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Die Erfindung betrifft eine thermoplastische Masse enthaltend ein Harz und ein Protein sowie daraus erhältliche Formkörper
Es ist eine grosse Anzahl von synthetischen, teilweise Naturstoffe enthaltenden Werkstoffen für die verschiedensten Zwecke, insbesondere für Zubehörteile, Mobelelemente jeglicher Art, und für die verschiedensten Branchen und Gewerbebereiche bekannt, die jedoch den Nachteil aufweisen, dass sie wenig umweltfreundlich entsorgbar und zumindest zu wesentlichen Teilen nicht biologisch abbaubar sind.
In letzter Zeit werden daher verstärkt Anstrengungen unternommen, Werkstoffe zur Verfügung zu stellen, die vollstandig oder wenigstens zum grössten Teil aus Naturstoffen bestehen und eine ebenso gute Formbarkeit sowie vergleichbare Eigenschaften wie die bekannten Werkstoffe aufwei- sen Em weiteres Kriterium bei der Entwicklung solcher Stoffe ist die Verarbeitbarkeit dieser neuen formbaren Stoffe mit herkömmlichen Verfahren und in bereits bestehenden Anlagen
Eine thermoplastische Werkstoffmasse der eingangs genannten Art ist aus der EP-B - 0 675 920 und der FR-B - 837. 617 bekannt.
Gemäss EP-B - 0 675 920 enthält die als Werkstoff für den Spntzguss verwendbare Zusammen- setzung mindestens ein Naturharz und ein oder mehrere Starke und/oder Eiweiss enthaltende Naturprodukte Als Naturharz finden hierbei Kopale und Dammarharze sowie Gilsonit Verwendung.
Die Zusammensetzung gemäss FR-B - 837. 617 umfasst eine aus der Gruppe der Proteine, Stär- ken und ihrer Derivate ausgewählte und in Wasser kolloidal lösliche Substanz, ein harziges Materi- al, wie ein Natur- oder Kunstharz, ein Lösungsmittel für das harzige Material, ein Alkali und ein organisches Aluminiumsalz.
Unter Naturharzen sind hierbei Harze pflanzlicher oder tierischer Herkunft zu verstehen, wobei pflanzliche natürliche Harze auf Ausscheidungen (Exsudaten) von speziellen Pflanzen, meist Bäumen, basieren, die nach natürlichen oder künstlich herbeigeführten Verletzungen als meist klebrige Massen ausfliessen und an der Luft infolge der Verdunstung flüchtiger Komponenten sowie von Polymerisations- und Oxidationsreaktionen erstarren Fossile naturliche Harze, wie z.B Kopa- le, Kaurikopale oder Bernstein, werden weltweit als Ablagerungen gefunden Frisch gewonnene Naturharze sind zum Beispiel unter den Bezeichnungen Acaroid- oder Acroid-Harze, Canadabal- sam, Japanlack, Dammarharz, Drachenblut, Myrrhe, Venezianischer Terpentin, Kolophonium etc. bekannt.
Zu den unvorteilhaften Eigenschaften der Naturharze zählen eine geringe Temperatur- und Alterungsbeständigkeit, insbesondere eine geringe Beständigkeit gegenüber Sauerstoff, welche zu unansehnlichen Produkten fuhrt, sowie mangelnde Lichtbestandigkeit Ein weiteres Problem bei der Verwendung von Naturharzen ist in deren hoher Knstallisationsneigung zu sehen, welche bereits nach kurzer Lagerzeit der Produkte zu einer starken Versprodung führt.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine thermoplastische Masse bereitzustellen, die im wesentlichen biologisch abbau- bare Stoffe enthalt, aber trotzdem in ihren Eigenschaften, z.B. Wasserresistenz, Steifigkeit etc , bekannten Formmassen synthetischer Natur vergleichbar ist bzw. bestimmten Anforderungen angepasst werden kann. Insbesondere sollen die Probleme, die bei der Verwendung von Naturhar- zen auftreten, vermieden werden. Weiters soll die thermoplastische Masse leicht mit bekannten Mitteln verarbeitbar sein und eine gute Entformbarkeit bzw. Formtrennung aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäss dadurch gelöst, dass ein chemisch modifiziertes Natur- harz verwendet wird Die erfindungsgemässe thermoplastische Masse enthält somit em Harz und ein Protein, wobei das Harz ein chemisch modifiziertes Naturharz ist.
Unter dem Begnff "chemische Modifizierung" ist im Sinne der Erfindung eine Änderung der ko- valenten (Elektronenpaar-) Bindungen des Naturharzes zu verstehen, welche durch ein Brechen bestehender oder durch em Ausbilden neuer kovalenter Bindungen bewirkt wird Von diesem Begriff ist jedoch nicht die Bildung von Salzen, z. B. Ca- oder Zn-Resmaten, umfasst, da es sich hierbei um Bindungen ionischen Charakters handelt.
Chemisch modifizierte Harze wurden bislang nur bei der Herstellung von Anstrichmittel, für Druckfarben und insbesondere für Klebstoffe ("Klebharze") als sogenannte Tackifier verwendet Darunter sind klebngmachende Stoffe zu verstehen, mit deren Hilfe aus geeigneten Rückgratpoly- meren Klebstoffe formulierbar werden, d. h. die Klebharze verleihen den Rückgratpolymeren u a adhäsive, benetzende, klebng-machende Eigenschaften
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Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass beim Mischen der an sich klebrigen Substanzen Protein und Naturharz nicht klebrige Mischungen mit guter Entformbarkeit erhalten werden können.
Die Modifikation der Naturharze ermöglicht weiters ein breiteres Anwendungsspektrum und einen erweiterten Temperaturbereich.
Während das Protein eine an sich nicht thermoplastische Substanz ist, sondern in Verbindung mit Flüssigkeiten nur einen stark klebrigen Teig ergibt, wird es beim Mischen mit dem Harz zu einer thermoplastischen Masse, die immer wieder durch Erhitzen flüssig bis pastos wird und beim Erkal- ten erstarrt Die Proteine verleihen der thermoplastischen Masse weiters eine gute Formbeständig- keit, so dass sich gefertigte Teile nicht verziehen und nicht schrumpfen
Der Harzbestandteil der thermoplastischen Masse bringt vorteilhaft eine Erhöhung der Wasser- resistenz mit sich.
Aus der EP-B - 0 712 428 ist ein thermoplastischer Formkörper bekannt, der auf einer Form- masse aus Partikeln eines pflanzlichen Fasermatenals, welche in einer bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck in einen gelschmelzeartigen Zustand überführten Matrix aus einem Biopoly- mer eingebettet sind, sowie auf weiteren Zusätzen basiert, wobei die Fasern von einer Harzsäure- komponente durchtränkt sind. Als Harzsäurekomponente werden Harzsäuren, wie sie bei der Aufarbeitung von natürlichen Harzen anfallen, Harzsäurederivate und modifizierte, z. B mit Polyo- len veresterte Harzsauren, verwendet.
Abgesehen davon, dass bei dieser Formmasse zwingend pflanzliche Fasern vorgesehen sind, werden als weitere Komponente Harzsäuren, die als Produkte aus natürlichen Harzen gewonnen werden, oder modifizierte Harzsauren eingesetzt Die erfindungsgemässe thermoplastische Masse enthält jedoch ein chemisch modifiziertes Naturharz, so dass eine Gewinnung von Harzsäuren aus den Naturharzen nicht notig ist.
Vorzugsweise ist die chemische Modifizierung eine Veresterung mit einem Alkohol, eine Dime- risierung oder eine Diels-Alder-Reaktion.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Harz ein disproportioniertes, hydriertes oder poly- merisiertes Kolophonium oder ein Kolophoniumderivat. Hierzu zählen auch Harzester und Harz- alkohole.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Naturharz ein Polyterpen ist. Unter Polyterpenen sind Polymerisate, auf Basis natürlich vorkommender cycloali- phatischer Verbindungen, z. B alpha-Pinen oder beta-Pinen, die aus (C10)-Einheiten bestehen, zu verstehen.
Als Protein werden vorteilhaft sowohl pflanzliche Proteine, vorzugsweise ein Konzentrat mit mindestens 50 % Proteingehalt (N x 6,25) oder ein Isolat mit mindestens 70 % Proteingehalt, beispielsweise Proteine, die als Nebenprodukte in der Stärkeindustrie anfallen, wie z.B. Weizenglu- ten, Maisprotein, Kartoffelprotein, oder Proteine aus der Ölindustrie, wie z. B.
Rapsextraktionsschrot oder Leguminosenproteine wie Sojaprotein, als auch tierische Proteine eingesetzt, unter welchen Abfalle aus der Leder-erzeugenden Industrie, wie Falzspäne und Leimleder, Haare oder Neben- produkte aus der Milch-, Blut- und Fleischverarbeitung, wie Kollagene, Gelatine und Keratine, zu verstehen sind
Bevorzugt enthalt die thermoplastische Masse einen Füllstoff Dieser kann aus der bekannten Gruppe der anorganischen Füllstoffe sein, die auch in Kunststoffen oder in der Papierindustrie Verwendung finden. Als anorganische Füllstoffe eignen sich beispielsweise Glimmer, Kaolin, Titandioxid, Talkum etc. Diese sind vor allem bei der Erzeugung sehr steifer Produkte von Vorteil und bewirken auch einen zusätzlichen positiven Effekt in der Formtrennung.
Es konnen jedoch auch Fasern auf Basis zellulosehaltiger Materialien, wie Holz, Chemiefasern, Flachs, Hanf, Kokos etc., als Füllstoffe Anwendung finden, insbesondere wenn ein geringes Produktgewicht und ein geringerer Aschegehalt im Fall einer thermischen Verwertung erreicht werden sollen
Kautschuke, welche in Pulver- oder Granulatform vorliegen, sind ebenfalls als Zusatzstoff mög- lich Kautschuk-Latices sind als Zusatzstoffe bzw. Füllmittel nicht so gut geeignet, da sie wenig alterungsbeständig sind und ausserdem aufgrund ihres emulgierten oder dispergierten Charakters zu viel Flüssigkeit in die Gesamtmischung einbringen. Bei Wassergehalten ab 5 % in der Gesamt- masse kommt es bereits zu Expansionen durch Aufschaumen an der Extruderdüse und man erhalt keine dichten Granulate.
Vorteilhaft enthalt die thermoplastische Masse zusätzlich einen modifizierten Kautschuk. Durch
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die Zugabe von modifiziertem Fest-Kautschuk sind hohe Elastizitäten und Dehnungswerte zu erreichen. Als zusätzlicher Effekt tritt eine Erhöhung der Wasserresistenz auf
Zweckmässig wird ein halbtrocknendes oder trocknendes O1, wie z.B Leinöl, gegebenenfalls mit einem Sikkativ, oder ein modifiziertes Pflanzenöl, z. B. epoxidiertes Leinöl bei der Herstellung der thermoplastischen Masse zugesetzt. Durch diese Massnahme lässt sich ebenfalls sehr gut die Wasserresistenz verbessern. Über die Reaktivgruppe der Öle kommt es zu einer Anbindung an die Proteine, welche die Hydrophobizitat erhöht und ein Ausschwitzen des Ols verhindert.
Als weitere Zusatzstoffe kann die thermoplastische Masse auch Weichmacher, beispielsweise Polyole wie Glycenn oder Sorbitol, enthalten Diese verringern die Expansionsneigung und führen zu weniger biegefesten Produkten.
Farbstoffe können ebenfalls vorteilhaft in der thermoplastischen Masse enthalten sein.
Zur Erzeugung geschäumter, leichter Teile aus der thermoplastischen Masse muss der Was- sergehalt entsprechend angehoben werden Die Gleichgewichtsfeuchte bei 50 % rel F. und 23 C liegt in Abhängigkeit von der Rezeptur etwa bei 2-5 % Wasser
Vorzugsweise ist das Masseverhältnis von Harz zu Protein zwischen 1,0 ' 1,5 und 1,0 :4,0.
Als bevorzugte Ausgestaltung wird eine thermoplastische Masse mit der Massgabe bean- sprucht, dass kein pflanzliches Fasermaterial enthalten ist.
Die Erfindung betrifft auch Formkörper, die durch thermisches Verformen einer erfmdungsge- mässen thermoplastischen Masse erhältlich sind. Bevorzugte Formkörper werden durch Spritzgie- #en einer erfindungsgemässen thermoplastischen Masse erhalten.
Weitere bevorzugte Formkorper liegen in geschaumtem Zustand vor
Die Herstellung der thermoplastischen Masse kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Mischung der Einzelsubstanzen, chemisch modifiziertes Naturharz, Protein sowie gegebenenfalls Füllstoff bzw Zusatzstoffe), in einem beheizbaren Kneter oder einem Extruder vereinigt, aufge- schlossen bzw. geschmolzen und gegebenenfalls zu einem Granulat geformt werden. Wahrend der Bearbeitung kann auch Flüssigkeit, z. B. Weichmacher oder Pflanzenöl, zudosiert werden. Die Bearbeitung erfolgt zweckmässig in einem Temperaturbereich von 50 bis 160 C, vorzugsweise zwischen 80 und 130 C.
Die thermoplastische Masse kann in vielen Anwendungsgebieten Verwendung finden. Mittels Spritzguss konnen zum Beispiel Spielzeuge, Teile für den Gartenbereich und die Automobilindu- stne, Uhrenarmbander, Befestigungsbänder oder Klammern im Obst- und Weinbau sowie Schraubverschlüsse erzeugt werden.
Durch Extrusion konnen Folien oder Platten fur die weitere thermische Verarbeitung im Tiefzieh- oder Pressverfahren, Platten als Damm- oder Trittschallplat- ten, Stanzunterlagen, Abdeckfolien, flexible Profile, Dichtungslippen und vieles mehr hergestellt werden
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert, wobei in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen der Unterschied zwischen der erfindungsgemässen thermo- plastischen Masse und dem Stand der Technik sowie die Vorteile der Erfindung veranschaulicht werden
Technische Daten zu den Beispielen:
Extrusion - Herstellung von Granulaten
Es wurden gegenläufige Doppelschneckenextruder der Firmen Collin und Cincinnati und ein gleichläufiger Extruder der Firma Werner Pfleiderer verwendet.
Die Zylindertemperaturen lagen zwischen 30 und 150 C Wenn in den Beispielen nicht explizit beschrieben, wurden die extrudier- ten Stränge in einem Wasserbad gekühlt, mit einem Gebläse getrocknet und mit einem Stranggra- nulator geschnitten
Spritzguss
Die in den folgenden Beispielen beschriebenen Spritzgussmuster wurden auf konventionellen Spritzgussmaschinen der Firma Engel und Battenfeld hergestellt. Die Zylindertemperatur betrug 80 - 150 C, der Einspritzdruck ca 1000 bar, und es wurde ein der Mischung angepasster Nach- druck verwendet. Die Werkzeugtemperatur betrug 20 C. Wenn in den Beispielen nicht explizit beschrieben, war sowohl der Einzug der Granulate wie auch die Entformung der gespritzten Teile problemlos
Physikalische Messungen
Die Messungen wurden an einer Universalprüfmaschine der Fa. Frank durchgeführt.
Der
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Durchstossversuch wird mit einem konischen Stempel mit einer kugelförmigen Spitze (Durchmesser 10 mm) und einem kreisförmigen Auflager (Durchmesser 40 mm) gemessen. Aus der Maximalkraft und dem Weg bei Bruch wird die Durchstossarbeit errechnet. Die Zugprüfung wird an Schulterstä- ben gemessen Die spezifische Zugarbeit ergibt sich aus der Maximalkraft, dem Weg bei Bruch und der Querschnittsfläche
In den Beispielen bzw. Vergleichsbeispielen 1 und 2 werden naturbelassenes Kolophonium bzw. das Calciumsalz des Kolophoniums (Calciumresinat) chemisch modifizierten unpolaren Natur- harzen gegenübergestellt. Als Vertreter fur die chemisch modifizierten Harze dienen ein verester- tes Kolophoniumharz und ein Polyterpen (hergestellt aus a und # Pinen).
Beispiel 1
Eine Mischung aus 172,5 verestertes Kolophoniumharz, Erweichungspunkt 85 C, (Dertoline SG2) 250 g granulatformiger Naturkautschuk (Heyplast NC 90 der Fa. Tiefenbacher), 300 g Glim- mer und 327,5 g Weizengluten wird in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder bei Tempe- raturen zwischen 50 und 130 C verarbeitet. Die Massetemperatur liegt bei 125 C, der Massedruck bei 80 bar Die dabei erhaltenen Stränge sind regelmassig und von hoher Festigkeit. Die Stränge werden anschliessend granuliert Das Granulat wird in einer Spritzgiessmaschine zu Prüfstäben verarbeitet. Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkorper sind in Tabelle 1 zusammenge- fasst.
Vergleichsbeispiel 1
Wie Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass anstelle von Dertoline SG2 172,5 g Balsamharz (natur- belassenes Kolophonium, Erweichungspunkt 85 C) eingesetzt werden. Die dabei erhaltenen Stränge sind unregelmässig und von geringer Festigkeit. Die Stränge können nicht durch das Was- serbad gezogen und anschliessend granuliert werden. Für die Weiterverarbeitung an der Spritz- gussmaschine werden die Strangbruchstücke manuell zerkleinert. Die Strangbruchstücke werden in einer Spritzgiessmaschine zu Prüfstäben verarbeitet. Das Einziehverhalten ist problematisch. Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkörper sind in Tabelle 1 zusammengefasst
Beispiel 2
Wie Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass anstelle von Dertoline SG2 172,5 g eines Polyterpens (Dertolyte M115 der Fa. DRT, Erweichungspunkt 115 C) eingesetzt werden.
Die dabei erhaltenen Strange sind regelmassig und von hoher Festigkeit Die Stränge werden anschliessend granuliert.
Das Granulat wird in einer Spritzgiessmaschine zu Prüfstäben verarbeitet Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkörper sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Vergleichsbeispiel 2
Wie Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass anstelle von Dertoline SG2 172,5 g Calciumresinat (Er- kazit 110 der Fa Kraemer, Erweichungspunkt 110 C) eingesetzt werden. Die dabei erhaltenen Strange sind sprode und brechen leicht Die Strangbruchstucke werden anschliessend manuell zerkleinert Die Strangbruchstucke werden in einer Spritzgiessmaschine zu Prüfstaben verarbeitet Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkorper sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
EMI4.1
<tb>
Tabelle <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Schwindung <SEP> % <SEP> 1. <SEP> Biegeversuch <SEP> 2. <SEP> Biegeversuch <SEP> Zugarbeit <SEP> kJ/m2
<tb>
<tb>
<tb> F-max <SEP> F-max
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> 1,5 <SEP> 2. <SEP> 463 <SEP> N <SEP> 2,184 <SEP> N <SEP> 44,3
<tb>
<tb> Vergleichsbeispiel <SEP> < 0,1 <SEP> 5,981 <SEP> N <SEP> nicht <SEP> möglich <SEP> 2,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 1,940 <SEP> N <SEP> 1,778 <SEP> N <SEP> 63,9
<tb>
<tb>
<tb> Vergleichsbeispiel <SEP> 2 <SEP> 0,1 <SEP> 8,233 <SEP> N <SEP> nicht <SEP> möglich <SEP> 6,
42
<tb>
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Die in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 beschriebenen Mischungen ergeben bei der Extrusion äusserst brüchige Stränge geringer Festigkeit und konnen daher nicht durch das Wasserbad gezo- gen und anschliessend granuliert werden Die daraus hergestellten Spritzgussteile haben eine geringe Festigkeit und sind nicht elastisch
Die in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Mischungen hingegen ergeben Spritzgussteile hoher Festigkeit und Elastizität Als Mass fur die Festigkeit wird die spezifische Zugarbeit herange- zogen. Das elastische Verhalten wird mittels wiederholter Biegebelastung beschrieben
In den Beispielen bzw Vergleichsbeispielen 3 - 5 wird der Einfluss des Proteins auf die Klebng- keit der Extrudate und der Schwindung der Spritzgussteile beschrieben
Beispiel 3
Eine Mischung aus 100 g Polyterpen (Dertolyte M115 der Fa.
DRT), 100 g pulverförmiger Naturkautschuk (PC 10 der Fa. Weber und Schaer), 300 g Glimmer und 200 g Weizengluten wird in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder bei Temperaturen zwischen 50 und 130 C verarbeitet. Die Massetemperatur liegt bei 125 C, der Massedruck bei 85 bar. Die dabei erhalte- nen Stränge sind regelmassig und von hoher Festigkeit. Die Stränge werden anschliessend granu- liert Das Granulat wird in einer Spritzgiessmaschine zu Prüfstaben verarbeitet. Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkorper sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Vergleichsbeispiel 3
Wie Beispiel 3 mit der Ausnahme, dass die doppelte Menge an Kautschuk und kein Protein ein- gesetzt werden Der Massedruck liegt bei 60 bar. Die erhaltenen Strange sind regelmässig, von hoher Elastizität, jedoch klebrig. Die Strange konnen nur unter massivem Einsatz von Talkum als Trennmittel granuliert werden Bei Lagerung verklumpen die Granulate trotz Trennmittel relativ schnell Das Granulat wird in einer Spritzgiessmaschine zu Prüfstäben verarbeitet Das Einziehver- halten ist aufgrund der Klebrigkeit der Granulate problematisch. Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkorper sind in Tabelle 2 zusammengefasst
Beispiel 4
Eine Mischung aus 100 g Polyterpen (Dertolyte M115 der Fa DRT), 130 g Glimmer und 200 g Weizengluten wird in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder bei Temperaturen zwischen 50 und 130 C verarbeitet.
Die Massetemperatur liegt bei 125 C, der Massedruck bei 90 bar. Die dabei erhaltenen Stränge sind regelmassig und relativ sprode, jedoch von hoher Festigkeit. Die Strange werden anschliessend granuliert Das Granulat wird in einer Spritzgiessmaschine zu Prüf- staben verarbeitet Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkorper sind in Tabelle 2 zusam- mengefasst
Vergleichsbeispiel 5
Wie Vergleichsbeispiel 3 mit der Ausnahme, dass die doppelte Menge an Naturharz eingesetzt wird Der Massedruck liegt bei 36 bar Die erhaltenen Strange sind regelmassig und klebrig Die Strange können auch bei Einsatz von Trennmittel nicht granuliert und weiterverarbeitet werden
EMI5.1
<tb> Tabelle <SEP> 2
<tb>
<tb> Schwindung <SEP> Klebrigkeit
<tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> 0,
1 <SEP> nicht <SEP> klebrig <SEP>
<tb> Vergleichsbeispiel <SEP> 13 <SEP> - <SEP> klebrig <SEP>
<tb> Beispiel <SEP> 4 <SEP> 0,1 <SEP> nicht <SEP> klebrig <SEP>
<tb> Vergleichsbeispiel <SEP> 5 <SEP> nicht <SEP> möglich <SEP> extrem <SEP> klebrig
<tb>
In den Beispielen 6-8 werden typische Mischungen fur die Herstellung von proteinhaltigen thermoplastischen Werkstoffen beschrieben Es konnen Proteine tierischer wie auch pflanzlicher Herkunft verwendet werden Die Mischung aus Beispiel 7 beinhaltet einen anorganischen Füllstoff,
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die Mischung in Beispiel 8 einen organischen Fullstoff.
In der Tabelle 3 sind die Werte für die Durchstossarbeit von konditionierten Proben (Lagerung bei 50 % r F und 23 C) und nassen Proben (Lagerung in Wasser für zwei Stunden) angegeben.
Daraus erkennt man die hervorragende Wasserbestandigkeit dieser Muster.
Beispiel 6
Eine Mischung aus 325 g Polyterpenharz (Dertolyte M115 der Fa DRT), 500 g pulverförmiger Naturkautschuk (PC 10 der Fa. Weber & Schaer), 600 g Falzlederspane (12 % Feuchte) und 6 g Calciumstearat wird in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder bei Temperaturen zwischen 50 und 130 C verarbeitet. Die Massetemperatur liegt bei 130 C, der Massedruck bei 130 bar Die dabei erhaltenen Stränge werden anschliessend granuliert. Man erhält ein fur die weitere Verarbei- tung in Spritzgussmaschmen, Pressen, Extrudern etc. geeignetes Granulat. Das Granulat wird in einer Spritzgiessmaschine mit 14 x 14 cm grossem und 3 mm dickem Plattenwerkzeug verarbeitet Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkorper sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
Beispiel 7
Eine Mischung aus 260 g verestertes Kolophoniumharz (Dertoline SG2 der Fa. DRT), 400 g pulverförmiger Naturkautschuk (PC 10 der Fa Weber & Schaer), 600 g Glimmer, 800 g Weizenglu- ten und 20 g Titandioxid wird in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder bei Temperaturen zwischen 50 und 130 C verarbeitet. Die Massetemperatur liegt bei 125 C, der Massedruck bei 40 bar. Die dabei erhaltenen Stränge werden anschliessend granuliert. Man erhalt ein für die weite- re Verarbeitung in Spritzgussmaschinen, Pressen, Extrudern etc. geeignetes Granulat. Das Granu- lat wird in einer Spritzgiessmaschine mit 14 x 14 cm grossem und 3 mm dickem Plattenwerkzeug verarbeitet. Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkörper sind in Tabelle 3 zusammenge- fasst.
Beispiel 8
Wie Beispiel 7, mit der Ausnahme, dass anstelle von Glimmer Holzspäne eingesetzt werden Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkorper sind in Tabelle 3 zusammengefasst
EMI6.1
<tb> Tabelle <SEP> 3
<tb>
<tb> Oberfläche <SEP> Ausformung <SEP> Schwindung <SEP> Durchstossarbeit <SEP> Zug- <SEP> Dehnung
<tb> festigkeit
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> nicht <SEP> eben <SEP> 2,7 <SEP> % <SEP> 4,55 <SEP> J <SEP> 3,78 <SEP> J <SEP> 1,20 <SEP> 16
<tb> klebrig <SEP> N/mm2
<tb> Beispiel <SEP> 7 <SEP> nicht <SEP> eben <SEP> 1,0% <SEP> 3,84 <SEP> J <SEP> 3,85 <SEP> J <SEP> 1,24 <SEP> 33,3 <SEP> % <SEP>
<tb> klebrig <SEP> N/mm2
<tb> Beispiel <SEP> 8 <SEP> nicht <SEP> eben <SEP> 0,8 <SEP> % <SEP> 1,05 <SEP> J <SEP> 1,08 <SEP> J <SEP> 1,0 <SEP> 14,
2 <SEP> % <SEP>
<tb> klebrig <SEP> N/mm2
<tb>
Die folgenden Beispiele 9-12 veranschaulichen die Herstellung bevorzugter Ausführungsformen von erfindungsgemassen thermoplastischen Massen, die besonders gute Eigenschaften hinsichtlich Formbarkeit, Wasserresistenz, Expandierbarkeit und Farbung aufweisen
Beispiel 9
Eine Mischung aus 800 g Polyterpen (Dertolyte M115 der Fa DRT), 500 g epoxidiertem Leinöl und 1500 g Lederspänen wird in einem gleichläufigen Doppelschneckenextruder bei Temperaturen zwischen 50 und 130 C verarbeitet Die Massetemperatur liegt bei 125 C, der Massedruck bei 14 bar Die dabei erhaltenen Strange sind regelmässig und werden anschliessend granuliert
Beispiel 10
Eine Mischung von 6550 g Weizengluten, 3450 g Polyterpen (Dertolyte M115), 5000 g granu-
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lierter Naturkautschuk (Heyplast NC 90), 6000 g Kaolin,
100 g Calciumstearat und 200 g Titandi- oxid wird in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder bei Temperaturen zwischen 50 und 140 C mit einem Durchsatz von 20 kg/h extrudiert. In der zweiten Zone des Extruders wird mittels einer Flüssigkeitsdosierung 1,13 kg/h einer Mischung Glycerin/Wasser (99:1 Gewichtsanteile) zugepumpt. Die Massetemperatur beträgt 130 C, die Massedruck 85 bar. Man erhält dichte, nicht expandierte Strange mit hoher Elastizität. Die Strange werden granuliert und können entsprechend weiterverarbeitet werden.
Beispiel 11
Eine Mischung von 6550 g Weizengluten, 3450 g Polyterpen (Dertolyte M115), 5000 g granu- latformiger Naturkautschuk (Heyplast NC 90), 6000 g Kaolin, 100 g Calciumstearat und 200 g Titanoxid wird in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder bei Temperaturen zwischen 50 und 140 C mit einem Durchsatz von 20 kg/h durch eine Breitschlitzduse mit einer Lippenweite von 2 mm extrudiert. In der zweiten Zone des Extruders werden mittels einer Flüssigkeitsdosierung 1,13 kg/h Wasser zugepumpt, entsprechend einem Wassergehalt von 8,2 Gew-%. Die Massetem- peratur betragt 130 C, der Massedruck 85 bar. Man erhalt geschäumte Bander mit einer Dicke von 4 mm und mit guter Festigkeit.
Beispiel 12
Eine Mischung aus 260 g verestertes Kolophoniumharz (Dertoline SG 2 der Fa. DRT), 400 g pulverförmiger Naturkautschuk (PC 10 der Fa. Weber & Schaer), 600 g Glimmer, 800 g Sojapro- teinisolat und 45 g Solar Scharlach 2G (Direktfarbstoff der Fa. Clariant) wird in einem gegenläufi- gen Doppelschneckenextruder bei Temperaturen zwischen 50 und 130 C verarbeitet Die Masse- temperatur liegt bei 125 C, der Massedruck bei 40 bar.
Die dabei erhaltenen Stränge werden anschliessend granuliert Man erhält ein für die weitere Verarbeitung in Spritzgussmaschinen, Pres- sen, Extrudern etc. geeignetes rotes Granulat
Die Beispiele 13 bis 20 veranschaulichen die hervorragende Eignung der erfindungsgemässen thermoplastischen Masse zur Herstellung verschiedenster Formkorper sowie deren Rezyklierbar- keit
Beispiel 13
Das Granulat aus Beispiel 6 wird in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder aufge- schmolzen und durch eine Schlitzdüse (60 mm) einem Kalander zugeführt Man erhält Folienbän- der mit 300 (am Dicke und guter Festigkeit
Beispiel 14
Das Granulat aus Beispiel 8 wird in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder aufge- schmolzen und durch eine Breitschlitzduse (300 mm)
extrudiert und auf einem Forderband abge- legt Man erhält 3 mm starke flexible Platten
Beispiel 15
Entsprechend Beispiel 6 wird das Granulat in einer Spritzgussmaschine mit einem 14 x 14 cm und 3 mm starken Plattenwerkzeug verarbeitet. In die dem Anguss gegenüberliegende Seite des Werkzeugs wird ein 14 x 14 cm grosses, 1 mm dickes Buchenholzfurnier eingelegt Das Furnier wird somit hinterspritzt Die Haftung der thermoplastischen Masse an dem Furnier ist ausgezeich- net In weiteren Versuchen werden statt dem Furnier Lederflecken, Kunststofffolien, Lyocellvliese und Polyestergewebestücke eingelegt Die Haftung an diesen Materialien ist sehr gut
Beispiel 16
In einem Doppel-Z-Kneter mit Austragsschnecke wird eine Mischung von 2,5 kg Polyterpen (Dertolyte S 135 der Fa DRT) und 4,2 kg granulatformiger Naturkautschuk Heyplast NC50)
bei 145 C Manteltemperatur zu einer homogenen Masse geknetet. Die Manteltemperatur wird auf 135 C gesenkt, und es werden 5,5 kg Falzlederspäne (Feuchte 12%) zugegeben. Nach kurzer Zeit entsteht eine homogene thermoplastische Masse, der 1,2 kg Lyocellfasern (15 dtex Kurzschnitt 6 mm) zugegeben werden Die Fasern verteilen sich in kurzer Zeit in der Masse Anschliessend
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wird durch die Austragsschnecke durch eine Lochdüse ausgepresst. Diese Stränge werden durch einen beheizten Kalander gefahren, und man erhält ein Folienband mit 1 mm Starke.
Beispiel 17
In einem Doppel-Z-Kneter mit Austragsschnecke werden 3000 g Polyterpen (Dertolyte M115 der Fa. DRT) bei 130 C Manteltemperatur aufgeschmolzen. Anschliessend werden 6000 g Weizen- gluten (Feuchte 12%) und 60 g Natriumsulfit zugegeben Nach kurzer Zeit entsteht eine homogene thermoplastische Masse. Anschliessend wird durch die Austragsschnecke durch eine Lochduse ausgepresst Die Strange werden zerkleinert und anschliessend in einer Plattenpresse zu durch- scheinenden dünnen Folien gepresst.
Beispiel 18
Die Folienbänder aus Beispiel 16 werden in einer Tiefziehmaschine zu Schalen verarbeitet.
Beispiel 19
Zwei 20 x 20 cm grosse Platten aus Beispiel 14 werden an jeweils einer Oberfläche mit einem IR-Strahler erwarmt Anschliessend werden diese Flächen aufeinander gelegt und in einer Collin- Plattenpresse mit 10 bar Hydraulikdruck verpresst Der entstehende Laminat hat einen ausgezeich- neten Verbund
Beispiel 20
Die Angusse aus Beispiel 15 werden geschreddert und dem Granulat aus Beispiel 1 beim Spritzguss zugesetzt. Es ist eine vollständige Wiederverwertung möglich.