wyciągniętą z komory mieszania mieszankę przetransportowano za pomocą przenośnika taśmowego do zbiornika mieszania, do którego mieszanka została wsypana. Następnie, do zbiornika mieszania dodano lepiszcze w postaci kleju poliuretanowego, zawierającego izocyjanian transparentny, po czym mieszankę i lepiszcze zmieszano aż do uzyskania jednolitej, zabarwionej warstwy wierzchniej 1, a następnie tak powstała zabarwiona warstwa wierzchnia 1 została odebrana ze zbiornika mieszania.

Następnie, w etapie wytworzenia barwionej nawierzchni, zabarwioną warstwę wierzchnią 1 przetransportowano do miejsca przeznaczenia w postaci placu zabaw i nałożono na będącą podbudową warstwę spodnią 2, znajdującą się bezpośrednio na podłożu ziemnym. Warstwę spodnią 2 stanowiły granulki gumy butadienowo - styrenowej w postaci cząstek o frakcji wynoszącej od 2 do 6 mm. Warstwa spodnia 2 zawierała ponadto lepiszcze, stanowiące klej poliuretanowy, zawierający izocyjanian transparentny. Następnie, tak połączone ze sobą: zabarwioną warstwę wierzchnią 1 oraz warstwę spodnią 2 pozostawiono na okres 15 min, aż do całkowitego ich związania się i powstania tym samym barwionej nawierzchni.

Przykład II

Etapy: przygotowawczy, mieszania, wytworzenia zabarwionej warstwy wierzchniej, przebiegały tak jak w powyższym przykładzie I, natomiast w etapie wytworzenia barwionej nawierzchni, z zabarwionej warstwy wierzchniej 1 oraz warstwy spodniej 2, którą stanowiły granulki gumy etyleno-propylenodienowej uformowano czworokątną płytę nawierzchniową 3. Następnie płytę nawierzchniową 3 osadzono w miejscu przeznaczenia w postaci uprzednio przygotowanego zagłębienia w placu zabaw. Czworokątna płyta nawierzchniowa 3 posiadała następujące wymiary: długość: 40 cm, szerokość 40 cm oraz wysokość: 8 cm.

Sposób według wynalazku nie ogranicza się do przedstawionych powyżej przykładów wykonania. Możliwe jest również zastosowanie jednolitej warstwy dolnej wykonanej z cząstek w postaci zagęszczonego tłucznia lub innego materiału budowlanego, w tym odpadowego.

Nie ma również przeszkód, aby jednolitą warstwę dolną stanowił beton lub asfalt. W takim przypadku konieczne jest wykonanie w jednolitej warstwie dolnej określonego spadku, przeznaczo nego na odprowadzenie wody z zabarwionej warstwy wierzchniej.

Możliwe jest także, aby sama zabarwiona mieszanka stanowiła samodzielny wytwór, a więc aby pominięte zostały etapy wytworzenia zabarwionej warstwy wierzchniej oraz barwionej nawierzchni. Wówczas, zabarwiona mieszanka, po wyjęciu z komory mieszania umieszczona zostaje w opakowaniu typu big-bag, stanowiąc tym samym gotowy do sprzedaży produkt.

W celu lepszego zaprezentowania uzyskanego wytworu w postaci barwionej nawierzchni załączono rysunek, na którym poszczególne figury ujawniają:

- fig. 1: wytwór w przekroju poprzecznym, z widocznymi warstwami,

- fig. 2: zabarwioną warstwę wierzchnią w widoku z góry,

- fig. 3: płytę nawierzchniową w widoku perspektywicznym.

Na fig. 1 przedstawiono zabarwioną warstwę wierzchnią 1, na której widać scalone ze sobą włókna kauczuku butadienowo - styrenowego. Posiadają one długości wynoszące od 10 do 60 mm oraz różne szerokości wynoszące od 5 do 15 mm. Pod zabarwioną warstwą wierzchnią 1 widać jednolitą warstwę spodnią 2, która wykonana została z cząstek występujących w postaci granulek kauczuku butadienowo - styrenowego o frakcji wynoszącej od 2 do 6 mm.

Fig. 2 ujmuje zabarwioną warstwę wierzchnią 1, z widocznymi włóknami kauczuku butadienowo - styrenowego, które posiadają różne długości, wynoszące od 20 do 55 mm oraz różne szerokości, wynoszące od 7 do 14 mm. Do zabarwienia użyto sypkiego pigmentu nieorganicznego o różnych kolorach, wybranych z palety RAL.

Jak widać na fig. 3, wytwór występuje w postaci prostopadłościennej płyty nawierzchniowej 3. Zaznaczono zabarwioną warstwę wierzchnią 1 z widocznymi włóknami kauczuku butadienowo - styrenowego oraz jednolitą warstwę spodnią 2.

Zaprezentowany na 3 wytwór występuje w postaci prostopadłościennej płyty 3, jednakże możliwe jest, aby posiadał inny kształt geometryczny. Kształt ten determinowany jest przeznaczeniem barwionej nawierzchni i/lub względami estetycznymi. W efekcie możliwe jest tworzenie kształtowo zróżnicowanych powierzchniowo barwionych nawierzchni, które dodatkowo mogą posiadać różne kolory.

Sposób według wynalazku umożliwia zabarwienie zużytych, czarnych opon samochodowych, zarówno samochodów osobowych, jak i ciężarowych, a barwione włókna kauczuku butadienowo - styrenowego występują w różnych, wyżej zaprezentowanych wielkościach.

Po uzyskaniu wytworu, następuje jego transport do miejsca przeznaczenia, w którym wykonywane są dalsze prace wykończeniowe, związane z odpowiednim ułożeniem barwionej nawierzchni na ustalonym podłożu. Po jego ułożeniu możliwe jest usunięcie łączeń pomiędzy poszczególnymi płytami, tak aby powstała jednolita płaska nawierzchnia, co ma szczególne znaczenie w przypadku np. boisk i placów zabaw. Możliwe jest także pozostawienie widocznych łączeń pomiędzy płytami.

W porównaniu do wytworów występujących w stanie techniki, w których barwienie ogranicza się do pojedynczego barwienia powierzchniowego, stosowane w sposobie według wynalazku barwienie nawierzchni za pomocą dwuskładnikowego systemu barwiącego w postaci dwóch naważek sypkiego pigmentu nieorganicznego oraz pełniącego rolę utwardzacza ciekłego izocyjanianu transparentnego zapewnia istotnie wyższy stopień pokrycia wytworu określoną barwą.

W efekcie takiego sposobu barwienia zapewniona jest znamiennie dłuższa trwałość kolorystyki barwionej nawierzchni, co z kolei istotnie podwyższa walory ekonomiczne wynalazku.

Kolor na jaki barwiona jest jednolita warstwa górna dobierany jest z palety kolorów RAL, przy czym z uwagi na fakt, że w sposobie sypki pigment nieorganiczny dodawany jest poprzez dwie naważki, możliwe jest dowolne mieszanie barwników i uzyskiwanie w ten sposób specyficznej kolorystyki.

Wynalazek w postaci sposobu wytworzenia barwionej nawierzchni z przetworzonych opon samochodowych będzie miał swoje zastosowanie w budownictwie, zwłaszcza do budowy wielofunkcyjnych powierzchni użytkowych, przeznaczonych na place zabaw dla dzieci, boiska, opaski ścian zewnętrznych domów jednorodzinnych lub do innych celów, zarówno architektonicznych, jak i estetycznych.

Claims (9)

1. Sposób wytworzenia barwionej nawierzchni z przetworzonych opon samochodowych, z wykorzystaniem kauczuku butadienowo - styrenowego, znamienny tym, że po uzyskaniu w komorze mieszania temperatury wynoszącej co najmniej 30°C umieszcza się w niej mające długość od 10 do 60 mm oraz szerokość od 5 do 15 mm, uzyskane z opon samochodowych włókna kauczuku butadienowo - styrenowego, a następnie do włókien kauczuku butadienowo - styrenowego dodaje się 3,5% części wag. utwardzacza w postaci ciekłego izocyjanianu transparentnego, po czym oba składniki miesza się przez okres 3 min, a po tym czasie dodaje się 0,92% części wag. pierwszej naważki sypkiego pigmentu nieorganicznego, a następnie miesza się składniki przez okres 3 minut, po czym dodaje się 0,42% części wag. pierwszej porcji wodnego roztworu katalizatora, a dalej miesza się składniki przez okres 2 min, a po tym czasie dodaje się 0,58% części wag. drugiej naważki sypkiego pigmentu nieorganicznego oraz 0,18% części wag. drugiej porcji wodnego roztworu katalizatora i dalej miesza się składniki przez okres 6 min, aż do momentu uzyskania właściwej ich dyspersji, przy czym wodny roztwór katalizatora posiada stężenie wynoszące 3%, zaś mieszanie składników odbywa się z prędkością obrotową mieszadła wynoszącą 15 obr./min, następnie otrzymaną w ten sposób, posiadającą postać sypką zabarwioną mieszankę odbiera się z komory mieszania i wsypuje się do zbiornika mieszania, dodaje się lepiszcze, po czym zabarwioną mieszankę i lepiszcze miesza się aż do uzyskania jednolitej, zabarwionej warstwy wierzchniej (1), a następnie tak powstałą zabarwioną warstwę wierzchnią (1) odbiera się ze zbiornika mieszania i nakłada się na będącą jednolitą podbudową warstwę spodnią (2), która wraz z zabarwioną warstwą wierzchnią (1) tworzy barwioną nawierzchnię.

2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę spodnią (2) stanowi beton.

3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę spodnią (2) stanowi asfalt.

4. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę spodnią (2) stanowi zagęszczony tłu- czeń.

5. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa spodnia (2) posiada cząstki o frakcji wynoszącej od 2 do 6 mm.

6. Sposób, według zastrz. 5, znamienny tym, że cząstki warstwy spodniej (2) stanowią granulki gumy butadienowo - styrenowej.

7. Sposób, według zastrz. 5, znamienny tym, że cząstki warstwy spodniej (2) stanowią granulki gumy etyleno-propyleno-dienowej.

8. Sposób, według zastrz. 1-7, znamienny tym, że z zabarwionej warstwy wierzchniej (1) oraz warstwy spodniej (2) formuje się czworokątną płytę nawierzchniową (3).

9. Sposób, według zastrz. 1-8, znamienny tym, że lepiszcze stanowi klej poliuretanowy, zawierający izocyjanian transparentny.