由回用废轮胎制成的模塑材料和产品 【技术领域】
本发明一般地涉及回用产品领域。
背景技术
从某些材料制成的循环利用产品的益处是众所周知的。例如，塑料制品和铝密封外壳的循环利用已经成为很普通的事情。这些制品的循环利用有助于保护环境、节省能量和提供回用材料以生产新的产品。相反，废轮胎的循环利用则刚刚起步。在许多国家废轮胎是一个重大的问题，包括美国，其每年增加2亿5千万以上的废轮胎。如贯穿本说明书中所使用的，术语“废轮胎”被定义为在进行任何处理之前整个磨损的或损坏的轮胎。在过去，废轮胎和其它废料一道作为垃圾进行填埋。目前废轮胎被禁止填埋。在过去的几年中，一些公司已将废轮胎切割和加工成称作“轮胎粒片”的东西。将轮胎粒片用于产生轮胎衍生燃料(TDF)，其可以燃烧产生能量并正用于水泥窑和其它发电用途。在整个说明书中，将术语“轮胎细片”(“tire shred”)定义为将整个废轮胎第一次切割成轮胎细片，其通常是较大的碎片(pieces)，大约2×2平方英寸，在轮胎细片中残留有钢筋、金属丝、尼龙、和织物。在整个说明书中，将术语“轮胎粒片”定义为轮胎细片的进一步切割并用于产物TDF，尺寸通常是1×1英寸，同时在轮胎粒片中残留有钢筋、金属丝、尼龙、和织物。然而，与煤一样，TDF是污染燃料并已经遇到来自环境部门的阻力。近年来，回用废轮胎也已经被加工成称作“废胶末”的东西。在整个说明书中，将术语“废胶末”定义为废轮胎进一步地尺寸减小为较小地粒度，其中钢筋、金属丝、尼龙、和织物已被除去。废胶末的适合尺寸是10/30目，其目前正用作橡胶柏油路结构的成分。废胶末也用在橡胶模塑工业中，以制造诸如橡胶垫、车轮白垩(wheel chalks)、交通锥标基座、轻型货车底座衬垫、以及挡泥板这样的产品。
【发明内容】
本发明的一个目的是利用回用废轮胎获得模塑材料，其可用于模制各种各样的工业品。
本发明涉及一种从整个废轮胎和回用塑料制造的工业品及其制造方法。在一个具体实施例中，制品是工业用平板架(pallet)，用于贮存和运输由回用废轮胎材料和回用塑料的结合制成的商品、货物、和产品。该平板架包括多种具有不同表面积的回用轮胎颗粒、多种具有不同表面积的回用塑料片、以及涂布轮胎颗粒和塑料片的所有表面积的粘合剂。具有不同表面积的回用轮胎颗粒及回用塑料片和粘合剂的结合制成坚固和耐用的平板架。本发明也涉及由回用轮胎颗粒和回用塑料片的结合制造平板架的方法，其在一个具体实施例中包括以下步骤：产生多种不同尺寸回用轮胎颗粒和多种回用塑料片的混合物；将粘合剂加到混合物中，以由此涂布不同尺寸回用轮胎颗粒和不同尺寸回用塑料片的所有表面并提供模塑材料；通过重量测定将模塑材料传送到模具中，其与平板架组分一致；在模具内施用加热和施加压力一段时间；以及使部件从模具和压机脱模并在部件被组装成成品平板架之前允许其继续固化预定的时间。
附图简要说明
参照附图将会更好地理解本发明的下述详细描述，其中：
图1是显示制造根据本发明产品的方法的高级流程图；
图2是显示图1所示方法的一个步骤的流程图；
图3A和3B是显示用于制备本发明的模塑材料的方法的高级示意图。
【具体实施方式】
本发明涉及一种由整个废轮胎和回用塑料制成的模塑材料，其可以用来制造各种各样的具有高强度、刚性、以及耐用性的诸如工业用平板架(未示出)这样的工业品。该平板架可用于贮存和运送商品、货物、和产品。
模塑材料通常包括从整个废轮胎加工成的回用轮胎颗粒。在本说明书中，术语轮胎颗粒由此被定义为另外的粒状轮胎粒片至颗粒，其尺寸范围是从3/4英寸至更小，(指的是小于3/4英寸的材料)同时除去了金属丝和钢筋。模塑材料进一步包括从回用塑料制品制成的回用塑料片。该模塑材料进一步包括环氧粘合剂混合物以粘合回用轮胎颗粒和回用塑料片。具有不同表面积的回用废轮胎颗粒和具有不同表面积的回用塑料片的结合使粘合剂能够基本且有效地涂布轮胎颗粒和回用塑料片的所有表面积以提供可用来模制各种工业品的模塑材料，这些工业品具有高质量密度及没有孔隙并且是坚固、具刚性、以及耐用的。
图1-3显示本发明的方法的一个具体实施例，用于制造模塑材料和工业品如平板架。参照图1，其中高级方框图显示本发明的方法的一个具体实施例。如方框100所示，该方法通常包括收集整个废轮胎并加工成轮胎颗粒的第一步骤。如方框102所示，该方法的下一个步骤是收集回用塑料制品并加工成所需尺寸的塑料片。如方框104所示，该方法的下一个步骤是在间歇式混合器中混合回用轮胎颗粒和回用塑料片。如方框106所示，该方法的下一个步骤是将轮胎颗粒和塑料片移动或传输到涂布转鼓中，在此将环氧粘合剂引入并允许涂布轮胎颗粒和塑料片的所有表面，从而制造模塑材料。如方框108所示，该方法进一步包括通过重力将模塑材料沉积到模具中的步骤。如方框110所示，该方法进一步包括用传送机将其中具有模塑材料的模具传送通过预热室平台(stage)的步骤，接着将模具放置在液压机中，在此将模具加热并压缩一定时间。如方框112所示，该方法的下一个步骤是从模具除去部件。如方框114所示，该方法的下一个步骤是将模塑部件组装成诸如平板架这样的产品。如方框116所示，该方法的下一个步骤是在发货给用户之前将经组装的产品进行固化。
参照图2，其中高级方框图描述了收集整个废轮胎并加工成轮胎颗粒的步骤100。如方框202所示，第一步骤是将整个轮胎除去胎边(de-bead)以从轮胎的侧壁除去高锡铅合金钢胎边钢丝(hightinsel steel bead wire)。该步骤可利用轮胎去胎边机来完成。如方框204所示，下一个步骤是将整个废轮胎切割成轮胎细片，这些轮胎细片的尺寸大约为2×2平方英寸。该步骤可通过使用轮胎切碎机(shredding machinery)来完成。如方框206所示，下一个步骤是通过第二粉碎机和粒度分级器对轮胎细片进行处理以将轮胎细片降低至1×1平方英寸的尺寸。如方框208所示，下一个步骤是将轮胎细片加入造粒机以进一步将轮胎细片降低至轮胎颗粒。如方框210所示，下一个步骤是通过磁性交叉带分离器(magnetic cross beltseparator)对轮胎颗粒进行处理以从橡胶除去和分离钢筋和金属丝。如方框212所示，下一个步骤是通过筛子对轮胎颗粒进行处理以分离轮胎颗粒至所需要的尺寸。如方框214所示，下一个步骤是通过第二造粒机和粒度分级器对较大的轮胎颗粒进行处理以产生最终尺寸颗粒，将其再次进行筛分以产生不同的尺寸。轮胎颗粒的最终尺寸是3/4英寸至更小。如方框216所示，下一个步骤是通过一系列的筛卸料传送机(sifter discharge conveyors)对轮胎颗粒进行处理以保证得到不同尺寸轮胎颗粒的适当混合物。如方框218所示，最后步骤是检查轮胎颗粒以保证各种尺寸(3/4英寸至更小)轮胎颗粒的质量和一致性。轮胎颗粒的尺寸在3/4英寸至更小的范围内对于模塑材料和所得到产品的质量是至关重要的。
模塑材料和所得到的产品如平板架是由多种不同尺寸的回用废轮胎颗粒和多种不同尺寸的回用塑料片的结合而制成。联合使用不同尺寸的轮胎颗粒和不同尺寸的塑料片允许加入环氧粘合剂，其可以基本且有效地涂布轮胎颗粒和塑料片的所有表面并且其导致模塑材料随时可以传送到模具通过模塑工艺进行生产，如压缩模塑。固化后，由模塑材料制成的产品具有高质量密度并没有孔隙，其可提供坚固、具刚性、以及耐用的平板架。以下所列为各种模塑材料的组合物，其是按照轮胎颗粒、塑料片、以及粘合剂进行详细说明，同时列出了模塑压力、温度、和时间：回用轮胎颗粒尺寸 相对重量％ 相对重量％ 相对重量％ 相对重量％3/4英寸 35％ 50％ 50％ 60％1/2英寸 20％ 30％ 30％ 40％1/4英寸 20％ 10％ 20％ 0％10/30目 10％ 10％ 0％ 0％轮胎抛光(翻胎) 15％ 0％ 0％ 0％回用HDPE塑料片尺寸 相对重量％ 相对重量％ 相对重量％ 相对重量％1/4英寸 60％ 50％ 70％ 80％1/8英寸 40％ 50％ 30％ 20％ 轮胎颗粒 (重量％) HDPE塑料片 (重量％) 环氧粘合剂 (重量％) 温度 (F) 压力 (PSI) 模塑时间 (分钟) 固化时间 (小时) 70％ 12％ 18％ 350 120 12 50-100 75％ 8％ 17％ 350 120 12 50-100 75％ 15％ 10％ 400 140 10 50-100 80％ 8％ 12％ 400 140 8 50-100 65％ 20％ 15％ 375 120 10 50-100
参照图3A和3B，其中显示制造模塑材料和产品的方法的另一具体实施例。如方框402所示，该方法通常包括将轮胎颗粒传送至第一料斗(未示出)的步骤。如方框404所示，该方法进一步包括将塑料片传送至第二料斗(未示出)的步骤。如方框406所示，该方法进一步包括将环氧粘合剂(2份)传送至补给装置(staging unit)(未示出)的步骤。如方框408所示，该方法进一步包括将测定数量的来自第一料斗的轮胎颗粒传送至4个涂布转鼓的步骤。如方框410所示，该方法进一步包括将测定数量的来自第二料斗(未示出)的塑料片传送至4个涂布转鼓的步骤。如方框412所示，该方法进一步包括将测定数量的来自补给装置(未示出)第一料斗的环氧粘合剂传送至4个涂布转鼓的步骤。混合的环氧粘合剂(2份)，测量传送至涂布转鼓(4)。如方框414所示，该方法进一步包括在转鼓中混合轮胎颗粒、塑料片、和环氧树脂的步骤以在每个转鼓中提供模塑材料。如方框416所示，该方法进一步包括将测定数量的模塑材料传送到模具盆(mold pans)的步骤。如方框418所示，该方法进一步包括在传送机上振动模具盆的步骤以导致模塑材料均匀分布在模具盆内。模塑材料呈现基本上零流动特性。如方框420所示，该方法进一步包括将传送机上的模具盆移至预热工段(未示出)的步骤。如方框422所示，该方法进一步包括预热模塑材料至约375华氏度的步骤。如方框424所示，该方法进一步包括将模具盆插入压缩模塑机的步骤。如方框426所示，该方法进一步包括压缩模塑材料同时加热一定时间的步骤。如方框428所示，该方法进一步包括从压缩模塑机取下模具盆的步骤。如方框430所示，该方法进一步包括沿传送带移动模具盆以使其冷却的步骤。如方框432所示，该方法进一步包括从模具盆取下模塑部件的步骤。如方框434所示，该方法进一步包括在组装前堆垛和固化模塑部件的步骤。如方框436所示，该方法进一步包括用经模塑部件组装产品的步骤。
回用废轮胎颗粒可获自任何废轮胎加工者，其具有机器和设备来将颗粒切割至制造材料和产品(包括平板架)所需的尺寸。回用HDPE塑料片可获自塑料回收者。环氧粘合剂优选为100％的固体和没有VOC(挥发性有机化合物)，其可获自大多数化学制品和环氧树脂生产商。一个这类环氧树脂生产商是Copps Industries，Inc.，10600 N.Industrial Drive，Mequon，WI。
以上描述主要用于说明的目的。本发明可以其它形式体现或以其它方式实施而不偏离本发明的精神或范围。仍然涵盖在本发明的精神或范围内的改进和变化对本领域技术人员来说将是显而易见的。