SE517092C2 - Förfarande för framställning av pulver av elastikt material - Google Patents

Description

l5 517 092 2 gurnrniavfallet och huvuddelen måste brännas, användas som fyllnadsmaterial eller deponeras tillsammans med hushållsavfall. Återvinning av gummi har hittills fokuserats på relativt okomplicerade tillämpningar, så som sprängrnattor, tillsats i asfalt eller framställning av vibrationsdämpande golvmaterial.

Skurna eller rivna gummifragment kan också användas som sådana, t ex för jord- förbättring, som fyllnadsmaterial vid byggen, t ex vägbyggen för rekreation eller travbanor mm. Inblandning i kompost har också föreslagits.

Det amerikanska patentet U.S. 4,3 86,182 slår fast att finfördelat vulkaniserat gummi för tillverkning av terrnoplastiska elastomerblandingar skall ha en genomsnittlig partikelstorlek mindre än 1,5 mm. Enligt en annan källa, U.S. 5,157,082 som avser framställning av en termoplastisk komposition innefattande partiklar av vulkaniserat gummi, fordras att gumrnit är i form av malda, finfördelade partiklar av en genomsnittlig storlek om 1,5 mm eller mindre.

Det är emellertid mycket svårt att uppnå denna grad av sönderdelning i industriella tillämpningar. Mekanisk sönderdelning eller malning av vulkaniserat gummi till en partikel- storlek om 1,5 mm eller mindre är mycket svårt p g a materialets elastiska egenskaper och den avsevärda uppkomsten av värme vid mekanisk bearbetning. Dessutom så ökar gummits elasticitet vid förhöjd temperatur.

Teknikens ståndpunkt För närvarande löses ovannämnda problem genom användning av den så kallade kryomalningsmetoden för sönderdelning av ett elastiskt material till homogen och liten partikelstorlek. Enligt detta förfarande kyls gummiföremål eller grova gurmnifragment till ca. ~80°C med flytande kväve. Vid den temperaturen blir gummit skört och kan krossas mekaniskt, vanligen i en hammarkvarn. Det sönderdelade gummit siktas sedan i skakande såll och sorteras i önskade fraktioner med avseende på partikelstorlek. Gummipulvret sorteras vanligen i fraktioner från ca 0 - 0,2 mm till 1 - 4 mm. I praktiken utgör de mest åtråvärda fraktionerna, dvs de under 1,5 mm, endast en mindre del av den totala mängden gummipulver.

Detta förfarande är dessutom relativt kostnadsintensivt, eftersom det åtgår ca 0,5 kg kväve för bearbetning av l kg gummi.

Vidare beskriver WO 98/20067, av samma uppfinnare som i föreliggande uppfinning, ett förfarande för framställning av en materialsarnmansättning där återvunnet vulkaniserat gummi utgör den huvudsakliga komponenten. Beskrivningen offentliggör ett förfarande och 517 092 en sammansättning som kännetecknas av användningen av expanderbara mikrosfárer. De expanderbara niikrosfárerna tillsätts i en mängd om ca 2 till 30 viktprocent av sammansättningen.

Sålunda föreligger fortfarande ett behov av nya förfaranden för behandling av elastiska avfallsmaterial och i synnerhet vulkaniserat gummi, för att omvandla detta till ett användbart råmaterial och möjliggöra effektiv återvinning.

Sammanfattning av uppfmningen Det har överraskande visat sig att ovan nämnda problem löses medelst ett förfarande enligt bilagda patentkrav. Sammanfattningsvis löses problemen av att man först bildar en sammansatt kropp som huvudsakligen består av vulkaniserat gummiavfall och en mindre mängd terrnoplastiskt material som bindemedel, varpå denna underkastas mekanisk bearbetning. Ett homogent, finfördelat pulver bildas då enklare och till än lägre kostnad än medelst förfaranden enligt teknikens ståndpunkt.

Beskrivning Föreliggande uppfinning avser ett forfarande för sönderdelning av elastiska material.

Begreppet ”sönderdelning” avser omfatta varje tänkbar metod för att mekaniskt framställa ett partikelforrnigt material eller pulver, såsom malning. Begreppet ”elastiskt material” innefattar i detta sammanhang alla material, vilkas elastiska egenskaper gör dem svåra att sönderdela.

Begreppet ”gummi” avser i detta sammanhang alla vulkaniserade elastomerblandningar av naturligt eller syntetiskt ursprung och används som exempel på elastiska material.

Relativt stora bitar eller krats av vulkaniserats gummi kan enkelt framställas medelst väl kända metoder, t ex skärning eller rivning. Enligt föreliggande uppfinning blandas sådant rivet gummi med ett terrnoplastiskt material i partikelform. Blandningen placeras sedan i en form som går att stänga och sammanpressas kraftigt, lämpligen till ca hälften av blandningens ursprungliga volym, för att avlägsna luft som eventuellt inneslutits i blandningen. Den stängda formen upphettas sedan till det termoplastiska materialets mjukningspunkt eller till en temperatur om ca 150 till 200 °C. Genom verkan av temperatur och tryck samrnanbinder det termoplastiska materialet gummipartiklarna till en sammansatt kropp som bibehåller sin form efier att den avlägsnats ur formen. n n a n~ o . o | . o ø ø o o o .o 517 092 4 Mängden gummi i blandningen kan varieras enligt den önskade gummihalten i slut- produkten, det finfördelade gurnrriipulvret. lämpligen är mängden gummi den högsta mängd som fortfarande ger en sammansatt kropp med nödvändig mekanisk hållfasthet. Enligt en utföringsform av uppfinningen är mängden gummi i intervallet ca 50 till ca 80 viktprocent av den totala blandningen, lämpligen ca 80 viktprocent. Mängden gummi beror naturligtvis inte bara på de önskade egenskapema hos slutprodukten, utan även på de bindingsegenskaper som uppnås med det ternioplastiska materialet och storleken på kratset som används i varje enskilt fall.

Beroende på valet av termoplastiskt material och mängden gummi, kan partikel- storleken varieras mellan 1,5 till 20mm och en tjocklek om ca 1 till 3 mm. Lämpligen är gummikratset som används i föreliggande förfarande gummi med en partikelstorlek i intervallet ca 5 till 10 mm och en tjocklek om ca 3 mm. Detta är en vanligt förekommande restprodukt, t ex från regummering av däck.

Det termoplastiska materialet som används enligt uppfinningen lämpligen valt bland EVA, PE, PP, EPM eller ett likvärdigt material eller en blandning därav. Det termoplastiska materialet används i form av ett pulver eller granulat. Dä man väljer typ av termoplastiskt material och dess mängd, skall man beakta den avsedda användningen för det framställda pulvret. Om pulvret är avsett för vidare bearbetning, såsom pressgjutmng, sarrnnanpressning, extrudering eller fonnsprutning, väljs typ och mängd av termoplastiskt material naturligtvis med beaktande av detta. Lämpligen används EVA.

Då den kylda sammansatta kroppen avlägsnas ur formen kan den hanteras på önskat sätt, t ex lagras, transporteras, försäljas etc innan den underkastas mekanisk bearbetning.

Formen och därmed den sammansatta kroppens fonn väljs så att den framställda kroppen får en fonn som lämpar sig för vidare behandling och i synnerhet mekanisk bearbetning. Lämpligen har den sammansatta kroppen en avlång form, t ex en stång med cirkulärt, rektangulärt eller kvadratiskt tvärsnitt.

Enligt uppfinningen underkastas den sammansatta kroppen mekanisk bearbetning och pulvexiseras av snabbt roterande verktyg med ett flertal skär. Det skärande verktyget kan vara ett liknande verktyg som de som används för att avlägsna slitbanan på däck före regummering. Dessa har ofta sågtandade skär eller element, fastsatta i skåror av skruvtyp. Det l0 517 092 är uppenbart att ett flertal andra verktyg eller sammansättning av verktyg kan användas, förutsatt att det önskade finfördelade gummipulvret bildas.

Slutproduktens partikelstorlek och storleksfördelníng styrs medelst valet av tandstorlek hos det skärande verktyget och lämplig inställning av rotatíonshastighet hos verktyget och/eller kraften med vilken den sammansatta kroppen matas mot det roterande verktyget.

Detta har visat sig vara ett mycket tillförlitligt sätt att styra partikelstorleken.

Under den mekaniska bearbetningen kyls det skärande verktyget och/eller den sammansatta kroppen lämpligen med ett kylrnedium, t ex vatten eller luft.

Förutom att det löser problem förknippade med teknikens ståndpunkt, så öppnar föreliggande förfarande nya möjligheter. Eftersom det utgör ett avsevärt mycket mer kostnadseffektivt förfarande för framställning av gummipulver med homogen och jämförelsevis liten partikelstorlek, så möjliggör förfarandet enligt uppfinningen nya användningar för gummiavfall. Pulvret som fitainställs medelst förfarandet enligt uppfinningen kan enkelt anpassas för avsedd användning, eftersom produktens egenskaper påverkas av typ och mängd termoplastiskt material.

Föreliggande förfarande är inte begränsat till behandling av vulkaniserat gummi eller vulkaniserat gummi fiån bildäck eller däck från andra fordon, utan kan tillämpas på transportband, gumrnimattor etc. Som beskrivits tidigare gör förfarandet det möjligt att sönderdela elastiskt material av olika ursprung utan att kryotennisk bearbetning behövs.

Pulvret som framställts medelst förfarandet enligt uppfinningen är lämpligt för framställning av olika fjädrande, ljud- eller vibrationsdämpande eller värmeisolerande material och i synnerhet produkter som framställs i stora volymer. En icke-uttömmande lista över produkter innefattar mattor för vägar och lekplatser, bullerskydd, staket eller andra barriärer för bullerbekärnpning, mattor för jämvägsövergångar, vibrations- eller ljuddämpande skikt, isoleringsmaterial etc. För framställning av föremål där det är av betydelse att materialet fullständigt fyller håligheter i formen, kan pulvret blandas med expanderbara rnikrosfärer såsom beskrivits i WO 98/20067 av samma uppfinnare.

Exempel Gummipartíklar med en partikelstorlek om ca 5 till 1G mm och en tjocklek om ca 3 mm erhölls från en regummeringsverkstad. EVA i pulverfonn erhölls från Exxon Chemicals Co. 517 092 :f- 6 Materialet blandades noggrant i víktfórhâllandet 80:20 och sammanpressades för att avlägsna ' luft som inneslutits i blandningen. Den sarnrnanpressade blandningen uppvärmdes i en form till 150 °C under ca 30 minuter. Efier nedkylning avlägsnades de sammansatta kroppama ur formen.

Den sammansatta kroppen underkastades sedan mekanisk malning, med användning av ett konventionellt verktyg fór avlägsnade av slitbanan från använda däck. Genom att anpassa malningsparametrarna ffainställdes ett pulver med en partikelstorlek om ca. 0,2 till 0,5 mm.

Detta pulver användes sedan för framställning av ljuddämpande mattor.

Claims (5)

10 15 517 092 7 Patentkrav

1. Förfarande för sönderdelning av vulkaniserat gummi, kännetecknat av att - fiagment av vulkaniserat gummi blandas med ett termoplastiskt material, varpå blandningen uppvärrns i en form och bildar en sammansatt kropp av nänmda fragment och det termoplastiska materialet, - den sammansatta kroppen sönderdelas mekaniskt till ett pulver med en partikelstorlek mindre än 1,5 mm.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att blandningen av fragment av vulkaniserat gummi och ett termoplastiskt material samrnanpressas och upphettas till ca 150 till 200 °C.

3. Förfarande enligt något av krav 1 - 2, kännetecknat av att det termoplastiska materialet väljes ur gruppen bestående av EVA, PE, PP, EPM eller en blandning därav.

4. F örfarande enligt något av krav 1 - 2, kännetecknat av att det termoplastiska materialet är EVA.

5. ~ Ett homogent pulver av ett termoplastiskt material och vulkaniserat gummi, framställt medelst förfarandet enligt krav l.