CZ23866U1 - Kompozitní materiál s přírodními vlákennými plnivy na bázi buničiny pro výrobu plastových dílů - Google Patents

Description

Kompozitní materiál s přírodními vlákennými plnivy na bázi buničiny pro výrobu plastových dílů

Oblast technikv

Technické řešení se týká složení polymemího kompozitu s přírodními vlákennými plnivy na bázi buničiny pro výrobu plastových dílů s vyššími užitnými vlastnostmi.

Dosavadní stav technikv

Polymemí materiály a jejich kompozity patří k nej progresivněji se rozvíjejícím se materiálům, protože polymemí materiály představují nej významnější segment výroby a spotřeby podle objemu mezi všemi technickými materiály a nelze pochybovat o tom, že jsou klíčové pro moderní technickou společnost. Současný vývoj polymemích materiálů a jejich technologií zpracování bude pokračovat ve stále větším objemu a úspěch jednotlivých materiálů vyvinutých záldadním a aplikovaným výzkumem bude v rozhodující míře ovlivněn poměrem mezi cenou a užitnou hodnotou materiálu. Do této oblasti výzkumu patří i náhrada skelných vláken vlákny přírodními, které jsou z environmentálního hlediska předmětem zájmu polymemích zpracovatelů. Aplikace přírodních vláken je významnou materiálovou obměnou, která tradičně směřuje nejenom do automobilového průmyslu, ale i do oblastí spotřebního průmyslu, zdravotnických aplikací, apod. Výhodou přírodních vláken, při srovnání s ostatními vláknitými materiály (používanými při výrobě kompozitů), je jejich nízká hmotnost, nízká abraze (zabraňující opotřebení zpracovatelských strojů), spalitelnost, netoxiěnost, biodegradabilita a především nízká cena, nezávislá na ceně ropy.

Přírodní vlákna jsou v průmyslu používána nyní jako výztuž tvarovaných velkoplošných dílů, např. dřevěné piliny, obsahující vlákna celulózy a netkané lnové materiály s polypropylenem. Je však třeba zdůraznit, že se jedná prakticky pouze o výrobky vzniklé lisováním, nikoliv jejich vstřikováním, kde jsou kladeny vysoké nároky na kvalitu, rozměrovou a tvarovou přesnost vyrá25 běných dílů. Vstřikování syntetických kompozitů s přírodními plnivy je doposud velmi málo prozkoumanou oblastí s velkými možnostmi a potenciálem i předpokladem značného nárůstu a do této oblasti také směruje toto navržené technické řešení.

Z historického hlediska lze aplikaci kompozitů datovat od roku 1908, kdy bylo poprvé použito kompozitního materiálu na bázi fenolické pryskyřice zpevněné dřevěnou moučkou (L.

Baekeland). Vývojem skelných vláken u firmy Owens-HIincis Glass Co. (1933) se postupně objevují první aplikace tzv. sklolaminátů, tj. polymemích kompozitů se skelnými vlákny, např. kryty radaru letadel (1942) nebo díly karosérie osobních automobilů (1956, fy. Citroen), apod. Kromě skelných vláken jsou během vývoje polymemích kompozitů aplikována jako výztuž také vlákna uhlíková, borová, keramická, aj. Skrytou realitou dneška je použití přírodních vláken a to pro výrobu polymemích kompozitů používaných k výrobě velkoplošných dílů vnitřního polstrování a vnějších dílů karoserií automobilů a dalších dopravních technologií. Podíl biokompozitů sice každoročně narůstá, ale technických řešení a možností je stále velmi málo. Nejpoužívanějšími přírodními vlákny jsou především konopí, juta, len, bavlna, sisal a dřevo. Známými aplikacemi jsou díly v Mercedesu třídy C, Daimler AG. (např. výplně dveří a zvukové izolace), zadní kryt motoru autobusu vyrobený z rohože přírodních vláken, apod.

Navržené technické řešení reaguje na vzrůstající poptávku a požadavky na tyto materiály, které jsou však v České republice doposud velmi málo rozšířené. Tlak na aplikace takovýchto materiálů neustále vzrůstá, a to nejenom v důsledku ekonomické situace (cena ropy se nejenom neustále mění, ale hlavně roste), nejenom v důsledku možností ovlivnění konečných a užitných vlastností výrobků, ale i z hlediska klimatických změn (téměř neřešená recyklace současných dílů ze syntetických plastů, spalování syntetických plastů, skládkování).

-1 CZ 23866 Ul

Podstata technického řešení

Technické řešení si dává za cíl vytvoření kompozitu s cíleným složením matrice, aditiva a plniva na bázi přírodních materiálů pro zlepšení konečných a užitných vlastností plastových dílů s vyšší přidanou hodnotou a ekologicky mnohem nižší zatížitelností oproti 100% syntetickým produk5 tům, tedy environmentálních výhod. Podstata technického řešení spočívá v tom, že kompozit obsahuje od 56 do 86 hmotnostních % polypropylenu, 10 až 40 hmotnostních % přírodních vláken buničiny (délka vláken od 0,2 do 2 mm) a od 2 do 6 hmotnostní % aditiva na bázi maleinanhydridu.

Získaný kompozit je standardně dodáván ve formě granulí a je určen pro širokou oblast technoto logií pro zpracování plastů, např. vstřikování.

Příklady provedení technického řešení

Polymemí kompozit s přírodními vlákennými plnivy na bázi buničiny je následně popsán na následujících příkladech včetně uvedení vhodné aplikace, přičemž složku A tvoří polypropylen, složku B přírodní vlákna buničiny (délka vláken od 0,2 do 2 mm), složku C aditivum na bázi maleinanhydridu.

Varianta 1:

Složka A: 86 hmotnostních % polypropylenu

Složka B: 10 hmotnostních % přírodních vláken buničiny

Složka C: 4 hmotnostní % aditiva na bázi maleinanhydridu.

Varianta 2:

Složka A: 76 hmotnostních % polypropylenu

Složka B: 20 hmotnostních % přírodních vláken buničiny

Složka C: 4 hmotnostní % aditiva na bázi maleinanhydridu.

Varianta 3:

Složka A: 66 hmotnostních % polypropylenu

Složka B: 30 hmotnostních % přírodních vláken buničiny Složka C: 4 hmotnostní % aditiva na bázi maleinanhydridu.

Varianta 4:

Složka A: 56 hmotnostních % polypropylenu

Složka B: 40 hmotnostních % přírodních vláken buničiny Složka C: 4 hmotnostní % aditiva na bázi maleinanhydridu.

Polymemí kompozit s přírodními vlákennými plnivy na bázi buničiny lze s výhodou použít pro výrobu plastových dílů rozdílnými technologickými procesy, které se vyznačují lepšími užitnými a konečnými vlastnostmi, např. mechanické vlastnosti, rozměrová stabilita, atd., ekonomickou úsporou, zkrácením výrobních cyklů, environmentálními aspekty, apod.

Průmyslová využitelnost

Polymemí kompozit s přírodními vlákennými plnivy na bázi buničiny podle předloženého technického řešení je vhodný pro výrobu plastových dílů rozdílnými technologickými procesy.

Claims (1)

1. Polymemí kompozit s přírodními vlákennými plnivy na bázi buničiny pro výrobu plastových dílů, vyznačující se tím, že kompozit obsahuje od 56 do 86 hmotnostních % polypropylenu, 10 až 40 hmotnostních % přírodních vláken buničiny s délkou vláken od 0,2 do

5 2 mm a od 2 do 6 hmotnostních procent aditiva na bázi maleinanhydridu.