CZ23868U1 - Kompozitní materiál s přírodními vlákennými plnivy na bázi lnu pro výrobu plastových dílů - Google Patents

Description

Kompozitní materiál s přírodními vlákennými plnivy na bází lnu pro výrobu plastových dílů

Oblast techniky

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

Dosavadní stav techniky

Polymerní materiály a jejich kompozity patří k nejprogresivněji se rozvíjejícím se materiálům, protože polymerní materiály představují nej významnější segment výroby a spotřeby podle objemu mezi všemi technickými materiály a nelze pochybovat o tom, že jsou klíčové pro moderní io technickou společnost. Současný vývoj polymemích materiálů a jejich technologií zpracování bude pokračovat ve stále větším objemu a úspěch jednotlivých materiálů vyvinutých základním 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, netoxičnost, 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 oblastí také směřuje 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-íllincis Glass Co. (1933) se postupně objevují první aplikace tzv. sklolaminátů, tj. polymerních 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 kompozitu 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).

- I CZ 23868 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 produktům, tedy environmentálních výhod. Podstata technického řešení spočívá v tom, že kompozit obsahuje od 58,5 do 88,5 hmotnostních % polypropylenu, 10 až 40 hmotnostních % přírodních vláken lnu (délka vláken od 0,2 do 2 mm) a 1 až 1,5 hmotnostního % aditiva na bázi silikonu a 0,1 až 0,5 hmotnostního % aditiva na bázi peroxidických dialkylů, které plní funkci chemického katalyzátoru.

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

Příklady provedení technického řešení

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

Varianta 1:

Složka A: 88,5 hmotnostních % polypropylenu

Složka B: 9,8 hmotnostních % přírodních vláken lnu

Složka C: 1,5 hmotnostní % aditiva na bázi silikonu

Složka D: 0,2 hmotnostní % aditiva na bázi peroxidických dialkylů.

Varianta 2:

Složka A: 78,5 hmotnostních % polypropylenu

Složka B: 19,8 hmotnostních % přírodních vláken lnu

Složka C: 1,5 hmotnostní % aditiva na bázi silikonu

Složka D: 0,2 hmotnostní % aditiva na bázi peroxidických dialkylů.

Varianta 3:

Složka A: 68,5 hmotnostních % polypropylenu

Složka B: 29,8 hmotnostních % přírodních vláken lnu

Složka C: 1,5 hmotnostní % aditiva na bázi silikonu

Složka D: 0,2 hmotnostní % aditiva na bázi peroxidických dialkylů.

Varianta 4:

Složka A: 58,5 hmotnostních % polypropylenu

Složka B: 39,8 hmotnostních % přírodních vláken lnu

Složka C: 1,5 hmotnostní % aditiva na bázi silikonu

Složka D: 0,2 hmotnostní % aditiva na bázi peroxidických dialkylů.

Polymerní kompozit s přírodními vlákennými plnivy na bázi lnu 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.

-2CZ 23868 Ul

Průmyslová využitelnost

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

Claims (1)

1. 5 1. Polymemí kompozit s přírodními vlákennými plnivy na bázi lnu pro výrobu plastových dílů, vyznačující se tím, že kompozit obsahuje od 58,5 do 88,5 hmotnostních % polypropylenu, 10 až 40 hmotnostních % přírodních vláken lnu s délkou vláken od 0,2 do 2 mm a 1 až 1,5 hmotnostní % aditiva na bázi silikonu a 0,1 až 0,5 hmotnostního % aditiva na bázi peroxidických dialkylů.