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TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine thermoplastische Masse enthaltend ein Harz und ein Protein, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie daraus erhältliche Formkörper.
HINTERGRUND UND ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Es ist eine grosse Anzahl von synthetischen, teilweise Naturstoffe enthaltenden Werkstoffen für die verschiedensten Zwecke, insbesondere für Zubehörteile, Möbelelemente 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 vollständig oder wenigstens zum grössten Teil aus Naturstoffen bestehen und eine ebenso gute Formbarkeit sowie vergleichbare Eigenschaften wie die bekannten Werkstoffe aufweisen. Ein 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 Spritzguss verwendbare Zusammensetzung mindestens ein Naturharz und ein oder mehrere Stärken 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, Stärken und ihrer Derivate ausgewählte und in Wasser kolloidal lösliche Substanz, ein harziges Material, 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 natürliche Harze, wie z.B.
Kopale, Kaurikopale oder Bernstein, werden weltweit als Ablagerungen gefunden. Frisch gewonnene Naturharze sind zum Beispiel unter den Bezeichnungen Acaroid-Harze, Canadabalsam, Japanlack, Dammarharz, Drachenblut, Myrrhe, Venezianischer Terpentin, Kolophonium etc. bekannt.
Naturharze enthalten überwiegend Harzsäuren und verfügen über eine gewisse Oberflächenklebrigkeit.
Zu den unvorteilhaften Eigenschaften der Naturharze zählen eine geringe Temperatur- und Alterungsbeständigkeit, inbesondere eine geringe Beständigkeit gegenüber Sauerstoff, welche durch Verfärbungen zu unansehnlichen Produkten führt, sowie mangelnde Lichtbeständigkeit und Klebrigkeit. Ein weiteres Problem bei der Verwendung von Naturharzen ist in deren hoher Kristallisationsneigung zu sehen, welche bereits nach kurzer Lagerzeit der Produkte zu einer starken Versprödung führt.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine thermoplastische Masse bereitzustellen, die im wesentlichen biologisch abbaubare Stoffe enthält, 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 Naturharzen auftreten, vermieden werden. Weiters soll die thermoplastische Masse leicht mit bekannten Mitteln verarbeitbar sein und eine gute Entformbarkeit bzw. Formtrennung aufweisen.
Die erfindungsgemässe thermoplastische Masse enthält ein Naturharz und ein Protein, wobei das Harz ein chemisch modifiziertes Naturharz ist.
Unter dem Begriff chemische Modifizierung" ist im Sinne der Erfindung eine Änderung der kovalenten (Elektronenpaar-) Bindung des Naturharzes zu verstehen, welche durch ein Brechen bestehender oder durch ein Ausbilden neuer kovalenter Bindungen bewirkt wird. Von diesem
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Begriff ist jedoch nicht die Bildung von Salzen, z. B. Ca- oder Zn-Resinaten, umfasst, da es sich hierbei um Bindungen ionischen Charakters handelt, bei denen die Säurezahl nur bis auf ca. 40 mg KOH/g reduzierbar ist. Ebenfalls nicht umfasst sind modifizierte Harze, bei denen durch das Modifizierungsmittel die ursprünglichen Eigenschaften des Naturharzes so verändert wurden, dass es in seinen Merkmalen den Grundeigenschaften des Modifizierungsmittels weitgehend nahekommt und somit den Kunstharzen zuzuordnen ist.
Chemisch modifizierte Naturharze wurden bislang nur bei der Herstellung von Anstrichmitteln, für Druckfarben und insbesondere für Klebstoffe (.Klebharze") als sogenannte Tackifier verwendet.
Darunter sind klebrigmachende Stoffe zu verstehen, mit deren Hilfe aus geeigneten Rückgratpolymeren Klebstoffe formulierbar werden, d. h. die Klebharze verleihen den Rückgratpolymeren u. a. adhäsive, benetzende, klebrigmachende Eigenschaften.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass beim Mischen der beiden an sich klebrigen Substanzen Protein und Naturharz nicht klebrige Mischungen mit guter Entformbarkeit erhalten werden können. Durch die chemische Modifikation der Naturharze wird ein breiteres Anwendungsspektrum, Oxidationsstabilität und ein erweiterter Temperaturbereich erzielt. Weiters wird die Säurezahl und die Kristallisationsneigung der Naturharze durch die chemische Modifikation reduziert.
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 chemisch modifizierten Naturharz zu einer thermoplastischen Masse, die immer wieder durch Erhitzen flüssig bis pastös wird und beim Erkalten erstarrt. Die Proteine verleihen der thermoplastischen Masse weiters eine gute Formbeständigkeit, so dass sich gefertigte Teile nicht verziehen und nicht schrumpfen. Da Polypeptide hydrophile und hydrophobe Seitenketten besitzen, ist die Voraussetzung für eine gute Verträglichkeit sowohl mit hydrophilen Polymeren, beispielsweise Stärke, als auch mit hydrophoben Polymeren, beispielsweise Kautschuk oder synthetischen Kunststoffen, gegeben.
Aufgrund der freien Gruppen (-NH2,-COOH, -OH,-SH) der Aminosäuren in den Polymerketten der Proteine können die Proteine modifiziert werden, im Werkstoff mit anderen Komponenten reagieren oder Reaktionen katalysieren. Für die Modifizierung können Alkalien oder leicht reduzierende Agenzien verwendet werden. Somit lässt sich die erfindungsgemässe, thermoplastische Masse über einen weiten Bereich hinsichtlich Steifheit und Elastizität variieren.
Der erfindungsgemässe chemisch modifizierte Naturharzbestandteil der thermoplastischen Masse bringt vorteilhaft eine Erhöhung der Wasserresistenz mit sich.
Aus der EP-B - 0 712 428 ist ein thermoplastischer Formkörper bekannt, der auf einer Formmasse aus Partikeln eines pflanzlichen Fasermaterials, welche in einer bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck in einen gelschmelzartigen Zustand überführten Matrix aus einem Biopolymer eingebettet sind, sowie auf weiteren Zusätzen basiert, wobei die Fasern von einer Harzsäurekomponente durchtränkt sind. Als Harzsäurekomponente werden Harzsäuren, wie sie bei der Aufarbeitung von natürlichen Harzen anfallen, Harzsäurederivate und modifizierte, z. B. mit Polyolen veresterte Harzsäuren, verwendet.
Abgesehen davon, dass bei dieser Formmasse zwingend pflanzliche Fasern vorgesehen sind, werden als weitere Komponente Harzsäuren, die als Produkt aus natürlichen Harzen gewonnen werden, oder modifizierte Harzsäuren eingesetzt. Die erfindungsgemässe thermoplastische Masse enthält jedoch ein chemisch modifiziertes Naturharz, so dass eine Gewinnung von Harzsäuren aus den Naturharzen nicht nötig ist.
Zur chemischen Modifizierung sind jene Reaktionen geeignet, die dem Naturharz eine ausreichende Licht- und Oxidationsbeständigkeit verleihen, gegebenenfalls die aerobe Weiteroxidation des Harzes verhindern, und die Säurezahl des Naturharzes auf kleiner oder gleich 30 mg KOH/g senken. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das chemisch modifizierte Naturharz unpolar.
Gegebenenfalls ist die chemische Modifizierung eine Veresterung mit einem ein- oder mehrwerti- gen Alkohol; eine Di- Oligo- oder Polymerisierung; Hydrierung, Dehydrierung ; eine Diels- Alder-Reaktion.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Harz ein disproportioniertes, hydriertes oder polymerisiertes Kolophonium oder ein Kolophoniumderivat. Hierzu zählen auch Harzester, beispielsweise Maleinatharze, und Harzalkohole.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Naturharz ein Polyterpen ist. Unter Polyterpenen sind Polymerisate, auf Basis natürlich vorkommender cycloaliphatischer
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Verbindungen, z.B. alpha-Pinen oder beta-Pinen, die aus (C,o)-Einheiten bestehen, zu verstehen.
Selbstverständlich können auch zwei oder mehrere chemisch modifizierte Harze in der erfindungsgemässen thermoplastischen Masse zum Einsatz kommen.
Darüber hinaus sind im Sinne der gegenständlichen Erfindung zu "Naturharze" auch einzelne Harzsäuren, wie beispielsweise Abietin-, Neoabietin, Levopimar-, Pimar-, Isopimar-, Palustrin- oder Dehydroabietinsäure, zu zählen.
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. Weizengluten, Maisprotein, Kartoffelprotein, oder Proteine aus der Ölindustrie, wie z. B. Rapsextraktionsschrot oder Leguminosenproteine wie Sojaprotein, als auch tierische Proteine eingesetzt, unter welchen Abfälle aus der Leder-erzeugenden Industrie, wie Falzspäne und Leimleder, Lederschleifstaub, Haare, Wolle, Baumwolle, Seide, oder Nebenprodukte aus der Milch-, Blut- und Fleischverarbeitung, wie Kollagene, Gelatine und Keratine, zu verstehen sind. Die Lederabfälle sollen aus schwermetallfreier Gerbung stammen, vorzugsweise stammen sie aus vegetabiler Gerbung.
Einige tierische Proteine ("Skleroproteine"), wie Kollagen oder Proteine aus Leder, Seide, Haare oder Wolle, verfügen über eine lineare Struktur, mit der sie der thermoplastischen Masse durch zusätzliche Vernetzung Festigkeit verleihen können. Die Tertiärstruktur der Proteine, die unter Anderem durch S-Brücken stabilisiert wird, lässt sich leicht und reversibel öffnen, wodurch die Polymerketten leichter zugänglich und dichter gepackt werden können, und damit eine hohe Festigkeit bzw.
Steifheit der thermoplastischen Masse erzielbar ist.
Tierische und pflanzliche Proteine, beispielsweise Leder und Gluten, sind auch miteinander kombiniert einsetzbar. Beispielsweise kann mit dem Anteil an tierischen Proteinen in der Proteinmischung, die Festigkeit der thermoplastischen Masse variiert und eingestellt werden. Mischungen aus Leder und pflanzlichem Protein besitzen weiters eine besonders gute Wärmeformbeständigkeit, so dass sie bei der thermischen Umformung, z. B. Spritzguss, weniger schrumpfen als Massen mit ausschliesslich tierischem Proteinanteil.
Vorzugsweise ist das Masseverhältnis von chemisch modifizierten Naturharz zu Protein zwischen 1,0 : 1,5 und 1,0 : Die thermoplastische Masse kann zumindest einen Füllstoff enthalten. Dieser kann aus der be- kannten Gruppe der anorganischen Füllstoffe sein, die auch in Kunststoffen oder in der Papierindustrie Verwendung finden. Als anorganische Füllstoffe eignen sich beispielsweise Glimmer, Kaolin, Titandioxid, Kreide, Talkum, etc. Durch Zugabe von Graphit kann man ein leitfähiges Material erhalten ohne dass dabei die thermoplastische Masse durch den anorganischen Zusatz spröde wird. Diese Füllstoffe sind vor allem bei der Erzeugung sehr steifer Produkte von Vorteil und bewirken auch einen zusätzlichen positiven Effekt in der Formtrennung.
Es können jedoch auch Fasern auf Basis zellulosehältiger Materialien, wie Holz, Chemiefasern, Flachs, Hanf, Kokos etc., als Füllstoff Anwendung finden, insbesondere wenn ein geringes Produktgewicht und geringerer Aschegehalt im Fall einer thermischen Verwertung erreicht werden soll.
Organische Füllstoffe binden Wasser, verringern die Expansion und verstärken die Festigkeit. Der Zusatz harzreicher Hölzer verbessert die Quellung der thermoplastischen Masse.
Elastomere, beispielsweise Kautschuke, welche in Pulver- oder Granulatform vorliegen, sind ebenfalls als Zusatzstoff möglich. 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 Gesamtmasse kommt es bereits zu Expansionen durch Aufschäumen an der Extruderdüse und man erhält keine dichten Granulate.
Die thermoplastische Masse kann auch einen modifizierten Kautschuk enthalten. Durch die Zugabe von modifiziertem Fest-Kautschuk sind hohe Elastizitäten und Dehnungswerte zu erreichen. Als zusätzlicher Effekt tritt eine Erhöhung der Wasserresistenz auf.
Unter den synthetischen Elastomeren sind, beispielsweise thermoplastische Elastomere (TPE), insbesondere auf der Basis von Styrol-Block-Copolymeren, oder Styrol-Butadien Rubber, als Zusatzstoff geeignet. Styrol-Block-Copolymere sind aufgrund ihrer hohen Hydrophobizität gut kompatibel mit der erfindungsgemässen thermoplastischen Masse.
Zweckmässig wird ein halbtrocknendes oder trocknendes Öl, wie z.B. Leinöl, gegebenenfalls
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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 Hydrophobizität erhöht und ein Ausschwitzen des Öls verhindert.
Als weitere Zusatzstoffe kann die thermoplastische Masse auch Weichmacher, beispielsweise Polyole wie Glycerin oder Sorbitol, enthalten. Diese verringern die Expansionsneigung und führen zu weniger biegefesten Produkten.
Farbstoffe und Pigmente, z. B. Titanoxid und/oder Biozide können ebenfalls vorteilhaft in der thermoplastischen Masse enthalten sein.
Gegebenenfalls können der erfindungsgemässen thermoplastischen Masse noch weitere - aus der Kunststoffherstellung bekannte - Verarbeitungshilfen wie Gleitmittel, Trennmittel, Weichmacher, etc. zugesetzt werden. Zu solchen Verarbeitungshilfen gehören, beispielsweise, Fettsäuren und Fettsäurederivate wie hydrierte Fettsäuren, amidierte Fettsäuren, Alkanolamide, Metallseifen, z. B. Calziumstearat.
Abhängig von den, gegebenenfalls, eingesetzten Füll- und Zusatzstoffen bzw. Verarbeitungshilfen kann in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung der Anteil aus Protein und chemisch modifiziertem Naturharz 20 bis 90 Gew.-% der Gesamtmasse ausmachen, wobei Protein zu 10 bis 60 Gew. -% und chemisch modifiziertes Harz zu 10 bis 30 Gew.-% der Gesamtmasse enthalten sein können.
Zur Erzeugung geschäumter, leichter Teile aus der thermoplastischen Masse muss der Wassergehalt entsprechend angehoben werden. Die Gleichgewichtsfeuchte bei 50 Gew.-% rel. Feuchtigkeit und 23 C liegt in Abhängigkeit von der Rezeptur etwa bei 2-5 Gew. -% Wasser.
Als bevorzugte Ausgestaltung wird eine thermoplastische Masse mit der Massgabe beansprucht, dass kein pflanzliches Fasermaterial enthalten ist.
Die Erfindung betrifft auch Formkörper, die durch thermisches Verformen einer erfindungsgemässen thermoplastischen Masse erhältlich sind. Formkörper können, beispielsweise, durch Spritzgiessen, Giessen, Pressen, Extrudieren, Ziehen oder Kalandrieren einer erfindungsgemässen thermoplastischen Masse erhalten werden.
Die Formkörper können im geschäumtem Zustand vorliegen.
Zur Erzeugung geschäumter, leichter Teile aus der thermoplastischen Masse muss der Wassergehalt entsprechend angehoben werden. Die Gleichgewichtsfeuchte bei 50 Gew.-% rel. Feuchtigkeit und 23 C liegt in Abhängigkeit von der Rezeptur etwa bei 2-5 Gew. -% Wasser.
Die Herstellung der thermoplastischen Masse kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Mischung der Einzelsubstanzen, chemisch modifiziertes Naturharz, Protein sowie gegebenenfalls Füllstoff bzw. Zusatzstoff(e), in einem beheizbaren Kneter oder einem Extruder vereinigt, aufgeschlossen bzw. geschmolzen und gegebenenfalls zu einem Granulat geformt werden. Während der Bearbeitung kann auch Flüssigkeit, z. B. Weichmacher oder Pflanzenöl, zudosiert werden. Um einen Abbau der Proteine zu verhindern, sollten bei der Bearbeitung zu hohe Temperaturen und zu starke Scherung vermieden werden. Die Bearbeitung kann in einem Temperaturbereich von 50 bis 180 C, vorzugsweise zwischen 80 und 130 C, erfolgen.
Die gegebenenfalls hohe Ausgangsfeuchte proteinreicher Rohstoffe kann bei der Extrusion zu einem Aufschäumen führen, das für die Herstellung kompakter, nicht geschäumter Artikel hinderlich ist. Ein geeignetes Verfahren zum Unterbinden des Aufschäumens ist die Entgasung während der Extrusion. Hierzu ist es bereits ausreichend, den Extruder in einem beheizten Teilbereich zu öffnen und die flüchtigen Bestandteile der Masse, insbesondere das Wasser, durch die hohe Temperatur, das gegebenenfalls angelegte Vakuum und die intensive Umwälzung der Schnecke entweichen zu lassen.
In einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens, ist ein Pelletieren der thermoplastischen Masse vor der Extrusion vorgesehen. Dazu werden die Masse von Kollern durch eine Matrize gedrückt, zu endlosen Strängen geformt und mit Messern in die gewünschte Länge geschnitten.
Die erfindungsgemässe thermoplastische Masse ist sehr gut an hydrophile (z. B. Leder) und hydrophobe (z. B. Kunststoff) Materialien bindbar. Daher eignet sie sich gut zum Hinterspritzen von Flächengebilden.
Die thermoplastische Masse kann in vielen Anwendungsgebieten Verwendung finden. Mittels Spritzguss können zum Beispiel Spielzeuge, Teile für den Gartenbereich und die Automobil-
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industrie, Uhrenarmbänder, Befestigungsbänder oder Klammern im Obst- und Weinbau sowie Schraubverschlüsse erzeugt werden. Durch Extrusion können Folien oder Platten für die weitere thermische Verarbeitung im Tiefzieh- oder Pressverfahren, Platten als Dichtungslippen und vieles mehr hergestellt werden.
Die erfindungsgemässe thermoplastische Masse ist biologisch abbaubar und die daraus hergestellten Formkörper sind rezyklierbar.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert, wobei in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen der Unterschied zwischen der erfindungsgemässen thermoplastischen Masse und dem Stand der Technik sowie die Vorteile der Erfindung veranschaulicht wird.
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 175 C. Wenn in den Beispielen nicht explizit beschrieben, wurden die extrudierten Stränge in einem Wasserbad gekühlt, mit einem Gebläse getrocknet und mit Stranggranulator 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 Nachdruck 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 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 Schulterstäben nach DIN 53455 gemessen. Die spezifische Zugarbeit ergibt sich aus der Maximalkraft, dem Weg bei Bruch und der Querschnittsfläche. Die Biegefestigkeit wird nach DIN 53452 bestimmt.
In den Beispielen bzw. Vergleichsbeispielen 1 und 2 werden naturbelassenes Kolophonium bzw. das Calciumsalz des Kolophoniums (Calciumresinat), chemisch modifizierten unpolaren Naturharzen gegenübergestellt. Als Beispiele für die chemisch modifizierten Harze dienen ein verestertes Kolophoniumharz und ein Polyterpen (hergestellt aus a und # Pinen).
Beispiel 1
Eine Mischung aus 172,5 g DertolineTM SG2 (verestertes Kolophoniumharz, Erweichungspunkt 85 C), 250g HeyplastTM NC 90 (granulatförmiger Naturkautschuk der Fa. Tiefenbacher), 300 g Glimmer und 327,5 g Weizengluten wird in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder bei Temperaturen zwischen 50 und 130 C verarbeitet. Die Massetemperatur liegt bei 125 C, der Massedruck bei 80 bar. Die dabei erhaltenen Stränge sind regelmässig 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 1
Wie Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass anstelle von DertolineTM SG2 172,5 g Balsamharz (naturbelassenes Kolophonium, Erweichungspunkt 85 C) eingesetzt werden. Die dabei erhaltenen Stränge sind unregelmässig und von geringer Festigkeit. Die Stränge können nicht durch das Wasserbad gezogen und anschliessend granuliert werden. Für die Weiterverarbeitung an der Spritzgussmaschine werden die Strangbruchstücke manuell zerkleinert. Die Strangbruchstücke
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werden in einer Spritzgiessmaschine zu Prüfstäben verarbeitet.
Das Einziehverhalten ist problematisch. Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkörper sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Beispiel 2
EMI6.1
M115 (Polyterpen der Fa. DRT, Erweichungspunkt 115 C, Säurezahl kleiner als 1 mg KOH/g) eingesetzt werden. Die dabei erhaltenen Stränge sind regelmässig 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
EMI6.2
(Calciumresinat der Fa. Kraemer, Erweichungspunkt 110 C, Säurezahl=70-80 mg KOH/g) eingesetzt werden. Die dabei erhaltenen Stränge sind spröde und brechen leicht. Die Strangbruchstücke werden anschliessend manuell zerkleinert. Die Strangbruchstücke werden in einer Spritzgiessmaschine zu Prüfstäben verarbeitet. Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkörper sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1
EMI6.3
<tb>
<tb> Schwindung <SEP> % <SEP> 1. <SEP> Biegeversuch <SEP> 2. <SEP> Biegeversuch <SEP> Zugarbeit
<tb> F-max <SEP> F-max <SEP> kJ/m2
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> 1,5 <SEP> 2,463 <SEP> N <SEP> 2,184 <SEP> N <SEP> 44,3
<tb> Vergleichsbeispiel <SEP> <0,1 <SEP> 5,981 <SEP> N <SEP> nicht <SEP> möglich <SEP> 2,5
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 1,940 <SEP> N <SEP> 1,778 <SEP> N <SEP> 63,9
<tb> Vergleichsbeispiel <SEP> 2 <SEP> 0,1 <SEP> 8,233 <SEP> N <SEP> nicht <SEP> möglich <SEP> 6,42
<tb>
Die in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 beschriebenen Mischungen ergeben bei der Extrusion äusserst brüchige Stränge geringer Festigkeit und können daher nicht durch das Wasserbad gezogen 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 für die Festigkeit wird die spezifische Zugarbeit herangezogen. Das elastische Verhalten wird mittels wiederholter Biegebelastung beschrieben.
In den Beispielen bzw. Vergleichsbeispielen 3 - 5 wird der Einfluss des Proteins auf die Klebrigkeit der Extrudate und der Schwindung der Spritzgussteile beschrieben.
Beispiel 3
Eine Mischung aus 100 g Dercolyte TM M115 (Polyterpen der Fa. DRT), 100 g PC 10 (pulverförmiger Naturkautschuk 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 erhaltenen Stränge sind regelmässig 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 2 zusammengefasst.
Vergleichsbeispiel 3
Wie Beispiel 3 mit der Ausnahme, dass die doppelte Menge an Kautschuk und kein Protein eingesetzt werden. Der Massedruck liegt bei 60 bar. Die erhaltenen Stränge sind regelmässig, von
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hoher Elastizität, jedoch klebrig. Die Stränge können 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 Einziehverhalten ist aufgrund der Klebrigkeit der Granulate problematisch. Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkörper sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Beispiel 4
Eine Mischung aus 100 g DercolyteTM M115 (Polyterpen 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 regelmässig und relativ spröde, jedoch 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 2 zusammengefasst.
Vergleichsbeispiel 5
Wie Vergleichsbeispiel 3 mit der Ausnahme, dass die doppelte Menge an Naturharz eingesetzt wird. Der Massedruck liegt bei 36 bar. Die erhaltenen Stränge sind regelmässig und klebrig. Die Stränge können auch bei Einsatz von Trennmittel nicht granuliert und weiterverarbeitet werden.
Tabelle 2
EMI7.1
<tb>
<tb> Schwindung <SEP> in <SEP> % <SEP> Klebrigkeit
<tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> 0,1 <SEP> nicht <SEP> klebrig
<tb> Vergleichsbeispiel <SEP> 3 <SEP> 13 <SEP> klebrig
<tb> Beispiel <SEP> 4 <SEP> 0,1 <SEP> nicht <SEP> klebrig
<tb> Vergleichsbeispiel <SEP> 5 <SEP> nicht <SEP> möglich <SEP> extrem <SEP> klebrig
<tb>
In den Beispielen 6 - 8 werden typische Mischungen für die Herstellung von proteinhältigen thermoplastischen Werkstoffen beschrieben. Es können Proteine tierischer wie auch pflanzlicher Herkunft verwendet werden. Die Mischung aus Beispiel 7 beinhaltet einen anorganischen Füllstoff, die Mischung in Beispiel 8 einen organischen Füllstoff.
In der Tabelle 3 sind Werte für die Durchstossarbeit von konditionierten Proben ("vorher"; Lagerung bei 50% relativer Feuchtigeit und 23 C) und nassen Proben ("nachher"; nach Lagerung der zuvor konditionierten Proben in Wasser für zwei Stunden) angegeben. Daraus erkennt man die hervorragende Wasserbeständigkeit dieser Muster.
Beispiel 6
Eine Mischung aus 325 g DercolyteTM M115 (Polyterpenharz der Fa. DRT), 500 g PC 10 (pulverförmiger Naturkautschuk der Fa. Weber & Schaer), 600 g Falzlederspäne (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 für die weitere Verarbeitung in Spritzgussmaschinen, 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 Formkörper sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
Beispiel 7
Eine Mischung aus 260 g DertolineTM SG 2 (verestertes Kolophoniumharz der Fa. DRT), 400 g PC 10 (pulverförmiger Naturkautschuk der Fa. Weber & Schaer), 600 g Glimmer, 800 g Weizen-
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gluten 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 erhält ein für die weitere Verarbeitung in Spritzgussmaschinen, 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 Formkörper sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
Beispiel 8
Wie Beispiel 7, mit der Ausnahme, dass anstelle von Glimmer Holzspäne eingesetzt werden.
Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Formkörper sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
Tabelle 3
EMI8.1
<tb>
<tb> Ober- <SEP> Aus- <SEP> Schwindung <SEP> Durchstossarbeit <SEP> Zug- <SEP> Dehnung
<tb> fläche <SEP> formung <SEP> festigkeit
<tb> vorher <SEP> nachher
<tb> Beispiel <SEP> nicht <SEP> eben <SEP> 2,7 <SEP> % <SEP> 4,55 <SEP> J <SEP> 3,78 <SEP> J <SEP> 1,20 <SEP> 16 <SEP> %
<tb> 6 <SEP> klebrig <SEP> N/mm2
<tb> Beispiel <SEP> nicht <SEP> eben <SEP> 1,0 <SEP> % <SEP> 3,84 <SEP> J <SEP> 3,85 <SEP> J <SEP> 1,24 <SEP> 33,3 <SEP> % <SEP>
<tb> 7 <SEP> klebrig <SEP> N/mm2
<tb> Beispiel <SEP> nicht <SEP> eben <SEP> 0,8 <SEP> % <SEP> 1,05 <SEP> 1,08 <SEP> 1,0 <SEP> 14,2 <SEP> % <SEP>
<tb> 8 <SEP> klebrig <SEP> N/mm2
<tb>
Die Beispiele 9-12 veranschaulichen die Herstellung bevorzugter Ausführungsformen von erfindungsgemässen thermoplastischen Massen, die besonders gute Eigenschaften hinsichtlich Formbarkeit, Wasserresistenz,
Expandierbarkeit und Färbung aufweisen.
Beispiel 9
Eine Mischung aus 800 g DercolyteTM M115 (Polyterpen der Fa. DRT), 500 g epoxidiertem Leinöl und 1500 g Lederspäne 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 Stränge sind regelmässig und werden anschliessend granuliert.
Beispiel 10
Eine Mischung von 6550 g Weizengluten, 3450 g DercolyteTM M115, 5000 g HeyplastTM NC 90, 6000 g Kaolin, 100 g Calciumstearat und 200 g Titandioxid 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 Gewichtsanteil) zugepumpt. Die Massetemperatur beträgt 130 C, der Massedruck 85 bar. Man erhält dichte, nicht expandierte Stränge mit hoher Elastizität.
Die Stränge werden granuliert und können entsprechend weiterverarbeitet werden.
Beispiel 11
EMI8.2
6000 g Kaolin, 100 g Calciumstearat und 200 g Titandioxid wird in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder bei Temperaturen zwischen 50 und 140 C mit einem Durchsatz von 20 kg/h durch eine Breitschlitzdüse 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 Massetemperatur beträgt 130 C, der Massedruck 85 bar. Man erhält geschäumte Bänder mit einer Dicke von 4 mm und mit guter Festigkeit.
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Beispiel 12
Eine Mischung aus 260 g Dertoline SGTM 2 (verestertes Kolophoniumharz der Fa. DRT), 400 g PC 10 (pulverförmiger Naturkautschuk der Fa. Weber & Schaer), 600 g Glimmer, 800 g Sojaproteinisolat und 45 g Solar ScharlachTM 2G (Direktfarbstoff der Fa. Clariant) 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 erhält ein für die weitere Verarbeitung in Spritzgussmaschinen, Pressen, Extrudern etc. geeignetes rotes Granulat.
Die Beispiele 13 bis 20 veranschaulichen die hervorragende Eignung der erfindungsgemässen thermoplastischen Masse zur Herstellung verschiedenster Formkörper sowie deren Rezyklierbarkeit.
Beispiel 13
Das Granulat aus Beispiel 6 wird in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder aufgeschmolzen und durch eine Schlitzdüse (60 mm) einem Kalander zugeführt. Man erhält Folienbänder mit 300 um Dicke und guter Festigkeit.
Beispiel 14
Das Granulat aus Beispiel 6 wird in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder aufgeschmolzen und durch eine Breitschlitzdüse (300 mm) extrudiert und auf einem Förderband abgelegt. 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 ausgezeichnet. In weiteren Versuchen werden statt dem Furnier Lederflecken, Kunststofffolien, Lyocell (Zellulosefaser)fliese 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 DercolyteTM S 135 (Polyterpen der Fa. DRT) und 4,2 kg HeyplastTM NC 50 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 wird durch die Austragsschnecke durch eine Lochdüse ausgepresst. Diese Stränge werden durch einen beheizten Kalander gefahren, und man erhält ein Folienband mit 1 mm Stärke.
Beispiel 17
In einem Doppel-Z-Kneter mit Austragsschnecke werden 3000 g DercolyteTM M115 (Polyterpen der Fa. DRT) bei 130 C Manteltemperatur aufgeschmolzen. Anschliessend werden 6000 g Weizengluten (Feuchte 12 % ) und 60 g Natriumsulfit zugegeben. Nach kurzer Zeit entsteht eine homogene thermoplastische Masse. Anschliessend wird durch die Austragsschnecke durch eine Lochdüse ausgepresst. Die Stränge werden zerkleinert und anschliessend in einer Plattenpresse zu durchscheinenden 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 erwärmt. Anschliessend werden diese Flächen aufeinander gelegt und in einer Collin-
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Plattenpresse mit 10 bar Hydraulikdruck verpresst. Das entstehende Laminat hat einen ausgezeichneten Verbund.
Beispiel 20
Die Angüsse aus Beispiel 15 werden geschreddert und dem Granulat aus Beispiel 1 beim Spritzguss zugesetzt. Es ist eine vollständige Wiederverwertung möglich.
Beispiel 21
60 kg Lederfalzspäne mit 8% Wassergehalt, 29 kg maleiniertes Festharz mit einer Säurezahl von kleiner als 25 mg KOH/g und einem Schmelzpunkt von ca. 110 C (ErkamarTM 2200 der Fa. Kraemer), 50 kg Naturkautschuk (NeorubTM 12F der Fa. Weber& Schaer), 1,2 kg Ca-Stearat und 4 kg Titanoxid werden trocken gemischt und in einem gegenläufigen, konischen Doppelschneckenextruder mit angeschlossener Nassgranulierung bei einer Massetemperatur von 165 C aufgeschmolzen und zu einem Granulat geformt. Die Eigenschaften der daraus hergestellten Spritzgussprüfkörper sind Tabelle 4 zu entnehmen. Die Mischung zeichnet sich durch hohe Elastizität aus.
Beispiel 22
64 kg Lederfalzspäne mit 50% Wassergehalt, 20 kg maleiniertes Festharz mit einer Säurezahl von kleiner als 25 mg KOH/g und einem Schmelzpunkt von ca. 110 C (ErkamarTM 2200 der Fa. Kraemer), 102 kg Holzspäne, 48 kg Maismehl 1,4 kg Ca-Stearat und 3 kg Titanoxid werden trocken gemischt und in einem Einschneckenextruder mit Heissabschlag bei einer Massetemperatur von 150 C aufgeschmolzen und zu einem Granulat geformt. Die Eigenschaften der daraus hergestellten Spritzgussprüfkörper sind Tabelle 4 zu entnehmen. Die Mischung hat durch den hohen Füllstoffanteil zwar sehr gute Festigkeitswerte, die Quellungseigenschaften sind jedoch ungünstig.
Beispiel 23
60 kg Lederfalzspäne mit 8% Wassergehalt, 33 kg maleiniertes Festharz mit einer Säurezahl von kleiner als 25 mg KOH/g und einem Schmelzpunkt von ca. 130 C (ErkamarTM 2300 der Fa.
Kraemer), 22 kg thermoplastisches Elastomer (ThekaflexTM der Fa. Schaefer Polymer), 0,8 kg Ca Stearat und 2 kg Titanoxid werden trocken gemischt und in einem gegenläufigen, konischen Doppelschneckenextruder bei einer Massetemperatur von 175 C aufgeschmolzen. Die Stränge expandieren nicht und werden mit Heissabschlag zu einem Granulat geschnitten. Die Eigenschaften der daraus hergestellten Spritzgussprüfkörper sind Tabelle 4 zu entnehmen. Die Mischung zeichnet sich durch hohe Biegespannung aus, bei leicht vermindeter Quellung.
Beispiel 24
60 kg Lederfalzspäne mit 8% Wassergehalt, 33 kg maleiniertes Festharz mit einer Säurezahl von kleiner als 25 mg KOH/g und einem Schmelzpunkt von ca. 130 C (ErkamarTM 2300 der Fa. Kraemer), 0,8 kg Ca-Stearat und 2 kg Titanoxid werden trocken gemischt und in einem Pelletierer (Fa. Kahl) auf einer Matrize mit 5 mm Lochweite zu Pellets geformt. Lederfalzspäne aus trockenem Lederschleifstaub (Feuchtigkeit kleiner als 10 Gew. -%) besitzen ein sehr geringes Schüttgewicht und neigen zum Zusammenballen. Um sie zu dosieren, werden sie vorpelletiert. Die Pellets werden mit 22 kg thermoplastischem Elastomer (ThekaflexTM der Fa. Schaefer Polymer) und 80 kg Holzspänen vermengt und in einem gegenläufigen, konischen Doppelschneckenextruder bei einer Massetemperatur von 175 C zu einem Profil extrudiert.
Das Profil ist gut ausgeformt, die Eigenschaften herausgeschnittener Prüfkörper sind mit denen aus Beispiel 23 vergleichbar.
Tabelle 4
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EMI11.1
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Dehnung <SEP> Biegefestigkeit <SEP> Quellung
<tb> Mpa <SEP> % <SEP> Mpa <SEP> nach <SEP> 2 <SEP> h <SEP> in <SEP> % <SEP>
<tb> Beispiel <SEP> 21 <SEP> 4 <SEP> 21,9 <SEP> 4,8 <SEP> 0,2
<tb> Beispiel <SEP> 22 <SEP> 20,3 <SEP> 0,4 <SEP> 45,5 <SEP> 67
<tb> Beispiel <SEP> 23 <SEP> 15,1 <SEP> 0,6 <SEP> 29,0 <SEP> 6,1
<tb>
Beispiel 25
Eine Rohstoffmischung bestehend aus 65 Gew.-% Falzlederspänen (Feuchtigkeit 12 Gew.-%), 22 Gew.-% voll verestertem maleiniertem Kolophoniumharz (ErkamarTM 2102 ; Säurezahl kleiner oder gleich 20 mg KOH/g), 12 Gew.-% Naturkautschuk und 1 Gew.-% Calciumstearat wird durch Extrusion ohne Entgasung zu einem Strang verarbeitet, der Strang wird anschliessend granuliert und die Granulate werden zu Prüfstäben spritzgegossen.
Beispiel 26
Eine Rohstoffmischung bestehend aus 65 Gew.-% Falzlederspänen (Feuchtigkeitsgehalt 12 Gew.-%), 22 Gew.-% voll verestertem, maleiniertem Kolophoniumharz (ErkamarTM 2102), 12 Gew. -% Naturkautschuk und 1 Gew.-% Calciumstearat wird durch Extrusion, wobei in der zweiten von drei Zonen die Masse entgast wird, zu einem Strang verarbeitet, der Strang wird anschliessend granuliert und die Granulate werden zu Prüfstäben spritzgegossen.
Tabelle 5
EMI11.2
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 25 <SEP> Beispiel <SEP> 26 <SEP>
<tb> Strangexpansion <SEP> viel <SEP> keine
<tb> Granulatexpansion <SEP> viel <SEP> keine
<tb> Feuchte <SEP> der <SEP> Granulate <SEP> 4,8 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 0,6 <SEP> Gew.-%
<tb> Dosierzeit <SEP> der <SEP> 9,7 <SEP> s <SEP> 3,1 <SEP> s
<tb> Spritzgussmaschine
<tb> Zugfestigkeit <SEP> der <SEP> 11,3 <SEP> N/m2 <SEP> 6,2 <SEP> N/m2
<tb> Prüfstäbe
<tb>
Tabelle 5 mit dem Vergleich der Beispiele 25 und 26 zeigt, dass die Expansion durch eine Entgasung unterbunden werden kann und dadurch die Dosierzeit der Spritzgussmaschine in diesen Beispielen von über 9 s auf ca. 3 s sinkt.
Durch die Zugabe von Polyalkoholen und Alkalien in Beispiel 26 könnte man den Aufschluss des Leders verbessern und damit die Zugfestigkeit erhöhen.
Beispiel 27
Eine Rohstoffmischung bestehend aus 62,5 Gew.-% Falzlederspänen (Feuchtigkeit 12 Gew. -%), 21,2 Gew.-% voll verestertem, maleiniertem Kolophoniumharz (ErkamarTM 2102), 11,5 Gew. -% Naturkautschuk 0,9 Gew.-% Calciumstearat und 3,9 Gew.-% Glycerin wird durch Extrusion ohne Entgasung zu einem Strang verarbeitet, der Strang wird anschliessend granuliert und die Granulate werden zu Prüfstäben spritzgegossen.
Beispiel 28
<Desc/Clms Page number 12>
Eine Rohstoffmischung bestehend aus 62,5 Gew.-% Falzlederspänen (Feuchtigkeit 12 Gew. -%), 21,2 Gew.-% voll verestertem, maleiniertem Kolophoniumharz (ErkamarTM 2102), 11,5 Gew. -% Naturkautschuk 0,9 Gew.-% Calciumstearat und 3,9 Gew.-% Glycerin wird durch Extrusion mit einer Entgasung in der zweiten von drei Zonen zu einem Strang verarbeitet, der Strang wird anschliessend granuliert und die Granulate werden zu Prüfstäben spritzgegossen.
Beispiel 29
Eine Rohstoffmischung bestehend aus 62,5 Gew.-% Falzlederspänen (Feuchtigkeit 12 Gew. -%), 21,0 Gew.-% voll verestertem, maleiniertem Kolophoniumharz (ErkamarTM 2102), 11,4 Gew. -% Naturkautschuk, 0,95 Gew.-% Calciumstearat, 3,8 Gew.-% Glycerin und 0,95 Gew.-% KOH wird durch Extrusion ohne Entgasung zu einem Strang verarbeitet, der Strang wird granuliert und die Granulate werden zu Prüfstäben spritzgegossen.
Beispiel 30
Eine Rohstoffmischung bestehend aus 62,5 Gew.-% Falzlederspänen (Feuchtigkeit 12 Gew. -%), 21,0 Gew.-% voll verestertem, maleiniertem Kolophoniumharz (ErkamarTM 2102), 11,4 Gew. -% Naturkautschuk, 0,95 Gew.-% Calciumstearat, 3,8 Gew.-% Glycerin und 0,95 Gew.-% KOH wird durch Extrusion mit einer Entgasung in der zweiten von drei Zonen zu einem Strang verarbeitet, der Strang wird granuliert und die Granulate werden zu Prüfstäben spritzgegossen.
Tabelle 6
EMI12.1
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> Nr. <SEP> 27 <SEP> 28 <SEP> 29 <SEP> 30
<tb> Strangexpansion <SEP> viel <SEP> keine <SEP> viel <SEP> keine
<tb> Granulatexpansion <SEP> viel <SEP> keine <SEP> viel <SEP> keine
<tb> Feuchtigkeit <SEP> der <SEP> Granulate <SEP> 4,7% <SEP> 0,6 <SEP> % <SEP> 4,9 <SEP> 0,7%
<tb> [Gew.-%]
<tb> Dosierzeit <SEP> der <SEP> 9,3 <SEP> s <SEP> 3,2 <SEP> s <SEP> 9,5 <SEP> s <SEP> 3,1 <SEP> s
<tb> Spritzgussmaschine
<tb> Zugfestigkeit <SEP> der <SEP> 10,1 <SEP> N/m2 <SEP> 8,7 <SEP> N/m2 <SEP> 12,1 <SEP> N/m2 <SEP> 11,8 <SEP> N/m2
<tb> Prüfstäbe
<tb>
PATENTANSPRÜCHE: 1. Thermoplastische Masse, enthaltend zumindest ein chemisch modifiziertes Naturharz und zumindest ein Protein.