BE1029632B1

BE1029632B1 - COMPOSITE MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF

Info

Publication number: BE1029632B1
Application number: BE20215603A
Authority: BE
Inventors: Hans Luts; Rudy Galle
Original assignee: Recencere Bvba; Gimho Bv
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2023-02-27
Also published as: BE1029632A1

Abstract

De huidige uitvinding betreft een werkwijze voor het vervaardigen van een composietmateriaal, omvattende de stappen: a. het voorzien van een granulair polymeermateriaal omvattende één of meerdere polymeren, waarbij minstens één van de polymeren een thermoplastisch materiaal is; b. het bepalen van een verwekingstemperatuur van het polymeermateriaal, waarbij de verwekingstemperatuur de temperatuur is waarbij minstens 30% van het genaamde polymeermateriaal zal verweken; c. het voorzien van een vezelmateriaal of een mengsel van verschillende vezelmaterialen waarbij het vezelmateriaal of het mengsel ervan een smelttemperatuur heeft die minstens 10°C hoger is dan de verwekingstemperatuur van het polymeermateriaal en/of waarbij het vezelmateriaal niet smeltbaar is; d. het mengen van genoemd granulair polymeermateriaal en vezelmateriaal tot een homogeen gemengde structuur; en e. het verwarmen en comprimeren van het mengsel uit stap d; waarbij de temperatuur van het mengsel gelijk zal zijn aan de verwekingstemperatuur of maximaal 15°C ervan verschilt en waarbij het vezelmateriaal in deze homogeen gemengde structuur worden gebonden. Een tweede aspect betreft een composietmateriaal, omvattende een granulair polymeermateriaal en een vezelmateriaal.The present invention relates to a method for manufacturing a composite material, comprising the steps of: a. providing a granular polymer material comprising one or more polymers, wherein at least one of the polymers is a thermoplastic material; b. determining a softening temperature of the polymer material, the softening temperature being the temperature at which at least 30% of said polymer material will soften; c. providing a fiber material or a mixture of different fiber materials, where the fiber material or the mixture thereof has a melting temperature that is at least 10°C higher than the softening temperature of the polymer material and/or where the fiber material is not meltable; d. mixing said granular polymer material and fiber material into a homogeneously mixed structure; and e. heating and compressing the mixture from step d; wherein the temperature of the mixture will be equal to the softening temperature or differs from it by a maximum of 15°C and wherein the fiber material will be bonded in this homogeneously mixed structure. A second aspect concerns a composite material comprising a granular polymer material and a fiber material.

Description

1 BE2021/56031 BE2021/5603

COMPOSIETMATERIAAL EN WERKWIJZE VOOR HET VERVAARDIGEN ERVANCOMPOSITE MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF

TECHNISCH DOMEINTECHNICAL DOMAIN

De uitvinding heeft betrekking op composietmaterialen. Meer in het bijzonder, heeft de onderhavige uitvinding betrekking op de vervaardiging van composietmaterialen, bij voorkeur in het kader van circulair hergebruik en/of recyclage,The invention relates to composite materials. More specifically, the present invention relates to the manufacture of composite materials, preferably in the context of circular reuse and/or recycling,

STAND DER TECHNIEKSTATE OF TECHNOLOGY

Door een toename in het globale verbruik van kunststoffen, hoofdzakelijk uit verpakkings- en kledingtoepassingen, alsook uit andere consumptiegoederen met beperkte gebruiksduur, worden op jaarbasis aanzienlijke hoeveelheden kunststofafval gegenereerd. Zo is de wereldwijde productie en consumptie van kunststoffen sinds de jaren zestig met meer dan een factor 20 toegenomen. Tegenwoordig is hiervan een belangrijk deel slechts voor eenmalig gebruik. Hoewel de vraag naar kunststoffen naar verwachting zal blijven stijgen, gaat de groei in productie en consumptie gepaard met een inefficiënt afvalbeheersysteem, waardoor minder dan 30 procent van het plastic verpakkingsafval wordt gerecycleerd. De actuele recyclage technieken houden een aantal beperkingen in die ertoe leiden dat belangrijke afvalstromen niet kunnen gerecycleerd worden op een economisch of ecologisch verantwoorde wijze.Due to an increase in the global consumption of plastics, mainly from packaging and clothing applications, as well as other consumer goods with a limited useful life, significant amounts of plastic waste are generated on an annual basis. For example, the global production and consumption of plastics has increased by more than a factor of 20 since the 1960s. Nowadays, an important part of this is for single use only. While demand for plastics is expected to continue to rise, growth in production and consumption is accompanied by an inefficient waste management system, resulting in less than 30 percent of plastic packaging waste being recycled. The current recycling techniques entail a number of limitations that mean that important waste streams cannot be recycled in an economically or ecologically responsible manner.

De complexiteit van de toepassingen neemt bovendien alsmaar verder toe, en bijgevolg ook de complexiteit van het gegenereerd afval, Bovendien worden de kwaliteitseisen voor dergelijke producten steeds hoger, waardoor alsmaar meer materialen op de afvalberg belanden. Daar staat dan nog eens tegenover dat meer en meer landen een wettelijke verplichting inlassen, die stelt dat plastics minstens deels uit gerecycleerd materiaal dient te bestaan. Op heden voorziet de industrie in werkwijzen voor mechanische en chemische recyclage die slechts toepasbaar zijn op afval dat correct gesorteerd wordt, ie. in afzonderlijke materiaalstromen en/of waar de sorteertechnologie een efficiënte en effectieve sortering toelaat in de afvalstromen.The complexity of the applications is also increasing, and consequently also the complexity of the waste generated. Moreover, the quality requirements for such products are becoming increasingly higher, as a result of which more and more materials end up on the waste mountain. On the other hand, more and more countries are introducing a legal obligation that states that plastics must at least partly consist of recycled material. At present, the industry provides methods of mechanical and chemical recycling that are only applicable to waste that is properly sorted, ie. in separate material streams and/or where the sorting technology allows efficient and effective sorting in the waste streams.

Echter bestaan er op heden verscheidene verpakkings- en kledingtoepassingen die gebruik maken van een combinatie van verschillende polymeren, welke al dan niet onlosmakelijk aan elkaar verbonden zijn. Daarenboven zijn plastic producten meer en meer multi-component systemen, waarbij naast de polymeren, tevens andere componenten zoals pigmenten, lijmen, coatings etc aanwezig zijn. Dergelijk complex afval vormt een grote belasting voor natuur en milieu daar het hergebruik en/of deHowever, there are currently several packaging and clothing applications that use a combination of different polymers, which may or may not be inextricably linked to each other. In addition, plastic products are increasingly multi-component systems, in which, in addition to the polymers, other components such as pigments, adhesives, coatings, etc. are also present. Such complex waste forms a major burden on nature and the environment, since the reuse and/or the

2 BE2021/5603 recyclage ervan moeilijk, duur of technisch bijna onmogelijk is met de huidig gekende technologieën.2 BE2021/5603 its recycling is difficult, expensive or technically almost impossible with the currently known technologies.

Het hergebruik en/of de recyclage van kunststofafval vereist hierin vaak complexe processen waarbij de verschillende kunststofstromen van elkaar dienen gescheiden te worden, waarna deze materiaalstromen worden gerecycleerd als grondstof. Recyclage zoals hierin gekend heeft echter als nadeel dat dit een eindig proces betreft, i.e. om de kwaliteit van het eindproduct -gebaseerd op gerecycleerd materiaal te waarborgen is doorgaans een zekere hoeveelheid toevoeging van ‘virgin’ materiaal, noodzakelijk. Na herhaaldelijke recyclage neemt de kwaliteit van het gerecycleerd product onvermijdelijk af, ongeacht de toevoeging van ‘virgin’ materiaal. Naast de recyclage van zuivere kunststofstromen, zijn ook alternatieve processen gekend waarin onzuivere materiaalstromen of mengsels kunnen worden verwerkt, i.e. een combinatie van verschillende kunststofstromen. Dergelijke processen geven echter doorgaans aanleiding tot composietmaterialen met laagwaardige materiaaleigenschappen, bv. inferieure treksterkte, doorbuiging.The reuse and/or recycling of plastic waste often requires complex processes in which the various plastic flows must be separated from each other, after which these material flows are recycled as raw materials. However, recycling as known herein has the disadvantage that this is a finite process, i.e. to guarantee the quality of the end product based on recycled material, a certain amount of virgin material is usually added. After repeated recycling, the quality of the recycled product inevitably decreases, regardless of the addition of virgin material. In addition to the recycling of pure plastic flows, alternative processes are also known in which impure material flows or mixtures can be processed, i.e. a combination of different plastic flows. However, such processes usually give rise to composite materials with low-grade material properties, e.g. inferior tensile strength, deflection.

Er is bijgevolg nood aan een composietmateriaal dat geschikt is voor vrijwel eindeloos hergebruik en/of recyclage, dat de verwerking van gemengde materiaalstromen toelaat, en op een kostenefficiënte manier leidt tot composietmaterialen met verbeterde materiaaleigenschappen en/of nieuwe eindproducten.There is therefore a need for a composite material that is suitable for almost endless reuse and/or recycling, that allows the processing of mixed material streams, and that leads in a cost-efficient manner to composite materials with improved material properties and/or new end products.

De huidige uitvinding beoogt een oplossing te vinden voor tenminste enkele van bovenvermelde problemen,The present invention aims to solve at least some of the above problems,

SAMENVATTING VAN DE UITVINDINGSUMMARY OF THE INVENTION

De uitvinding betreft een werkwijze voor het vervaardigen van een composietmateriaal volgens conclusie 1. Voorkeursvormen van deze werkwijze worden weergegeven in de volgconclusies 2 tot en met 11.The invention relates to a method for manufacturing a composite material according to claim 1. Preferred forms of this method are set out in subclaims 2 to 11.

De werkwijze volgens onderhavige uitvinding heeft als voordeel dat het granulair polymeermateriaal, of ten minste een gedeelte daarvan, zich gaat verkleven met de vezels in de homogeen gemengde structuur, waarbij een composietmateriaal wordt gevormd met uitzonderlijk goede materiaaleigenschappen. De homogeen gemengde structuur waarin vezels en granulaire polymeermaterialen zijn verdeeld, beschikt hierbij over een uitzonderlijk goede treksterkte, waarin het granulair polymeermateriaal in hoofdzaak de binding voorziet en waarbij de toegevoegde vezels bijdragen aan deThe method according to the present invention has the advantage that the granular polymer material, or at least a part thereof, adheres to the fibers in the homogeneously mixed structure, whereby a composite material is formed with exceptionally good material properties. The homogeneously mixed structure in which fibers and granular polymer materials are distributed hereby has an exceptionally good tensile strength, in which the granular polymer material mainly provides the binding and in which the added fibers contribute to the

3 BE2021/5603 sterkte van het materiaal. Door de homogene structuur van het composietmateriaal bekomt men een materiaal met zekere graad aan isotroop gedrag ‚, ie. de eigenschappen zijn sterk vergelijkbaar in alle richtingen doorheen het materiaal. In het bijzonder met oog op hergebruik en/of recyclage laat de onderhavige werkwijze toe dat mengsels van polymeermaterialen worden aangewend zonder hierbij de materiaaleigenschappen van het finale composietmateriaal te verzwakken,3 BE2021/5603 strength of the material. Due to the homogeneous structure of the composite material, a material with a certain degree of isotropic behavior is obtained, ie. the properties are very similar in all directions throughout the material. Particularly with a view to reuse and/or recycling, the present method allows mixtures of polymer materials to be used without weakening the material properties of the final composite material.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een composietmateriaal volgens conclusie 12. Voorkeursvormen van dit composietmateriaal worden weergegeven in de volgconclusies 13 tot en met 23.In a second aspect, the invention relates to a composite material according to claim 12. Preferred forms of this composite material are set out in subclaims 13 to 23.

DEFINITIESDEFINITIONS

Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding.Unless defined otherwise, all terms used in the description of the invention, including technical and scientific terms, have the meaning as commonly understood by those skilled in the art of the invention.

Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd. “Een”, "de” en “het” refereren in dit document aan zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, “een segment” betekent een of meer dan een segment.For a better appreciation of the description of the invention, the following terms are explicitly explained. "A", "the" and "the" refer to both the singular and plural in this document unless the context clearly dictates otherwise. For example, "a segment" means one or more than one segment.

De termen “omvatten”, “omvattende”, “bestaan uit”, “bestaande uit”, “voorzien van”, “bevatten”, “bevattende”, “behelzen”, “behelzende”, “inhouden”, “inhoudende” zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.The terms “comprising”, “comprising”, “consisting of”, “consisting of”, “comprising”, “containing”, “containing”, “containing”, “containing”, “containing”, “containing” are synonyms and are inclusive or open terms indicating the presence of what follows, and which do not exclude or preclude the presence of other components, features, elements, members, steps, known or described in the art.

Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.Quoting numeric intervals by the endpoints includes all integers, fractions, and/or real numbers between the endpoints, including those endpoints.

Met de term “composietmateriaal” wordt een materiaal aangeduid dat is opgebouwd uit verschillende componenten, Meer specifiek, wordt in het licht van de onderhavige uitvinding met deze term vezelversterkte kunststoffen bedoeld.The term "composite material" refers to a material that is built up from various components. More specifically, in the light of the present invention, this term refers to fibre-reinforced plastics.

4 BE2021/56034 BE2021/5603

De term “granulair polymeermateriaal” beslaat een brede range aan producten voorkomend als een groep losse stukjes of deeltjes, welke hoofdzakelijk uit polymeren bestaan, De term verwijst naar één of meerdere polymeermaterialen. Afhankelijk van de grootte van deze deeltjes en/of de vorm waarin zij voorkomen, worden verschillende termen gebruikt. Met “maalgoed” worden deeltjes aangeduid welke worden verkregen na bv. een maalproces. Volgens een min of meer aflopende deeltjesgrootte worden hierbij de termen “flakes” of “vlokken”, “granulaat”, “poeder” en “micronisaat” gehanteerd. Flakes of vlokken vertonen een eerder onregelmatige vorm en kunnen onder andere verkregen worden na een breek- of scheurproces, terwijl een granulaat voornamelijk bestaat uit deeltjes met een in hoofdzaak sferische vorm. Zodra de afmetingen van het granulaat of poeder zich in de micrometerrange bevinden, wordt dit granulaat tevens aangeduid met de term “micronisaat”. Bij uitbreiding worden meerdere aan elkaar verkleefde of verbonden deeltjes aangeduid met de term “agglomeraat”. Agglomeraten zijn bijgevolg eerder onregelmatige van vorm. Meer algemeen kan het granulair polymeermateriaal dus in hoofdzaak sferisch, eerder langwerpig of zelfs onregelmatig van vorm zijn, dan wel steeds niet-vervezeld.The term "granular polymer material" covers a wide range of products occurring as a group of loose pieces or particles, which mainly consist of polymers. The term refers to one or more polymer materials. Depending on the size of these particles and/or the form in which they occur, different terms are used. “Grind” refers to particles that are obtained after, for example, a grinding process. According to a more or less descending particle size, the terms “flakes” or “flakes”, “granules”, “powder” and “micronisate” are used. Flakes or flakes have a rather irregular shape and can be obtained, among other things, after a crushing or tearing process, while a granulate mainly consists of particles with a substantially spherical shape. As soon as the dimensions of the granulate or powder are in the micrometer range, this granulate is also referred to as “micronisate”. By extension, several particles adhered or connected to each other are referred to by the term "agglomerate". Agglomerates are therefore rather irregular in shape. More generally, the granular polymer material can thus be substantially spherical, rather elongate or even irregular in shape, or always non-fiberized.

De term “vezelmateriaal” dient in het licht van onderhavige uitvinding te worden geïnterpreteerd als het geheel van één of meerdere kunstmatige of natuurlijke vezels, i.e. filamenten van kunstmatige of natuurlijke oorsprong.The term "fibrous material" should be interpreted in the light of the present invention as the whole of one or more man-made or natural fibers, i.e. filaments of man-made or natural origin.

De term “natuurlijke vezels” zoals hierin gebruikt, verwijst naar elk filament dat is afgeleid van natuurlijke, hernieuwbare bronnen zoals planten of dieren. Natuurlijke vezels kunnen omvatten, maar zijn niet beperkt tot, zaadvezels zoals katoen en kapok; bladvezels zoals sisal en agave; bastvezels of huidvezels zoals vlas, jute, kenaf, hennep, ramee, rotan, sojavezels, wijnstokvezels, en bananenvezels; fruitvezels zoals kokosvezels; stengelvezels zoals tarwestro, rijst, gerst, bamboe, gras, en boomhout; dierlijke haarvezels zoals schapenwol, geitenhaar (kasjmier, mohair), alpacahaar, paardenhaar; zijde vezels; vogelvezels zoals veren.The term "natural fibers" as used herein refers to any filament derived from natural, renewable resources such as plants or animals. Natural fibers may include, but are not limited to, seed fibers such as cotton and kapok; leaf fibers such as sisal and agave; bast fibers or skin fibers such as flax, jute, kenaf, hemp, ramie, rattan, soybean fiber, vine fiber, and banana fiber; fruit fibers such as coconut fiber; stem fibers such as wheat straw, rice, barley, bamboo, grass, and tree wood; animal hair fibers such as sheep wool, goat hair (cashmere, mohair), alpaca hair, horse hair; silk fiber; bird fibers such as feathers.

In het licht van onderhavige uitvinding wordt naar de term “gemengde structuur” verwezen, deze term duidt een samenstel van verschillende materiaalcomponenten aan welke onder elkaar verdeeld zijn in een driedimensionale structuur,In the light of the present invention, the term "mixed structure" is referred to, this term denotes an assembly of different material components which are distributed among themselves in a three-dimensional structure,

Met de term “smelttemperatuur” wordt de temperatuur aangeduid welke minimaal benodigd is om een substantie te doen smelten, ofwel te doen overgaan van een vaste naar vloeibare vorm. Bij sommige materialen, voornamelijk bij polymeren en in hetThe term “melting temperature” refers to the minimum temperature required to melt a substance, or to transfer it from a solid to a liquid form. In some materials, mainly polymers and in the

3 BE2021/5603 bijzonder bij thermoplastische polymeren, is de grens tussen vaste en vloeibare vorm een geleidelijke overgang.3 BE2021/5603 especially with thermoplastic polymers, the boundary between solid and liquid form is a gradual transition.

De term “verwekingstemperatuur” duidt in dergelijke gevallen de temperatuur aan waarbij deze substantie verweekt, of anders, waarbij de substantie nog steeds vast, niet vloeibaar is, dan wel zacht en kleverig wordt. In de context van de onderhavige uitvinding wordt met de verwekingstemperatuur van het polymeermateriaal de temperatuur aangeduid waarbij minstens 30% van het materiaal zal verweken.The term “softening temperature” in such cases denotes the temperature at which this substance softens, or else, at which the substance is still solid, not liquid, or becomes soft and tacky. In the context of the present invention, the softening temperature of the polymer material refers to the temperature at which at least 30% of the material will soften.

In deze context, wordt er over een “binding” gesproken indien één of meerdere materialen hun verwekingstemperatuur bereiken en zich dusdanig verkleven met andere elementen in een mengsel. Courant gebruikte methodes voor het bepalen van de verwekingstemperatuur van polymeermaterialen zijn de Vicat-methode of bepaling van de heat distortion temperature (HDT).In this context, a “bond” is spoken of when one or more materials reach their softening temperature and thus bond with other elements in a mixture. Commonly used methods for determining the softening temperature of polymer materials are the Vicat method or determination of the heat distortion temperature (HDT).

Bij de studie van mechanische eigenschappen van materialen betekent de term "isotroop" het hebben van sterk vergelijkbare, tot nagenoeg identieke, waarden van bepaalde materiaaleigenschappen in alle richtingen. Deze definitie wordt ook gebruikt in de geologie en mineralogie. Glas en metalen zijn voorbeelden van isotrope materialen. Veel voorkomende anisotrope materialen zijn onder meer hout, omdat de materiaaleigenschappen parallel en loodrecht op de nerf verschillend zijn, alsook bijvoorbeeld gelaagde gesteenten zoals leisteen, In het bijzonder, in de context van de onderhavige uitvinding wordt de term ‘“isotroop” gekwantificeerd als materiaaleigenschappen welke niet meer dan 25% afwijken van elkaar in alle richtingen.In the study of mechanical properties of materials, the term "isotropic" means having very similar, up to nearly identical, values of certain material properties in all directions. This definition is also used in geology and mineralogy. Glass and metals are examples of isotropic materials. Common anisotropic materials include wood, because the material properties are different parallel and perpendicular to the grain, as well as, for example, stratified rocks such as slate. In particular, in the context of the present invention, the term "isotropic" is quantified as material properties which not deviate more than 25% from each other in any direction.

De term “thermogehard polymeer” dient in het licht van de onderhavige uitvinding geïnterpreteerd te worden als polymeren welke hard blijven bij verhitting, in tegenstelling tot de “thermoplastisch polymeer”, welke smelt bij verhitting. Dit is het gevolg van de in thermoharders aanwezige covalente crosslinks tussen de individuele ketens. In het licht van onderhavige uitvinding, met name in de context van afvalmaterialen, dient de term “thermogehard polymeer” dusdanig te worden geïnterpreteerd als een polymeer dat reeds uitgehard is en bijgevolg nog slechts moeilijk te recycleren is middels conventionele methodes.The term "thermoset polymer" is to be interpreted in the light of the present invention as polymers which remain hard when heated, as opposed to the "thermoplastic polymer", which melts when heated. This is due to the covalent crosslinks between the individual chains present in thermosets. In the light of the present invention, especially in the context of waste materials, the term "thermoset polymer" should be interpreted as meaning a polymer that has already hardened and is therefore difficult to recycle by conventional methods.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVINGDETAILED DESCRIPTION

De uitvinding betreft een werkwijze voor het vervaardigen van een composietmateriaal.The invention relates to a method for manufacturing a composite material.

6 BE2021/56036 BE2021/5603

In een eerste aspect betreft de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het vervaardigen van een composietmateriaal, omvattende de stappen: a. het voorzien van een granulair polymeermateriaal omvattende één of meerdere polymeren, waarbij minstens één van de polymeren een thermoplastisch materiaal is; b. het bepalen van een verwekingstemperatuur van het polymeermateriaal, waarbij de verwekingstemperatuur de temperatuur is waarbij minstens 30% van het genaamde polymeermateriaal zal verweken; c. het voorzien van een vezelmateriaal of een mengsel van verschillende vezelmaterialen waarbij het vezelmateriaal of het mengsel ervan een smelttemperatuur heeft die minstens 5°C, meer bij voorkeur 10°C hoger is dan de verwekingstemperatuur van het polymeermateriaal en/of waarbij het vezelmateriaal niet smeltbaar is; d. het mengen van genoemd granulair polymeermateriaal en vezelmateriaal tot een homogeen gemengde structuur; en e, het verwarmen en comprimeren van het mengsel uit stap d waarbij de temperatuur van het mengsel gelijk zal zijn aan de verwekingstemperatuur of er maximaal 15°C van verschilt en waarbij het vezelmateriaal als dusdanig in het polymeermateriaal wordt gebonden.In a first aspect, the present invention relates to a method for manufacturing a composite material, comprising the steps of: a. providing a granular polymer material comprising one or more polymers, wherein at least one of the polymers is a thermoplastic material; b. determining a softening temperature of the polymer material, the softening temperature being the temperature at which at least 30% of said polymer material will soften; c. providing a fiber material or a mixture of different fiber materials, where the fiber material or the mixture thereof has a melting temperature that is at least 5°C, more preferably 10°C higher than the softening temperature of the polymer material and/or where the fiber material is not meltable ; d. mixing said granular polymer material and fiber material into a homogeneously mixed structure; and e, heating and compressing the mixture from step d, wherein the temperature of the mixture will be equal to the softening temperature or differs from it by a maximum of 15°C and wherein the fiber material as such is bonded in the polymer material.

In een uitvoeringsvorm zal van het inkomend polymeermateriaal dat verwerkt dient te worden de verwekingstemperatuur worden bepaald. Indien het materiaal een mengsel van meerdere materialen betreft, zal de verwekingstemperatuur deze temperatuur zijn waarbij minstens 30%, meer bij voorkeur minstens 40%, meer bij voorkeur minstens 50%, meer bij voorkeur minstens 55%, meer bij voorkeur 60%, 65%, 70% van het materiaal zal verweken.In one embodiment, the softening temperature of the incoming polymer material to be processed will be determined. If the material is a mixture of several materials, the softening temperature will be that temperature at which at least 30%, more preferably at least 40%, more preferably at least 50%, more preferably at least 55%, more preferably 60%, 65% , 70% of the material will soften.

Onderhavige uitvinding steunt op het feit dat het polymeermateriaal functioneert als bindmiddel voor de vezels, met name dankzij het feit dat minimaal 30% van de gebruikte (thermoplastische) polymeren verweekt zal zijn.The present invention is based on the fact that the polymer material functions as a binder for the fibres, in particular due to the fact that at least 30% of the (thermoplastic) polymers used will be softened.

Vervolgens zal op basis van de aard van het polymeermateriaal het geschikte vezelmateriaal worden gekozen, Hierbij zal het belangrijk zijn dat het vezelmateriaal een smelttemperatuur heeft die hoger ligt dan de verwekingstemperatuur van het polymeermateriaal of dat het vezelmateriaal niet smeltbaar is (bijvoorbeeld in het geval van natuurlijke vezels). De kern van de uitvinding ligt erin dat de vezels “intact” blijven, en niet zullen smelten bij de gebruikte temperaturen in het proces. In een voorkeursvorm zal het gekozen vezelmateriaal daartoe een smelttemperatuur hebbenSubsequently, the suitable fiber material will be selected based on the nature of the polymer material. It will be important here that the fiber material has a melting temperature that is higher than the softening temperature of the polymer material or that the fiber material is not meltable (for example in the case of natural fibres). The core of the invention lies in the fact that the fibers remain "intact" and will not melt at the temperatures used in the process. In a preferred form, the selected fiber material will have a melting temperature for this purpose

7 BE2021/5603 die minstens 5°C, meer bij voorkeur minstens 10°C, meer bij voorkeur minstens 15°C, meer bij voorkeur minstens 20°C hoger ligt dan de verwekingstemperatuur dan het polymeermateriaal. In bepaalde uitvoeringsvormen zal de smelttemperatuur minstens 50°C, minstens 75°C, minstens 100°C hoger liggen dan de verwekingstemperatuur dan het polymeermateriaal. Wanneer mengsels van verschillende vezels worden gebruikt waarbij deze vezels verschillende smelttemperaturen hebben, dan zal de smelttemperatuur van dit mengsel bepaald wordt door de vezel uit het mengsel die de laagste smelttemperatuur bezit.7 BE2021/5603 which is at least 5°C, more preferably at least 10°C, more preferably at least 15°C, more preferably at least 20°C higher than the softening temperature than the polymer material. In certain embodiments, the melting temperature will be at least 50°C, at least 75°C, at least 100°C higher than the softening temperature of the polymer material. When mixtures of different fibers are used where these fibers have different melting temperatures, the melting temperature of this mixture will be determined by the fiber from the mixture that has the lowest melting temperature.

Omgekeerd in een andere of verdere voorkeursvorm, zal het gebruikte granulair polymeermateriaal een verwekingstemperatuur hebben welke minstens 5°C, minstens 10°C, minstens 11°C lager is dan de smelttemperatuur van het vezelmateriaal. Meer bij voorkeur, heeft het merendeel van het gebruikte granulair polymeermateriaal een verwekingstemperatuur welke minstens 12°C, 13°, 14°C, of 15°C lager is dan de smelttemperatuur van het vezelmateriaal. Nog meer bij voorkeur, heeft het merendeel van het gebruikte granulair polymeermateriaal een verwekingstemperatuur welke minstens 16°C, 17°C, 18°C, 19°C, of 20°C lager is dan de smelttemperatuur van het vezelmateriaal. Nog meer bij voorkeur, heeft het gebruikte granulair polymeermateriaal een verwekingstemperatuur welke minstens 21°C, 22°C, 23°C, 24°C, of 25°C lager is dan de smelttemperatuur van het vezelmateriaal. In bepaalde uitvoeringsvormen zal de verwekingstemperatuur minstens 50°C, minstens 75°C, minstens 100°C lager liggen dan de smelttemperatuur van het vezelmateriaal.Conversely, in another or further preferred form, the granular polymer material used will have a softening temperature which is at least 5°C, at least 10°C, at least 11°C lower than the melting temperature of the fiber material. More preferably, most of the granular polymer material used has a softening temperature that is at least 12°C, 13°C, 14°C, or 15°C lower than the melting temperature of the fibrous material. Even more preferably, the majority of the granular polymer material used has a softening temperature that is at least 16°C, 17°C, 18°C, 19°C, or 20°C lower than the melting temperature of the fibrous material. Even more preferably, the granular polymer material used has a softening temperature which is at least 21°C, 22°C, 23°C, 24°C, or 25°C lower than the melting temperature of the fiber material. In certain embodiments, the softening temperature will be at least 50°C, at least 75°C, at least 100°C lower than the melting temperature of the fiber material.

In een verdere of andere uitvoeringsvorm zal het mengsel uit stap d verwarmd worden opdat de temperatuur van het mengsel maximaal 15°C verschilt van de verwekingstemperatuur, meer bij voorkeur maximaal 10°C, meer bij voorkeur maximaal 5°C. In een uitvoeringsvorm zal het mengsel verwarmd worden tot een temperatuur die maximaal 15°C hoger ligt dan de verwekingstemperatuur, maximaal 10°C hoger, maximaal 5°C hoger. In een andere uitvoeringsvorm zal het mengsel verwarmd worden tot een temperatuur die maximaal 15°C lager ligt dan de verwekingstemperatuur, maximaal 10°C lager, maximaal 5°C lager.In a further or other embodiment, the mixture from step d will be heated so that the temperature of the mixture differs by a maximum of 15°C from the softening temperature, more preferably by a maximum of 10°C, more preferably by a maximum of 5°C. In one embodiment, the mixture will be heated to a temperature that is a maximum of 15°C higher than the softening temperature, a maximum of 10°C higher, a maximum of 5°C higher. In another embodiment, the mixture will be heated to a temperature that is a maximum of 15°C lower than the softening temperature, a maximum of 10°C lower, a maximum of 5°C lower.

De werkwijze volgens onderhavige uitvinding heeft als voordeel dat het granulair polymeermateriaal, of ten minste een gedeelte daarvan, zich gaat verkleven met de vezels en de andere polymeermaterialen in de homogeen gemengde structuur, waarbij een composietmateriaal wordt gevormd met uitzonderlijk goede materiaaleigenschappen. Hierin voorziet het granulair polymeermateriaal in hoofdzaak de binding en dragen de vezels bij aan de sterkte van het materiaal. Door de homogeen gemengde structuur van het composietmateriaal vertoont het materiaal een hoge graadThe method according to the present invention has the advantage that the granular polymer material, or at least a part thereof, adheres to the fibers and the other polymer materials in the homogeneously mixed structure, whereby a composite material is formed with exceptionally good material properties. Here, the granular polymer material mainly provides the bond and the fibers contribute to the strength of the material. Due to the homogeneously mixed structure of the composite material, the material exhibits a high grade

8 BE2021/5603 van isotrope eigenschappen. In het bijzonder met oog op hergebruik en/of recyclage laat de onderhavige werkwijze toe dat mengsels van polymeermaterialen met vezels worden aangewend zonder hierbij de materiaaleigenschappen van het finale composietmateriaal te verzwakken. Het composietmateriaal zelf is bovendien nagenoeg eindeloos recycleerbaar met een uitzonderlijk goed behoud van beoogde materiaaleigenschappen doorheen de verschillende recyclagecycli.8 BE2021/5603 of isotropic properties. Particularly with a view to reuse and/or recycling, the present method allows mixtures of polymer materials with fibers to be used without weakening the material properties of the final composite material. Moreover, the composite material itself is virtually endlessly recyclable with exceptionally good retention of intended material properties throughout the various recycling cycles.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, vormt de homogeen gemengde structuur verkregen in stap d een driedimensionaal netwerk.According to a further or other embodiment, the homogeneously mixed structure obtained in step d forms a three-dimensional network.

De verdeling van het granulair polymeermateriaal en het vezelmateriaal in dit driedimensionaal netwerk draagt verder bij aan de isotrope materiaaleigenschappen van het verkregen composietmateriaal. Het materiaal is bovendien nagenoeg oneindig opnieuw recycleerbaar, wat bijdraagt aan de circulariteit van het verkregen composiet.The distribution of the granular polymer material and the fiber material in this three-dimensional network further contributes to the isotropic material properties of the resulting composite material. In addition, the material is virtually infinitely recyclable, which contributes to the circularity of the resulting composite.

De uitvinders van onderhavige uitvinding hebben gezien dat naarmate de concentratie aan vezels stijgt, de graad aan isotroop gedrag van het compositiemateriaal stijgt.The inventors of the present invention have found that as the concentration of fibers increases, the degree of isotropic behavior of the composite material increases.

In sommige uitvoeringsvormen verschilt de treksterkte van het verkregen composietmateriaal in twee verschillende richtingen maximaal 50%, meer bij voorkeur maximaal 25%. Bij voorkeur verschilt de treksterkte in twee verschillende richtingen maximaal 20%, 15% of 10%. Meer bij voorkeur, verschilt de treksterkte in twee verschillende richtingen maximaal 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3% of 2%. Meest bij voorkeur verschilt de treksterkte in twee verschillende richtingen maximaal 1%.In some embodiments, the tensile strength of the resulting composite material differs in two different directions by a maximum of 50%, more preferably by a maximum of 25%. Preferably the tensile strength differs in two different directions by a maximum of 20%, 15% or 10%. More preferably, the tensile strength differs in two different directions by a maximum of 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3% or 2%. Most preferably, the tensile strength in two different directions differs by a maximum of 1%.

In sommige uitvoeringsvormen verschilt de doorbuigingsweerstand van het verkregen composietmateriaal in twee verschillende richtingen maximaal 50%, meer bij voorkeur maximaal 25%. Bij voorkeur verschilt de doorbuigingsweerstand in twee verschillende richtingen maximaal 20%, 15% of 10%. Meer bij voorkeur, verschilt de doorbuigingsweerstand in twee verschillende richtingen maximaal 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3% of 2%. Meest bij voorkeur verschilt de doorbuigingsweerstand in twee verschillende richtingen maximaal 1%.In some embodiments, the bending resistance of the obtained composite material differs in two different directions by a maximum of 50%, more preferably by a maximum of 25%. Preferably, the deflection resistance differs in two different directions by a maximum of 20%, 15% or 10%. More preferably, the deflection resistance differs in two different directions by a maximum of 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3% or 2%. Most preferably, the deflection resistance in two different directions differs by a maximum of 1%.

Verdere isotrope eigenschappen betreffen onder andere krimp, uitzetting, slagvastheid, impactweerstand en/of kruip, welke in twee verschillende richtingen maximaal 50%, meer bij voorkeur maximaal 25% verschillen, bij voorkeur maximaal 20%, 15% of 10%, meer bij voorkeur maximaal 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3% of 2%. Meest bij voorkeur verschillen zij maximaal 1%.Further isotropic properties include shrinkage, expansion, impact resistance, impact resistance and/or creep, which differ in two different directions by a maximum of 50%, more preferably by a maximum of 25%, preferably by a maximum of 20%, 15% or 10%, more preferably maximum 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3% or 2%. Most preferably they differ by a maximum of 1%.

9 BE2021/56039 BE2021/5603

De isotrope eigenschappen van het verkregen composietmateriaal laat in sommige uitvoeringsvormen toe dat met een lagere gewicht een zelfde performantie wordt verkregen, Zo laat het gebruik van een composietmateriaal zoals hierin verkregen een gewichtsreductie toe van ten minste 1%, bij voorkeur ten minste 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, meest bij voorkeur van ten minste 10%.The isotropic properties of the composite material obtained in some embodiments allow the same performance to be obtained with a lower weight. For example, the use of a composite material as obtained herein allows a weight reduction of at least 1%, preferably at least 2%, 3 %, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, most preferably of at least 10%.

In een uitvoeringsvorm bestaat minstens 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% tot 100% van het gebruikte polymeermateriaal uit gerecycleerd materiaal. In het kader van circulair hergebruik en/of recyclage, vereist de onderhavige werkwijze bovendien nagenoeg geen toevoeging van virgin (nieuw) polymeermateriaal, waarbij evenwel een composietmateriaal wordt verkregen met dezelfde, of zelfs verbeterde, isotrope materiaaleigenschappen. Desalniettemin behoort het gebruik van virgin materialen alsook de combinatie van te recycleren materiaal en virgin materiaal in de context van de huidige uitvinding ook tot de opties. In een uitvoeringsvorm is het gebruikte polymeermateriaal virgin materiaal.In one embodiment, at least 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% to 100% of the polymer material used from recycled material. In the context of circular reuse and/or recycling, the present method moreover requires virtually no addition of virgin (new) polymer material, whereby a composite material is nevertheless obtained with the same, or even improved, isotropic material properties. Nevertheless, the use of virgin materials as well as the combination of material to be recycled and virgin material in the context of the present invention are also options. In one embodiment, the polymer material used is virgin material.

Door toevoeging van de hierin beschreven vezels worden vezelversterkte materialen gemaakt middels processen zoals extrusie, pultrusie, rotatiegieten, calandreren, etc.By adding the fibers described herein, fiber-reinforced materials are made through processes such as extrusion, pultrusion, rotational molding, calendering, etc.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, heeft het granulair polymeermateriaal een deeltjesgrootte d90 welke is begrepen tussen 1 en 15000 um.According to a further or other embodiment, the granular polymer material has a particle size d90 which is comprised between 1 and 15000 µm.

In het licht van de onderhavige uitvinding wordt de “deeltjesgrootte” uitgedrukt als een “d-waarde”, welke het volumepercentage aan deeltjes binnen een bepaalde grootterange aanduidt. Zo duidt de uitdrukking “d50 is begrepen tussen 0,5 en 20,0 pm” aan dat 50 vol.% van de deeltjes in de gegeven distributie een deeltjesgrootte hebben die binnen deze grootterange gelegen is. Een geschikte methode voor het bepalen van de deeltjesgrootte is “laserdiffractie”. Een typisch systeem voor het bepalen van deeltjesgrootte middels laserdiffractie omvat een optische testbank waarin een gedispergeerd monster wordt blootgesteld aan een laserstraal, en een reeks detectoren welke de intensiteit van de laserstraal die door de deeltjes in het monster wordt verstrooid over een breed scala aan hoeken nauwkeurig opmeten, Dergelijk systeem omvat verder een monsterverspreidingseenheid welke de deeltjes in een geschikte concentratie en in een geschikte, stabiele staat van dispersie op het meetgebied van de optische bank aflevert. Het systeem wordt gestuurd door software die tijdens het meetproces de verstrooiingsgegevens analyseert om vervolgens een deeltjesgrootteverdeling te berekenen. Een dergelijk systeem is commercieelIn light of the present invention, "particle size" is expressed as a "d-value", which indicates the volume percentage of particles within a given size range. For example, the expression "d50 is comprised between 0.5 and 20.0 µm" indicates that 50% by volume of the particles in the given distribution have a particle size within this size range. A suitable method for determining the particle size is “laser diffraction”. A typical system for determining particle size by laser diffraction includes an optical test bench in which a dispersed sample is exposed to a laser beam, and an array of detectors that accurately measure the intensity of the laser beam scattered by the particles in the sample over a wide range of angles. Such system further comprises a sample dispersion unit which delivers the particles in a suitable concentration and in a suitable, stable state of dispersion to the measuring area of the optical bench. The system is controlled by software that analyzes the scattering data during the measurement process and then calculates a particle size distribution. Such a system is commercial

10 BE2021/5603 beschikbaar onder de naam Mastersizer. Voor relatief grotere deeltjes kan de grootte worden bepaald middels bv. zeefanalyse.10 BE2021/5603 available under the name Mastersizer. For relatively larger particles, the size can be determined by e.g. sieve analysis.

Binnen het hierin beschreven bereik is het granulair polymeermateriaal optimaal in staat zijn verklevende en/of bindende werking in het composietmateriaal uit te oefenen, en wordt de kwaliteit van het eindmateriaal verder verbeterd.Within the range described herein, the granular polymer material is optimally able to exert its adhesive and/or binding action in the composite material, and the quality of the final material is further improved.

Bij voorkeur heeft het granulair polymeermateriaal een deeltjesgrootte d90 welke is begrepen tussen 1 en 10000 um. Meer bij voorkeur heeft het granulair polymeermateriaal een deeltjesgrootte d90 welke is begrepen tussen 1 en 5000 um, tussen 1 en 4000 um, of tussen 1 en 3000 um. Nog meer bij voorkeur heeft het granulair polymeermateriaal een deeltjesgrootte d90 welke is begrepen tussen 1 en 2500 um, tussen 1 en 2000 um, tussen 1 en 1500 um, tussen 1 en 1000 um. Nog meer bij voorkeur, heeft het granulair polymeermateriaal een deeltjesgrootte d90 welke is begrepen tussen 1 en 900 um, tussen 1 en 800 um, tussen 1 en 700 um, tussen 1 en 600 um, meest bij voorkeur tussen 1 en 500 um.Preferably, the granular polymer material has a particle size d90 which is comprised between 1 and 10000 µm. More preferably, the granular polymer material has a particle size d90 comprised between 1 and 5000 µm, between 1 and 4000 µm, or between 1 and 3000 µm. Even more preferably, the granular polymer material has a particle size d90 which is comprised between 1 and 2500 µm, between 1 and 2000 µm, between 1 and 1500 µm, between 1 and 1000 µm. Even more preferably, the granular polymer material has a particle size d90 which is comprised between 1 and 900 µm, between 1 and 800 µm, between 1 and 700 µm, between 1 and 600 µm, most preferably between 1 and 500 µm.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, heeft het vezelmateriaal een vezellengte welke is begrepen tussen 0,1 en 10,0 cm.According to a further or other embodiment, the fiber material has a fiber length comprised between 0.1 and 10.0 cm.

De “vezellengte” zoals hierin beschreven duidt de lengte van de individuele filamenten aan, Vezels met de hierin beschreven vezellengte worden verder ook “macrovezels” genoemd.The "fiber length" as described herein refers to the length of the individual filaments. Fibers with the fiber length described herein are also referred to as "macrofibers".

Binnen het hierin beschreven bereik is het mogelijk de vezels met grote precisie homogeen te verdelen tussen de individuele granulaire polymeermaterialen, terwijl zij zich tevens over voldoende afstand uitstrekken om een grote verbetering van de materiaaleigenschappen teweeg te brengen, bv. een verbeterde treksterkte, Binnen het hierin beschreven bereik zijn de vezels in staat zich in verschillende richtingen doorheen het mengsel uit te strekken, waarbij de verbeterde eigenschappen zich op isotrope wijze doorheen het composietmateriaal gewaar laten worden.Within the range described herein, it is possible to homogeneously distribute the fibers with great precision between the individual granular polymer materials, while also extending them over a sufficient distance to bring about a major improvement in material properties, e.g. improved tensile strength. described range, the fibers are able to extend in different directions through the mixture, whereby the improved properties are felt isotropically through the composite material.

Bij voorkeur heeft het vezelmateriaal een vezellengte welke is begrepen tussen 0,1 en 10,0 cm, tussen 0,1 en 9,0 cm, tussen 0,1 en 8,0 cm, tussen 0,1 en 7,0 cm, tussen 0,1 en 6,0 cm, tussen 0,1 en 5,0 cm of tussen 0,1 en 4,0 cm. Meer bij voorkeur heeft het vezelmateriaal een vezellengte welke is begrepen tussen 0,1 en 3,9 cm, tussen 0,2 en 3,8 cm, tussen 0,3 en 3,7 cm, tussen 0,4 en 3,6 cm, tussen 0,5 en 3,5 cm, tussen 0,6Preferably, the fiber material has a fiber length comprised between 0.1 and 10.0 cm, between 0.1 and 9.0 cm, between 0.1 and 8.0 cm, between 0.1 and 7.0 cm, between 0.1 and 6.0 cm, between 0.1 and 5.0 cm or between 0.1 and 4.0 cm. More preferably, the fiber material has a fiber length comprised between 0.1 and 3.9 cm, between 0.2 and 3.8 cm, between 0.3 and 3.7 cm, between 0.4 and 3.6 cm , between 0.5 and 3.5 cm, between 0.6

11 BE2021/5603 en 3,4 cm, tussen 0,7 en 3,3 cm, tussen 0,8 en 3,2 cm of tussen 0,9 en 3,1 cm, meest bij voorkeur tussen 1,0 en 3,0 cm.11 BE2021/5603 and 3.4 cm, between 0.7 and 3.3 cm, between 0.8 and 3.2 cm or between 0.9 and 3.1 cm, most preferably between 1.0 and 3, 0 cm.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, omvat het vezelmateriaal vezels met een doorsnede begrepen tussen 0,01 en 2,00 mm. Bij voorkeur hebben de vezels een doorsnede begrepen tussen 0,01 en 1,90 mm, tussen 0,01 en 1,80 mm, tussen 0,01 en 1,70 mm, tussen 0,01 en 1,60 mm, tussen 0,01 en 1,50 mm, tussen 0,01 en 1,40 mm, tussen 0,01 en 1,30 mm, tussen 0,01 en 1,20 mm, tussen 0,01 en 1,10 mm, meest bij voorkeur tussen 0,01 en 1,00 mm.According to a further or other embodiment, the fiber material comprises fibers with a cross-section comprised between 0.01 and 2.00 mm. Preferably, the fibers have a diameter between 0.01 and 1.90 mm, between 0.01 and 1.80 mm, between 0.01 and 1.70 mm, between 0.01 and 1.60 mm, between 0 .01 and 1.50 mm, between 0.01 and 1.40 mm, between 0.01 and 1.30 mm, between 0.01 and 1.20 mm, between 0.01 and 1.10 mm, most at preferably between 0.01 and 1.00 mm.

In sommige uitvoeringsvormen, worden het vezelmateriaal en het granulair polymeermateriaal gemengd in stap c volgens een mengverhouding begrepen tussen 1:99 en 30:70,In some embodiments, the fiber material and the granular polymer material are mixed in step c according to a mixing ratio comprised between 1:99 and 30:70,

In deze verhoudingen wordt een optimaal evenwicht gevonden tussen een goede binding en goede materiaaleigenschappen van het composietmateriaal. Bovendien zijn de hierin beschreven verhoudingen optimaal om de recycleerbaarheid van het composietmateriaal verder te verbeteren, welke bijdraagt aan de circulaire inzetbaarheid van het composietmateriaal.In these ratios an optimal balance is found between a good bond and good material properties of the composite material. Moreover, the ratios described herein are optimal to further improve the recyclability of the composite material, which contributes to the circular usability of the composite material.

Bij voorkeur worden het vezelmateriaal en het granulair polymeermateriaal gemengd in stap volgens een mengverhouding (volume of gewichtsverhouding) begrepen tussen 1:99 en 30:70, tussen 1:99 en 20:80, tussen 1:99 en 15:85, tussen 1:99 en 10:90, tussen 1:99 en 9:91, tussen 1:99 en 8:92, tussen 1:99 en 7:93, tussen 1:99 en 6:94, tussen 1:99 en 5:95, meest bij voorkeur tussen 1:99 en 4:96,Preferably, the fiber material and the granular polymer material are mixed in step according to a mixing ratio (volume or weight ratio) comprised between 1:99 and 30:70, between 1:99 and 20:80, between 1:99 and 15:85, between 1 :99 and 10:90, between 1:99 and 9:91, between 1:99 and 8:92, between 1:99 and 7:93, between 1:99 and 6:94, between 1:99 and 5: 95, most preferably between 1:99 and 4:96,

Het verwarmen en comprimeren in stap d wordt volgens sommige uitvoeringsvormen uitgevoerd middels kalanderen, pultrusie, compressie, persvormen, thermisch vormen, rotatiegieten, etc. of combinaties daarvan.The heating and compression in step d is performed in some embodiments by calendering, pultrusion, compression, compression molding, thermoforming, rotational molding, etc. or combinations thereof.

Met de term "kalanderen” wordt het continue proces aangeduid waarbij een composietmateriaal wordt gevormd tussen twee of meer walsen. “Pultrusie” is een continue vormgevingstechniek waarbij homogene mengsel van vezelmateriaal en granulair polymeermateriaal door een matrijs wordt getrokken. In de matrijs zitten één of meerdere openingen die de vorm van het finale materiaal bepalen, “Persvormen” of “compressievormen” is een vormgevingsmethode waarbij het materiaal, doorgaans voorverwarmd, eerst in een open, verwarmde mal wordt gebracht. De mal wordt vervolgens gesloten met een topkracht of plugorgaan, er wordt druk uitgeoefend omThe term "calendering" refers to the continuous process in which a composite material is formed between two or more rollers. "Pultrusion" is a continuous shaping technique in which a homogeneous mixture of fiber material and granular polymer material is drawn through a die. The die contains one or more openings that define the shape of the final material, “Compression molding” or “compression molding” is a shaping method in which the material, usually preheated, is first placed in an open, heated mold, the mold is then closed with a top force or plugging device, pressure exerted

12 BE2021/5603 het materiaal in contact te brengen met alle malgebieden, terwijl warmte en druk worden gehandhaafd totdat het vormmateriaal is uitgehard. “Rotatiegieten” is het spanningsvrij verwarmen van kunststofpoeder in een matrijs tot een gevormd kunststofproduct. Door het roteren, in twee loodrecht op elkaar staande assen, smelt de kunststof tegen de matrijswand en neemt diens specifieke vorm aan.12 BE2021/5603 to bring the material into contact with all mold areas while maintaining heat and pressure until the molding material has cured. “Rotational molding” is the stress-free heating of plastic powder in a mold to form a molded plastic product. By rotating in two perpendicular axes, the plastic melts against the mold wall and takes on its specific shape.

Volgens sommige uitvoeringsvormen, worden gedurende stap c één of meerdere additieven gemengd met het granulair polymeermateriaal en het vezelmateriaal. Bij voorkeur worden gedurende stap c één of meerdere additieven gemengd met het granulair polymeermateriaal en het vezelmateriaal, welke additieven worden gekozen uit de groep van vulstoffen, versterkingsvezels, hydrofobe vezels, hydrofiele vezels, oleofiele vezels, anti-corrosiemiddelen, antibacteriële middelen, schimmelwerende middelen, vlamvertragende middelen, of combinaties. Mogelijks kunnen hierin nog andere additieven worden aangewend.According to some embodiments, during step c, one or more additives are mixed with the granular polymer material and the fibrous material. During step c, one or more additives are preferably mixed with the granular polymer material and the fiber material, which additives are selected from the group of fillers, reinforcing fibres, hydrophobic fibres, hydrophilic fibres, oleophilic fibres, anti-corrosion agents, antibacterial agents, fungicides, flame retardants, or combinations. Possibly other additives can be used in this.

Mits de toevoeging van specifieke additieven kunnen verdere eigenschappen van het composietmateriaal worden verbeterd en/of aangepast. Zo kan bijvoorbeeld middels de inclusie van hydrofobe vezels een waterafstotend composietmateriaal worden verkregen.Provided that specific additives are added, further properties of the composite material can be improved and/or adapted. For example, a water-repellent composite material can be obtained by including hydrophobic fibers.

Het verkregen composietmateriaal wordt in sommige uitvoeringsvormen verder voorzien van één of meerdere afwerkingslagen. Dergelijke afwerkingslagen hebben als doel het composietmateriaal van een specifieke eigenschap te voorzien aan diens één of meerdere zijden, in het bijzonder buitenzijden. Dit kan een functionele eigenschap zijn, bv. bij het voorzien van een krasbestendige laag of een waterafstotende laag, of kan uit esthetische overwegingen worden aangebracht, bv. een laklaag, een gekleurde en of geprinte laag. Het voorzien van één of meerdere afwerkingslagen kan tijdens onderhavige werkwijze plaatsvinden, alsook na de vervaardiging van het composietmateriaal. In het bijzonder voorzien de één of meerdere afwerkingslagen functionele eigenschappen, esthetische eigenschappen, of combinaties daarvan.In some embodiments, the composite material obtained is further provided with one or more finishing layers. The purpose of such finishing layers is to provide the composite material with a specific property on its one or more sides, in particular outer sides. This can be a functional property, e.g. when providing a scratch-resistant layer or a water-repellent layer, or can be applied for aesthetic reasons, e.g. a lacquer layer, a colored and/or printed layer. The provision of one or more finishing layers can take place during the present method, as well as after the manufacture of the composite material. In particular, the one or more finishing layers provide functional properties, aesthetic properties, or combinations thereof.

Daarnaast kan het materiaal op elk ogenblik een of meerdere specifieke afwerkingsvormen krijgen voor specifieke toepassingen.In addition, the material can be given one or more specific finishing forms for specific applications at any time.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, omvat het granulair polymeermateriaal een thermoplastisch en/of thermogehard polymeer gekozen uit de groep van acrylonitril-butadieen-styreen (ABS), acryl, polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE), polyethyleen met lage dichtheid (LDPE), polyethyleentereftalaat (PET), polyvinylchloride (PVC), polypropyleen (PP), polystyreen (PS), polyurethanen (PU/PUR), polylactideAccording to a further or other embodiment, the granular polymer material comprises a thermoplastic and/or thermoset polymer selected from the group of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), acrylic, high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyurethanes (PU/PUR), polylactide

13 BE2021/5603 (PLA), polyesters, polyvinylesters, ureumformaldehydes, melamines, of combinaties daarvan.13 BE2021/5603 (PLA), polyesters, polyvinyl esters, urea formaldehydes, melamines, or combinations thereof.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, wordt het vezelmateriaal gekozen uit de groep van glasvezels, polyestervezels, acrylonitril-butadieen-styreenvezels (ABS), polystyreenvezels (PS), nylonvezels, polyamidevezels (PA), polyethyleentereftalaatvezels (PET), natuurlijke vezels, metaalvezels, of combinaties daarvan. Optioneel, kunnen smeltvezels worden toegevoegd.According to a further or other embodiment, the fiber material is selected from the group of glass fibers, polyester fibers, acrylonitrile-butadiene-styrene fibers (ABS), polystyrene fibers (PS), nylon fibers, polyamide fibers (PA), polyethylene terephthalate fibers (PET), natural fibers, metal fibers, or combinations thereof. Optionally, melt fibers can be added.

De verscheidene uitvoeringsvormen van de onderhavige werkwijze zijn bovendien alle op een eenvoudige wijze te implementeren in bestaande productieprocessen teneinde de afvallast bij de bron te kunnen verlagen.Moreover, the various embodiments of the present method can all be implemented in a simple manner in existing production processes in order to be able to reduce the waste load at the source.

In sommige uitvoeringsvormen, kunnen naast het granulaire polymeermateriaal en het vezelmateriaal ook verscheidene afvalmaterialen worden verwerkt, waaronder plastics, hout, rubber, papier e.d. Deze materialen worden homogeen in de matrix van het composietmateriaal gebonden en vormen aldus een verlichting van de afvallast.In some embodiments, in addition to the granular polymer material and the fibrous material, various waste materials can also be processed, including plastics, wood, rubber, paper and the like. These materials are homogeneously bonded in the matrix of the composite material and thus lighten the waste burden.

Een tweede aspect van de onderhavige uitvinding betreft een composietmateriaal, omvattende een granulair polymeermateriaal en een vezelmateriaal, waarbij het merendeel van het gebruikte granulair polymeermateriaal een verwekingstemperatuur heeft welke minstens 5°C, meer bij voorkeur minstens 10°C lager is dan de smelttemperatuur van het vezelmateriaal, en waarbij het granulair polymeermateriaal en het vezelmateriaal zijn gebonden in een homogeen gemengde structuur,A second aspect of the present invention relates to a composite material comprising a granular polymer material and a fiber material, the majority of the granular polymer material used having a softening temperature which is at least 5°C, more preferably at least 10°C lower than the melting temperature of the fiber material, and wherein the granular polymer material and the fiber material are bonded in a homogeneously mixed structure,

Bij voorkeur heeft het merendeel van het gebruikte granulair polymeermateriaal een verwekingstemperatuur welke minstens 11°C lager is dan de smelttemperatuur van het vezelmateriaal. Meer bij voorkeur, heeft het merendeel van het gebruikte granulair polymeermateriaal een verwekingstemperatuur welke minstens 12°C, 13°, 14°C, of 15°C lager is dan de smelttemperatuur van het vezelmateriaal. Nog meer bij voorkeur, heeft het merendeel van het gebruikte granulair polymeermateriaal een verwekingstemperatuur welke minstens 16°C, 17°C, 18°C, 19°C, of 20°C lager is dan de smelttemperatuur van het vezelmateriaal. Nog meer bij voorkeur, heeft het merendeel van het gebruikte granulair polymeermateriaal een verwekingstemperatuur welke minstens 21°C, 22°C, 23°C, 24°C, of 25°C lager is dan de smelttemperatuur van het vezelmateriaal.Preferably, the majority of the granular polymer material used has a softening temperature which is at least 11°C lower than the melting temperature of the fiber material. More preferably, most of the granular polymer material used has a softening temperature that is at least 12°C, 13°C, 14°C, or 15°C lower than the melting temperature of the fibrous material. Even more preferably, the majority of the granular polymer material used has a softening temperature that is at least 16°C, 17°C, 18°C, 19°C, or 20°C lower than the melting temperature of the fibrous material. Even more preferably, the majority of the granular polymer material used has a softening temperature that is at least 21°C, 22°C, 23°C, 24°C, or 25°C lower than the melting temperature of the fibrous material.

14 BE2021/560314 BE2021/5603

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, vormt de homogeen gemengde structuur een driedimensionaal netwerk.According to a further or other embodiment, the homogeneously mixed structure forms a three-dimensional network.

De homogene verdeling van het granulair polymeermateriaal en het vezelmateriaal in dit driedimensionaal netwerk draagt verder bij aan de isotrope materiaaleigenschappen van het verkregen composietmateriaal. Het materiaal is bovendien nagenoeg oneindig opnieuw recycleerbaar, wat bijdraagt aan de circulariteit van het verkregen composiet,The homogeneous distribution of the granular polymer material and the fiber material in this three-dimensional network further contributes to the isotropic material properties of the resulting composite material. Moreover, the material can be recycled almost infinitely, which contributes to the circularity of the resulting composite,

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, heeft het granulair polymeermateriaal een deeltjesgrootte d90 welke is begrepen tussen 1 en 15000 um. Binnen het hierin beschreven bereik is het granulair polymeermateriaal optimaal in staat zijn verklevende en/of bindende werking in het composietmateriaal uit te oefenen, en beschikt het composietmateriaal over een optimale kwaliteit,According to a further or other embodiment, the granular polymer material has a particle size d90 which is comprised between 1 and 15000 µm. Within the range described herein, the granular polymer material is optimally able to exert its adhesive and/or binding effect in the composite material, and the composite material has an optimum quality,

Binnen het hierin beschreven bereik is het mogelijk de vezels met grote precisie homogeen te verdelen tussen de individuele granulaire polymeermaterialen, terwijl zij zich tevens over voldoende afstand uitstrekken om een grote verbetering van de materiaaleigenschappen teweeg te brengen. Binnen het hierin beschreven bereik zijn de vezels in staat zich in verschillende richtingen doorheen het mengsel uit te strekken, waarbij de verbeterde eigenschappen zich op isotrope wijze doorheen het composietmateriaal gewaar laten worden.Within the range described herein, it is possible to homogeneously distribute the fibers with great precision between the individual granular polymer materials, while also extending over a sufficient distance to bring about a large improvement in the material properties. Within the range described herein, the fibers are able to extend in different directions throughout the blend, with the improved properties being felt isotropically through the composite material.

Bij voorkeur heeft het vezelmateriaal een vezellengte welke is begrepen tussen 0,1 en 10,0 cm, tussen 0,1 en 9,0 cm, tussen 0,1 en 8,0 cm, tussen 0,1 en 7,0 cm, tussen 0,1 en 6,0 cm, tussen 0,1 en 5,0 cm of tussen 0,1 en 4,0 cm. Meer bij voorkeur heeft hetPreferably, the fiber material has a fiber length comprised between 0.1 and 10.0 cm, between 0.1 and 9.0 cm, between 0.1 and 8.0 cm, between 0.1 and 7.0 cm, between 0.1 and 6.0 cm, between 0.1 and 5.0 cm or between 0.1 and 4.0 cm. More preferably it has

15 BE2021/5603 vezelmateriaal een vezellengte welke is begrepen tussen 0,1 en 3,9 cm, tussen 0,2 en 3,8 cm, tussen 0,3 en 3,7 cm, tussen 0,4 en 3,6 cm, tussen 0,5 en 3,5 cm, tussen 0,6 en 3,4 cm, tussen 0,7 en 3,3 cm, tussen 0,8 en 3,2 cm of tussen 0,9 en 3,1 cm, meest bij voorkeur tussen 1,0 en 3,0 cm.15 BE2021/5603 fiber material a fiber length which is between 0.1 and 3.9 cm, between 0.2 and 3.8 cm, between 0.3 and 3.7 cm, between 0.4 and 3.6 cm, between 0.5 and 3.5 cm, between 0.6 and 3.4 cm, between 0.7 and 3.3 cm, between 0.8 and 3.2 cm or between 0.9 and 3.1 cm, most preferably between 1.0 and 3.0 cm.

In sommige uitvoeringsvormen, zijn het vezelmateriaal en het granulair materiaal in de homogeen gemengde structuur vervat volgens een ratio begrepen tussen 1:99 en 30:70.In some embodiments, the fibrous material and the granular material are contained in the homogeneously mixed structure at a ratio comprised between 1:99 and 30:70.

Bij voorkeur worden zijn vezelmateriaal en het granulair polymeermateriaal in de homogeen gemengde structuur vervat volgens een ratio (volume of gewicht) begrepen tussen 1:99 en 30:70, tussen 1:99 en 20:80, tussen 1:99 en 15:85, tussen 1:99 en 10:90, tussen 1:99 en 9:91, tussen 1:99 en 8:92, tussen 1:99 en 7:93, tussen 1:99 en 6:94, tussen 1:99 en 5:95, meest bij voorkeur tussen 1:99 en 4:96,Preferably, its fiber material and the granular polymer material are contained in the homogeneously mixed structure according to a ratio (volume or weight) comprised between 1:99 and 30:70, between 1:99 and 20:80, between 1:99 and 15:85 , between 1:99 and 10:90, between 1:99 and 9:91, between 1:99 and 8:92, between 1:99 and 7:93, between 1:99 and 6:94, between 1:99 and 5:95, most preferably between 1:99 and 4:96,

In sommige uitvoeringsvormen, omvat het composietmateriaal één of meerdere additieven. Bij voorkeur, omvat het composietmateriaal één of meerdere additieven gekozen uit de groep van versterkingsvezels, hydrofobe vezels, hydrofiele vezels, oleofiele vezels, anti-corrosiemiddelen, antibacteriële middelen, schimmelwerende middelen, vlamvertragende middelen, of combinaties daarvan. Mogelijks kunnen hierin nog andere additieven worden aangewend.In some embodiments, the composite material includes one or more additives. Preferably, the composite material comprises one or more additives selected from the group of reinforcing fibers, hydrophobic fibers, hydrophilic fibers, oleophilic fibers, anti-corrosion agents, antibacterial agents, antifungal agents, flame retardants, or combinations thereof. Possibly other additives can be used in this.

Mits de toevoeging van specifieke additieven kunnen verdere eigenschappen van het composietmateriaal worden verbeterd en/of aangepast. Zo kan bijvoorbeeld middels deProvided that specific additives are added, further properties of the composite material can be improved and/or adapted. For example, through the

16 BE2021/5603 inclusie van hydrofobe vezels een waterafstotend composietmateriaal worden verkregen.16 BE2021/5603 inclusion of hydrophobic fibers a water-repellent composite material can be obtained.

Het composietmateriaal omvat in sommige uitvoeringsvormen één of meerdere afwerkingslagen. Dergelijke afwerkingslagen hebben als doel het composietmateriaal van een specifieke eigenschap te voorzien aan diens één of meerdere zijden, in het bijzonder buitenzijden. Dit kan een functionele eigenschap zijn, bv. bij het voorzien van een krasbestendige laag of een waterafstotende laag, of kan uit esthetische overwegingen worden aangebracht, bv. een laklaag, een gekleurde en of geprinte laag.The composite material in some embodiments comprises one or more finishing layers. The purpose of such finishing layers is to provide the composite material with a specific property on its one or more sides, in particular outer sides. This can be a functional property, e.g. when providing a scratch-resistant layer or a water-repellent layer, or can be applied for aesthetic reasons, e.g. a lacquer layer, a colored and/or printed layer.

In het bijzonder voorzien de één of meerdere afwerkingslagen functionele eigenschappen, esthetische eigenschappen, of combinaties daarvan.In particular, the one or more finishing layers provide functional properties, aesthetic properties, or combinations thereof.

Volgens sommige uitvoeringsvormen, omvat het granulair polymeermateriaal een thermoplastisch en/of thermogehard polymeer gekozen uit de groep van acrylonitril- butadieen-styreen (ABS), acryl, polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE), polyethyleen met lage dichtheid (LDPE), polyethyleentereftalaat (PET), polyvinylchloride (PVC), polypropyleen (PP), polystyreen (PS), polyurethanen (PU/PUR), polylactide (PLA), polyesters, polyvinylesters, ureumformaldehydes, melamines, of combinaties daarvan.In some embodiments, the granular polymer material comprises a thermoplastic and/or thermoset polymer selected from the group of acrylonitrile butadiene styrene (ABS), acrylic, high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), polyethylene terephthalate (PET ), polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyurethanes (PU/PUR), polylactide (PLA), polyesters, polyvinyl esters, urea formaldehydes, melamines, or combinations thereof.

Volgens een verdere of andere uitvoeringsvorm, wordt het vezelmateriaal gekozen uit de groep van glasvezels, polyestervezels, acrylonitril-butadieen-styreenvezels (ABS), polystyreenvezels (PS), nylonvezels, polyamidevezels (PA), polyethyleentereftalaatvezels (PET), natuurlijke vezels, metaalvezels, of combinaties daarvan. Optioneel, omvat het composietmateriaal smeltvezels.According to a further or other embodiment, the fiber material is selected from the group of glass fibers, polyester fibers, acrylonitrile-butadiene-styrene fibers (ABS), polystyrene fibers (PS), nylon fibers, polyamide fibers (PA), polyethylene terephthalate fibers (PET), natural fibers, metal fibers, or combinations thereof. Optionally, the composite material includes melt fibers.

Natuurlijke vezels kunnen omvatten, maar zijn niet beperkt tot, zaadvezels zoals katoen en kapok; bladvezels zoals sisal en agave; bastvezels of huidvezels zoals vlas, jute, kenaf, hennep, ramee, rotan, sojavezels, wijnstokvezels, en bananenvezels; fruitvezels zoals kokosvezels; stengelvezels zoals tarwestro, rijst, gerst, bamboe, gras, en boomhout; dierlijke haarvezels zoals schapenwol, geitenhaar (kasjmier, mohair), alpacahaar, paardenhaar; zijde vezels; vogelvezels zoals veren,Natural fibers may include, but are not limited to, seed fibers such as cotton and kapok; leaf fibers such as sisal and agave; bast fibers or skin fibers such as flax, jute, kenaf, hemp, ramie, rattan, soybean fiber, vine fiber, and banana fiber; fruit fibers such as coconut fiber; stem fibers such as wheat straw, rice, barley, bamboo, grass, and tree wood; animal hair fibers such as sheep wool, goat hair (cashmere, mohair), alpaca hair, horse hair; silk fiber; bird fibers such as feathers,

In sommige uitvoeringsvormen heeft het composietmateriaal een in hoofdzaak isotrope treksterkte, waarbij de treksterkte in twee verschillende richtingen maximaal 25% verschilt. Bij voorkeur verschilt de treksterkte in twee verschillende richtingen maximaal 20%, 15% of 10%. Meer bij voorkeur, verschilt de treksterkte in twee verschillendeIn some embodiments, the composite material has a substantially isotropic tensile strength, with the tensile strength differing by up to 25% in two different directions. Preferably the tensile strength differs in two different directions by a maximum of 20%, 15% or 10%. More preferably, the tensile strength differs in two different ones

17 BE2021/5603 richtingen maximaal 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3% of 2%. Meest bij voorkeur verschilt de treksterkte in twee verschillende richtingen maximaal 1%.17 BE2021/5603 directions maximum 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3% or 2%. Most preferably, the tensile strength in two different directions differs by a maximum of 1%.

In sommige uitvoeringsvormen vertoont het composietmateriaal een in hoofdzaak isotrope doorbuigingsweerstand, waarbij de doorbuigingsweerstand in twee verschillende richtingen maximaal 25% verschilt. Bij voorkeur verschilt de doorbuigingsweerstand in twee verschillende richtingen maximaal 20%, 15% of 10%.In some embodiments, the composite material exhibits substantially isotropic deflection resistance, with deflection resistance differing by up to 25% in two different directions. Preferably, the deflection resistance differs in two different directions by a maximum of 20%, 15% or 10%.

Meer bij voorkeur, verschilt de doorbuigingsweerstand in twee verschillende richtingen maximaal 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3% of 2%. Meest bij voorkeur verschilt de doorbuigingsweerstand in twee verschillende richtingen maximaal 1%.More preferably, the deflection resistance differs in two different directions by a maximum of 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3% or 2%. Most preferably, the deflection resistance in two different directions differs by a maximum of 1%.

Verdere isotrope eigenschappen betreffen onder andere krimp, uitzetting, slagvastheid, impactweerstand en/of kruip, welke in twee verschillende richtingen maximaal 25% verschillen, bij voorkeur maximaal 20%, 15% of 10%, meer bij voorkeur maximaal 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3% of 2%. Meest bij voorkeur verschillen zij maximaal 1%.Further isotropic properties include shrinkage, expansion, impact resistance, impact resistance and/or creep, which differ in two different directions by a maximum of 25%, preferably by a maximum of 20%, 15% or 10%, more preferably by a maximum of 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3% or 2%. Most preferably they differ by a maximum of 1%.

De isotrope eigenschappen van het composietmateriaal laat in sommige uitvoeringsvormen toe dat met een lagere gewicht een zelfde performantie wordt verkregen. Zo laat het gebruik van een composietmateriaal zoals hierin beschreven een gewichtsreductie toe van ten minste 1%, bij voorkeur ten minste 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, meest bij voorkeur van ten minste 10%.In some embodiments, the isotropic properties of the composite material allow the same performance to be obtained with a lower weight. For example, the use of a composite material as described herein allows a weight reduction of at least 1%, preferably at least 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, most preferably of at least 10%.

De verschillende uitvoeringsvormen van het composietmateriaal zoals hierin beschreven worden bij voorkeur vervaardigd middels een werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding.The different embodiments of the composite material as described herein are preferably manufactured by a method according to the first aspect of the invention.

De verschillende composietmaterialen zoals hierin beschreven betreffen zowel halffabricaten als fabricaten. Deze halffabricaten zijn bij voorkeur flexibele matten. De fabricaten zijn veelal vaste materialen welke in een specifieke, functionele vorm worden gebracht. Dergelijke vormen zijn bijvoorbeeld vlakke platen, gegolfde platen, containers, paletten, of in wezen elke vorm die kan worden verkregen middels gekende polymeer vormgevingstechnieken. De composietmaterialen zoals hierin verkregen blijven vervormbaar middels verhitting, ook na vervaardiging ervan.The various composite materials as described herein concern both semi-finished and manufactured products. These semi-finished products are preferably flexible mats. The products are often solid materials that are brought into a specific, functional form. Such shapes are, for example, flat plates, corrugated plates, containers, pallets, or essentially any shape that can be obtained by known polymer molding techniques. The composite materials as obtained herein remain deformable by means of heating, even after their manufacture.

In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven a.d.h.v. niet-limiterende voorbeelden die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.In what follows, the invention is described by means of. non-limiting examples which illustrate the invention, and which are not intended or construed to limit the scope of the invention.

18 BE2021/560318 BE2021/5603

VOORBEELDENEXAMPLES

Voorbeeld 1: Plaatvormig composietmateriaal omvattende granulair polyethyleen, granulair polypropyleen en nylonvezelsExample 1: Sheet-shaped composite material comprising granular polyethylene, granular polypropylene and nylon fibers

Het plaatvormig composietmateriaal omvat 48% granulair polyethyleen, 48% granulair polypropyleen en 4% nylonvezels op gewichtsbasis. Het granulair PE en granulair PP hebben een deeltjesgrootte d90 van ongeveer 400 um, en de nylonvezels hebben een vezellengte gelegen tussen 1,0 en 3,0 cm, en een vezeldikte van ongeveer 0,5 mm. HetThe sheet composite material comprises 48% granular polyethylene, 48% granular polypropylene and 4% nylon fibers by weight. The granular PE and granular PP have a particle size d90 of about 400 µm, and the nylon fibers have a fiber length of between 1.0 and 3.0 cm, and a fiber thickness of about 0.5 mm. It

PE, PP en de nylonvezels zijn homogeen gemengd in het composietmateriaal, en vormen een driedimensionaal netwerk dat uitzonderlijk goede materiaaleigenschappen heeft.PE, PP and the nylon fibers are homogeneously mixed in the composite material, forming a three-dimensional network that has exceptionally good material properties.

De treksterkte en doorbuigingsweerstand van het plaatvormig composietmateriaal werden bepaald over twee verschillende richtingen in het vlak van het plaatvormig materiaal. De treksterkte in deze beide richtingen verschilt slechts 5%, terwijl het verschil in doorbuigingsweerstand ongeveer 4% bedraagt.The tensile strength and deflection resistance of the plate-shaped composite material were determined over two different directions in the plane of the plate-shaped material. The tensile strength in these two directions only differs by 5%, while the difference in deflection resistance is approximately 4%.

Het composietmateriaal is bovendien op eenvoudige wijze te recycleren zonder aan productkwaliteit in te boeten en vereist geen toevoeging van nieuw polymeermateriaal.The composite material is also easy to recycle without loss of product quality and does not require the addition of new polymer material.

Dusdanig is het composietmateriaal circulair inzetbaar.In this way, the composite material can be used in a circular manner.

Voorbeeld 2: Gegolfd plaatvormig composietmateriaal omvattende granulair polypropyleen en polyethyleentereftalaatvezelsExample 2: Corrugated sheet composite material comprising granular polypropylene and polyethylene terephthalate fibers

Het gegolfd plaatvormig composietmateriaal omvat 97% granulair polypropyleen en 3% polyethyleentereftalaatvezels op gewichtsbasis. Het granulair PP heeft een deeltjesgrootte d90 van ongeveer 250 um, en de PET-vezels hebben een vezellengte gelegen tussen 1,5 en 2,5 cm, en een vezeldikte van ongeveer 0,3 mm. Het PP en deThe corrugated sheet composite material comprises 97% granular polypropylene and 3% polyethylene terephthalate fibers by weight. The granular PP has a particle size d90 of about 250 µm, and the PET fibers have a fiber length of between 1.5 and 2.5 cm, and a fiber thickness of about 0.3 mm. The PP and the

PET-vezels zijn homogeen gemengd in het composietmateriaal, en vormen een driedimensionaal netwerk dat uitzonderlijk goede materiaaleigenschappen heeft.PET fibers are homogeneously mixed in the composite material, forming a three-dimensional network that has exceptionally good material properties.

De treksterkte en doorbuigingsweerstand van het gegolfd plaatvormig composietmateriaal werden bepaald over twee verschillende richtingen in het vlak van het plaatvormig materiaal. De treksterkte in deze beide richtingen verschilt slechts 9%, terwijl het verschil in doorbuigingsweerstand ongeveer 10% bedraagt.The tensile strength and deflection resistance of the corrugated sheet composite material were determined over two different directions in the plane of the sheet material. The tensile strength in these two directions differs only by 9%, while the difference in deflection resistance is approximately 10%.

19 BE2021/560319 BE2021/5603

Voorbeeld 3: Vervaardiging van een plaatvormig composietmateriaalExample 3: Manufacture of a plate-shaped composite material

Een plaatvormig composietmateriaal wordt vervaardigd middels: a. het voorzien van 98% op gewichtsbasis granulair polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE) en met deeltjesgrootte d90 van ongeveer 200 um en een verwekingstemperatuur van 125°C; b. het voorzien van 2% op gewichtsbasis polyamidevezel met een vezellengte gelegen tussen 1,0 en 2,5 cm, en een vezeldikte van ongeveer 0,3 mm en met een verwekingstemperatuur van 170°C; c. het mengen van genoemde componenten tot een homogeen gemengde structuur; en d. het verwarmen en comprimeren van het mengsel tot een temperatuur van 130°C, waarbij het geheel wordt gebonden in deze homogeen gemengde structuur,A sheet composite material is made by: a. providing 98% by weight granular high density polyethylene (HDPE) with particle size d90 of approximately 200 µm and a softening temperature of 125°C; b. providing 2% by weight of polyamide fiber with a fiber length between 1.0 and 2.5 cm, and a fiber thickness of about 0.3 mm and with a softening temperature of 170°C; c. mixing said components into a homogeneously mixed structure; and d. heating and compressing the mixture to a temperature of 130°C, binding the whole in this homogeneously mixed structure,

De treksterkte en doorbuigingsweerstand van het plaatvormig composietmateriaal werden bepaald over twee verschillende richtingen in het vlak van het plaatvormig materiaal. De treksterkte in deze beide richtingen verschilt slechts 5%, terwijl het verschil in doorbuigingsweerstand ongeveer 6% bedraagt.The tensile strength and deflection resistance of the plate-shaped composite material were determined over two different directions in the plane of the plate-shaped material. The tensile strength in these two directions only differs by 5%, while the difference in deflection resistance is approximately 6%.

Claims

20 BE2021/5603 CONCLUSIONS

A method of manufacturing a composite material comprising the steps of:

a. providing a granular polymer material comprising one or more polymers, wherein at least one of the polymers is a thermoplastic material;

b. determining a softening temperature of the polymer material, the softening temperature being the temperature at which at least 30% of said polymer material will soften;

c. providing a fiber material or a mixture of different fiber materials where the fiber material or the mixture thereof has a melting temperature that is at least 5°C, more preferably at least 10°C higher than the softening temperature of the polymer material and/or where the fiber material is not meltable is;

d. mixing said granular polymer material and fiber material into a homogeneously mixed structure; and e. heating and compressing the mixture from step d, wherein the temperature of the mixture will be equal to the softening temperature or differs by a maximum of 15°C, and wherein the fiber material will be bound in this homogeneously mixed structure.

The method according to claim 1, characterized in that the homogeneously mixed structure obtained in step d forms a three-dimensional network,

The method according to claim 1 or 2, characterized in that the granular polymer material has a particle size d90 comprised between 1 and 15000 µm.

The method according to any one of the preceding claims 1-3, characterized in that the fiber material has a fiber length comprised between 0.1 and 10.0 cm.

The method according to any one of the preceding claims 1-4, characterized in that the fiber material comprises fibers with a cross-section comprised between 0.01 and 2.00 mm.

The method according to any one of claims 1-5, characterized in that the fiber material and the granular polymer material are mixed in step c according to a mixing ratio comprised between 1:99 and 30:70.

The method according to any one of the preceding claims 1-6, characterized in that the heating and compression in step d is carried out by means of calendering, pultrusion, compression molding, thermoforming, rotational molding, or combinations thereof.

21 BE2021/5603

The method according to any one of the preceding claims 1-7, characterized in that during step c one or more additives are mixed with the granular polymer material and the fiber material, which additives are selected from the group of fillers, reinforcing fibres, hydrophobic fibres, hydrophilic fibers, oleophilic fibers, anti-corrosion agents, antibacterial agents, antifungal agents, flame retardants, or combinations thereof.

The method according to any one of the preceding claims 1-8, characterized in that the obtained composite material is further provided with one or more finishing layers.

The method according to any one of the preceding claims 1-9, characterized in that the granular polymer material comprises a thermoplastic and/or thermoset polymer selected from the group of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), acrylic, high-density polyethylene ( HDPE), low density polyethylene (LDPE), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyurethanes (PU/PUR), polylactide (PLA), polyesters, polyvinyl esters, urea formaldehydes, melamines , or combinations thereof.

The method according to any one of the preceding claims 1-10, characterized in that the fiber material is selected from the group of glass fibers, polyester fibers, acrylonitrile-butadiene-styrene fibers (ABS), polystyrene fibers (PS), nylon fibers, polyamide fibers (PA) , polyethylene terephthalate fibers (PET), natural fibers, metal fibers, or combinations thereof.

12. A composite material, comprising a granular polymer material comprising one or more polymers, where at least one of the polymers is a thermoplastic material and a fiber material or a mixture of different fiber materials, where the fiber material or mixture thereof has a melting temperature of at least 5°C , more preferably at least 10°C higher than the softening temperature of the granular polymer material and/or in which the fiber material is not meltable and in which the granular polymer material and the fiber material are bonded in a homogeneously mixed structure,

The composite material according to claim 12, characterized in that the homogeneously mixed structure forms a three-dimensional network. The composite material according to claim 12 or 13, characterized in that the granular polymer material has a particle size d90 comprised between 1 and 15000 µm.

22 BE2021/5603

The composite material according to any one of the preceding claims 12-14, characterized in that the fiber material has a fiber length comprised between 0.1 and 10.0 cm.

The composite material according to any one of the preceding claims 12-15, characterized in that the fiber material comprises fibers with a cross-section between 0.01 and 2.00 mm.

The composite material according to any of the preceding claims 12-16, characterized in that the fibrous material and the granular material are contained in the homogeneously mixed structure in a ratio comprised between 1:99 and 30:70.

The composite material according to any one of the preceding claims 12-17, characterized in that the composite material comprises one or more additives selected from the group of fillers, reinforcing fibres, hydrophobic fibres, hydrophilic fibres, oleophilic fibres, anti-corrosion agents, antibacterial agents, fungicides, flame retardants, or combinations thereof.

19. The composite material according to any one of the preceding claims 12-18, characterized in that the composite material comprises one or more finishing layers.

The composite material according to any one of claims 12-19, characterized in that the granular polymer material comprises a thermoplastic and/or thermoset polymer selected from the group of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), acrylic, high-density polyethylene ( HDPE), low density polyethylene (LDPE), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyurethanes (PU/PUR), polylactide (PLA), polyesters, polyvinyl esters, urea formaldehydes, melamines , or combinations thereof.

The composite material according to any one of the preceding claims 12-20, characterized in that the fiber material is selected from the group of glass fibers, polyester fibers, acrylonitrile-butadiene-styrene fibers (ABS), polystyrene fibers (PS), nylon fibers, polyamide fibers (PA) , polyethylene terephthalate fibers (PET), natural fibers, metal fibers, or combinations thereof.

The composite material according to any one of the preceding claims 12-21, characterized in that the composite material has a substantially isotropic tensile strength, wherein the tensile strength in two different directions differs by a maximum of 50%,

The composite material according to any of the preceding claims 12-22, manufactured by a method according to any of the claims 1-11.