DE10029203A1

DE10029203A1 - Process for the production of thermoplastics with parts of native fibers

Info

Publication number: DE10029203A1
Application number: DE10029203A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Pohl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2002-01-17
Also published as: WO2002000408A2; WO2002000408A3

Abstract

The invention relates to a method for the production of thermoplastic plastics with natural fibre components and improved mechanical properties and is particularly suitable for the production of granulates of said plastic material as semi-finished product for products manufactured using the injection moulding method. The aim of the invention is a method for providing plastics with good mechanical properties and concomitant mass reduction, by the introduction of natural fibres, in particular, bast fibres. Said aim is achieved, whereby natural fibres are used in the form of fibre cuttings, fibre pellets, fibre pre-pregs, fibre granules or small fabric sections. The fibres are introduced in a mixing chamber into a polymer or polymer mixture, in which the pitch of the kneading screw is 10 to 50 % lower than in kneading screws for the mixing of glass fibres. Said introduction is at a temperature 1 to 5 DEG C above the melting point of the modified polymer or polymer mixture, the above are melted and mixed. After a residence time of 2.0 - 3.0 minutes from the beginning of the mixing of the fibres, the fibre-polymer mixture is drawn off from the mixing device in the form of a, preferably several, strand(s). The above method permits the addition of between 4 and 30 % natural fibres to the modified polymer or polymer mixture based on the end-product.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Kunststoffe mit Anteilen nativer Fasern und verbesserten mechanischen Eigenschaften Lind ist insbesondere geeignet Granulate von derartig modifizierten Kunststoffen als Halbzeug für im Spritzgießverfahren hergestellte Produkte zu erzeugen.The invention relates to a method for producing thermoplastic Plastics with parts of native fibers and improved mechanical Properties Lind is particularly suitable for such granules modified plastics as semi-finished products for injection molding To produce products.

Während für flächige Formkörper aus Kunststoffen mit Anteilen nativer Fasern wie Innenverkleidungsteile für Kraftfahrzeuge Naturfasern eingearbeitet werden, indem wie beispielsweise in der DE OS 198 36 313.3 beschrieben, Naturfaserverbundmatten die mindestens eine Naturfaserschicht und mindestens eine thermoplastische Kunststoffschicht aufweist, durch Erhitzen und Pressen in einem Presswerkzeug zu einem Formteil geformt werden, ist es bei komplizierter geformten Teilen sinnvoller faserverstärkte Polymeren insbesondere Faserverstärkte, thermoplastisch verarbeitbare Polymeren überwiegend in Spritzgießverfahren zu verarbeiten.While for flat molded articles made of plastics with portions of native fibers how interior trim parts for motor vehicles natural fibers are incorporated, by, as described for example in DE OS 198 36 313.3, Natural fiber composite mats with at least one natural fiber layer and has at least one thermoplastic layer, by heating and presses are formed into a molded part in a pressing tool, it is for more complex molded parts, more meaningful fiber-reinforced polymers in particular fiber-reinforced, thermoplastically processable polymers mainly processed in injection molding processes.

Ein solches Verfahren benötigt in der Regel Halbzeuge, die bereits die fertige Mischung von Fasern und Polymer aufweisen, wobei diese Halbzeuge für Spritzgießverfahren in der Regel als Granulat, Agglomerat oder Pellets eingesetzt werden.Such a process usually requires semi-finished products that are already finished Have mixture of fibers and polymer, these semi-finished products for Injection molding processes usually in the form of granules, agglomerates or pellets be used.

Dazu müssen die Fasern in einem Compoundierprozeß mit dem Polymer gemischt, verschmolzen und zu Granulat, Agglomerat oder Pellets geformt werden.To do this, the fibers must be compounded with the polymer mixed, fused and formed into granules, agglomerate or pellets become.

Zur Herstellung und Aufbereitung solcher faserverstärkter Halbzeuge aus Polymer werden häufig Extruder eingesetzt. For the manufacture and processing of such fiber-reinforced semi-finished products Polymer extruders are often used.

Dabei werden rieselfähige Fasern in eine Schmelze eines thermoplastisch verarbeitbaren Polymers eindosiert, was z. B. bei Glasfasern ein sehr homogenes Polymer-Faser-Gemisch ergibt.Free-flowing fibers are melted into a thermoplastic processable polymer metered what z. B. with glass fibers a very homogeneous polymer-fiber mixture results.

Diese Compoundierung ist für glatte Faserstoffe in der DE PS 43 14 852.2 am Beispiel eines Verfahren zur Herstellung flammwidriger thermoplastischer Kunststoffe mit verbesserten mechanischen Eigenschaften beschrieben und bei Verwendung vom Glasfasern oder ähnlich glatten Fasern gut beherrschbar.This compounding is for smooth fibrous materials in DE PS 43 14 852.2 Example of a process for producing flame-retardant thermoplastic Described plastics with improved mechanical properties and at Controllable use of glass fibers or similar smooth fibers.

Beim Einsatz von Naturfasern ist eine solche Vorgehensweise nur sehr eingeschränkt möglich, da die Naturfasern durch ihre unregelmäßige Gestalt und ihre raue Oberfläche nur bedingt rieselfähig sind. Um auch bei Naturfasern eine gute Rieselfähigkeit zu erreichen, müssen diese sehr auf eine Länge eingekürzt werden, die erlaubt, sie gleichmäßig zu dosieren. In diesem Falle reicht ihre Länge jedoch nicht mehr aus, um eine befriedigende Verstärkungswirkung des Verbundwerkstoffes zu erzielen. Um längere Faserabschnitte einzuarbeiten, wurden bereits einige Vorschläge unterbreitet.When using natural fibers, such a procedure is only very much limited possible, because the natural fibers due to their irregular shape and their rough surface can only be poured to a limited extent. To also with natural fibers To achieve good flow properties, these must be very long be shortened, which allows them to be dosed evenly. In this case however, their length is no longer sufficient to be satisfactory To achieve reinforcing effect of the composite material. For longer Some suggestions have already been made to incorporate fiber sections.

Die PS 198 22 051.0 stellt hierfür eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Dosierung von leichten Schnittfasern mit mäßiger bis schlechter Rieselfähigkeit für die Herstellung von thermoplastischen Kunststoffen bzw., faserverstärkten Compounds mittels Extrusion oder Compoundierung vor.The PS 198 22 051.0 provides a device for continuous Dosage of light cut fibers with moderate to poor pourability for the production of thermoplastics or fiber-reinforced Compounds using extrusion or compounding.

Mit der Vorrichtung werden Schnittfasern (Kohlenstofffasern, Aramidfasern, LCP-Fasern, konventionelle Synthesefasern wie PA, PAN, PP PET u. a. sowie Celluloseregegerat- und Naturfasern) mit weitgehender konstanter Menge pro Zeiteinheit aus dem unteren Ende eines Vorratsbehälters durch eine drehzahlgesteuerte Stiftwalze abgezogen. Durch einen ständigen Wägvorgang einer Differentialwaage, auf der die Dosiereinrichtung steht, erfolgt die Steuerung der Abzugsvorrichtung der Schnittfasern, so dass die Schnittfaserentnahme weitgehend konstant gehalten wird. Die durch eine Stiftwalze abgezogenen Fasern sollen anschließend durch einen Fallschacht in eine Extruder- oder Compoundieranlage fallen. Damit in diesem zwangsläufig trichterförmigem Schacht nicht sofort wieder Brücken entstehen, die die Aufnahme durch den Extruder verhindern ist, wie leicht einzusehen ist, das Einsatzgebiet auf relativ feste und glatte Fasern eingeschränkt. Insbesondere die Auswahl der Naturfasern ist hiermit sehr beschränkt.The device is used to cut fibers (carbon fibers, aramid fibers, LCP fibers, conventional synthetic fibers such as PA, PAN, PP PET and. a. such as Cellulose Regegerat- and natural fibers) with a largely constant amount per Unit of time from the lower end of a storage container through a speed-controlled pin roller deducted. Through a constant weighing process a differential scale on which the dosing device is located Control of the pulling device of the cut fibers so that the Cut fiber removal is kept largely constant. The one Pin roller fibers are then removed through a chute in an extruder or compounding system. So inevitably in this funnel-shaped shaft does not immediately create bridges again Preventing absorption by the extruder is, as can easily be seen, that Field of application limited to relatively strong and smooth fibers. In particular the selection of natural fibers is very limited.

Raue oder stark gewellte Fasen wie Hanf oder Baumwollfasern lassen sich nur eingeschränkt oder in geringfügigen Mengen verarbeiten.Rough or strongly wavy bevels such as hemp or cotton fibers can only be Process restricted or in small quantities.

Denkbar wäre, die Fasereigenschaften durch ein Verfahren wie in der OS 198 35 983.7 vorgeschlagen zu behandeln, und die cellulosischen Naturfasern vor dem Einbringen in den thermoplastischen Kunststoff mit einem anderen organischen Stoff beschichtet um somit Festigkeit und Oberflächenglätte in die nähe von Kunstfasern zu bringen, in dem eine Beschichtung mit mindestens einem harzartigen Duroplast erfolgt, welches auf den cellulosischen Naturfasern aushärtet.It would be conceivable to use a method such as that described in OS 198 35 983.7 proposed to treat and cellulosic natural fibers with another before inserting it into the thermoplastic coated with organic material for strength and surface smoothness in the bring near synthetic fibers, in which a coating with at least a resinous thermoset, which is based on the cellulosic natural fibers cures.

Eine weitere mit relativ hohen maschinentechnischem Aufwand verbundene Lösung schlägt die OS 198 34 132.6 vor. Diese Vorrichtung zur Herstellung und Aufbereitung vom Verbundwerkstoffen, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff und Naturfasern, weist eine Zuführeinrichtung für Strangförmiges Material auf. Diese Zuführeinrichtung mündet axial in einen Ringraum, der an seinem Umfang von einer ringförmigen, außenseitig von wenigstens einem Messer bestrichenen Lochmatrize begrenzt ist. In dem Ringraum rotiert mindestens ein Reibflügel, dessen wirksame Flanke mit der Innenwand der Lochmatrize eine um laufende Plastifizierkammer bildet. Die Plastifizierkammer verengt sich entgegen der Umlaufrichtung des Reibflügels und wird in Umlaufrichtung des Reibflügels von einem Dichtsegment abgeschlossen. Die ringförmige Lochmatrize ist rotationsbeweglich um den Reibflügel ausgeführt und die Drehzahl und Drehrichtung der Lochmatrize und des Reibflügels sind unabhängig voneinander einstellbar. Faserstrang und Kunststoff werden im Innenraum durch die Fördereinrichtungen gemischt und durch die Lochmatrize gepresst. Erst mit dem Abscheiden der Granulatstränge erfolgt das Kürzen der Fasern. Abgesehen vom Aufwand, einen lauffähigen Faserstrang herzustellen, besteht hier bei höheren Faserstoffanteilen eine große Gefahr der Wickel- und/oder Knäuelbildung die dann zu Betriebsstörungen führen können. Another associated with relatively high mechanical engineering effort OS 198 34 132.6 proposes a solution. This device for manufacturing and Preparation of composite materials, especially thermoplastic Plastic and natural fibers, has a feed device for strand-like Material on. This feed device opens axially into an annular space its circumference of an annular, the outside of at least one Knife coated perforated die is limited. Rotates in the annulus at least one friction wing, the effective flank of which with the inner wall of the Hole matrix forms a running plasticizing chamber. The plasticizing chamber narrows against the direction of rotation of the friction wing and becomes in Circumferential direction of the friction wing is completed by a sealing segment. The annular perforated die is designed to rotate around the friction vane and the speed and direction of rotation of the die and the friction wing are independently adjustable. Fiber strand and plastic are in the Interior mixed by the conveyors and by the punch matrix pressed. It is only when the strands of granules are separated that the Fibers. Apart from the effort involved in producing an executable fiber strand, there is a high risk of winding and / or ball formation which can then lead to malfunctions.

Aufgabe der Erfindung ist somit, ein Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Kunststoffe, insbesondere solcher auf Basis von modifiziertem Polypropylen und modifizierten Polyamiden aus - Aminocaprolactam oder Polyoxymethylen und/oder Acryl-Butyldien-Styrol (ABS) zu schaffen, durch das diese Kunststoffe durch Beimischung nativer Fasern insbesondere vom Typ Bastfasern mit guten mechanischen Eigenschaften bei gleichzeitiger Massenreduzierung ausgestattet werden können. Insbesondere soll durch das Verfahren ermöglicht werden, relativ langfaserige Fibrillen in den Kunststoff mit einzuarbeiten um damit eine ausreichende Festigkeiten zu erreichen. Der maschinentechnische Aufwand soll der bei der Verarbeitung von Glasfasern vergleichbar sein.The object of the invention is therefore a process for the production thermoplastics, in particular those based on modified polypropylene and modified polyamides from - Aminocaprolactam or polyoxymethylene and / or acrylic butyldiene styrene (ABS) to create through which these plastics by admixing native fibers especially of the bast fibers type with good mechanical properties simultaneous mass reduction can be equipped. In particular should be made possible by the method, relatively long-fiber fibrils in the Incorporate plastic to ensure sufficient strength to reach. The mechanical engineering effort should be that in the processing of Glass fibers can be compared.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weiteren Ansprüche 2 bis 7 beschreiben sinnvolle Ausgestaltungen des Verfahrens durch Angabe der im Verfahren vorzugsweise einzusetzenden Materialien und Parameter.According to the invention, this object is achieved by a method according to the Features of claim 1 solved. The further claims 2 to 7 describe meaningful refinements of the method by specifying the in Process preferably used materials and parameters.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Kunststoffe mit Anteilen nativer Fasern und verbesserten mechanischen Eigenschaften, geht davon aus, dass die rieselfähigen native Fasern oder Faseragglomerate durch einen Vortrockenprozess von vorhandener Restfeuchte befreit werden.The inventive method for producing thermoplastic Plastics with parts of native fibers and improved mechanical Properties assumes that the free-flowing or native fibers Fiber agglomerates from a pre-drying process of existing ones Residual moisture can be freed.

Als native Fasern werden erfindungsgemäß neben gegebenenfalls zu verwendenden geschnittene Pflanzenfasern in rieselfähigen Faserlängen auch Treberfasern vorgeschlagen. Insbesondere der Einsatz der nativen Fasern in Form rieselfähiger Faseragglomerate ist als besonders wirksamer Schritt zur Einbindung größerer Textilanteile zu berücksichtigen. Neben den als rieselfähige Faseragglomerate beanspruchten Fadenabschnitten, Faser-Pellets, Faser-Prepegs, Faser-Granulate oder kleine Gewebeabschnitte aus nativen Fasern können hierzu alle nicht aufgezählten Faserverbindungen eingesetzt werden, bei deren die Fasern in rieselfähigen Körpern überwiegend mechanisch so verbunden sind, dass der Verband eine kleine möglichst glatte Oberfläche aufweist. According to the invention, native fibers are optionally used in addition to using cut vegetable fibers in free-flowing fiber lengths as well Grain fibers suggested. In particular, the use of native fibers in Form of free-flowing fiber agglomerates is a particularly effective step towards Integration of larger textile parts to be considered. In addition to the as free-flowing fiber agglomerates stressed thread sections, fiber pellets, Fiber prepegs, fiber granules or small tissue sections from native Fibers can be used for all fiber connections that are not listed in which the fibers in free-flowing bodies predominantly mechanically connected so that the dressing is as small as possible smooth Surface.

Weitere Voraussetzung ist, dass der Verband durch die mechanische Belastung, die beim mischen und homogenisieren auftritt vollständig aufgelöst werden kann.Another prerequisite is that the dressing by mechanical Stress that occurs when mixing and homogenizing is completely resolved can be.

Die Fasern und rieselfähigen Faseragglomerate werden nach der Trocknung über eine gravimetrische Dosierung einem bekannten Stopfwerk der Mischkammer zugeführt und dort mit einem gegebenenfalls durch Zusatz von Additiven modifiziertes Polymer oder Polymerengemisch unter Zusatz eines Haftvermittlers in einem Extruder mit einer Temperatur, die 1 bis 5°C über dem Schmelzpunkt des modifizierten Polymers oder Polymerengemisches liegt, aufgeschmolzen und gemischt.The fibers and free-flowing fiber agglomerates are made after drying via a gravimetric metering of a known tamping machine Mixing chamber fed and there with a possibly by adding Additives modified polymer or polymer mixture with the addition of a Adhesion promoter in an extruder with a temperature that is 1 to 5 ° C above the Melting point of the modified polymer or polymer mixture, melted and mixed.

In der Regel werden hierbei die Fasern durch das Stopfwerk der Knetzone des Extruders zugeführt und mit dem modifizierten Polymer oder Polymerengemisch unter Ausbildung netzartig verwirbelter Strukturen gemischt. Indem die Steigung der Knetschnecke um 10 bis 50% geringer als bei Knetschnecken für die Beimischung von Glasfasern ausgeführt ist, wird gewährleistet, dass die Zeit in der die Fasern der höchsten Thermischen Belastung ausgesetzt sind wesentlich verkürzt werden kann.As a rule, the fibers are tamped by the kneading zone of the Extruder supplied and with the modified polymer or Polymer mixture mixed to form mesh-like swirled structures. By reducing the pitch of the kneading screw by 10 to 50% less than with Kneading screw is designed for the admixture of glass fibers ensures that the time in which the fibers of the highest thermal Exposure to stress can be significantly shortened.

Indem das Faser-Polymergemisch in den der Knetzone folgenden Heizstufen bei stetig fallender Temperatur homogenisiert wird, wird die Viskosität des Polymeranteiles und damit die für die Auflösung der Faseragglomerate mechanisch Wirkung verbessert.By the fiber-polymer mixture in the heating stages following the kneading zone when the temperature drops steadily, the viscosity of the Part of the polymer and thus for the dissolution of the fiber agglomerates mechanical effect improved.

Das Faser-Polymergemisch verlässt dann nach einer Verweilzeit von 2,0-3,0 Minuten seit Beginn der Beimischung der Fasern zu einen oder vorzugsweise mehreren Strängen die Mischeinrichtung. Dabei trägt zur Verkürzung der Durchlaufzeit und damit der thermischen Entlastung der Fasen wesentlich bei, wenn eine Düsenplatte eingesetzt wird, die gegenüber den in der Produktion von herkömmlichen Polymergranulaten verwendeten um mindestens 10% größere Düsenöffnungen aufweist. Die so ersponnenen Strängen können mit bekannten Vorrichtungen granuliert werden. The fiber-polymer mixture then leaves after a residence time of 2.0-3.0 Minutes from the start of adding the fibers to one or preferably several strands the mixing device. This helps to shorten the Throughput time and thus the thermal relief of the chamfers significantly, if a nozzle plate is used which is opposite to that in production of conventional polymer granules used by at least 10% has larger nozzle openings. The strands thus spun can with known devices are granulated.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist es möglich, dem modifizierten Polymer oder Polymerengemisch zwischen 4 und 30% native Fasern berechnet auf das Endprodukt beigemischt werden.With the proposed method it is possible to use the modified polymer or polymer mixture between 4 and 30% native fibers calculated on that End product to be added.

Obwohl auch andere Stopfwerke für das Verfahren denkbar und als im Rahmen der Erfindung liegend zu betrachten sind, ist die Erfindung insbesondere zu realisieren, indem als Stopfwerk ein bekannter Schneckenförderer mit um die Förderschnecke angeordneten, überwiegend parallel zur Achse der Förderschnecke verlaufenden Leitschienen verwendet wird.Although other tampers for the process are also conceivable and as part of the framework are to be considered lying of the invention, the invention is particularly to realize by using a well-known screw conveyor as a darning Screw conveyor arranged, mainly parallel to the axis of the Conveyor rails running on the screw conveyor are used.

Je nach dem Einsatzzweck des Produktes ist kann das modifizierte Polymer oder Polymerengemisch eine oder mehreren der Substanzen Polyamid, Polypropylen, Polyoxymethylen und/oder Acryl-Butyldien-Styrol (ABS) als Grundsubstanz oder Mischungskomponente enthalten.Depending on the purpose of the product, the modified polymer can or polymer mixture of one or more of the substances polyamide, Polypropylene, polyoxymethylene and / or acrylic butyl diene styrene (ABS) as Contain basic substance or mixture component.

Beim Einsatz des Verfahrens hat es sich weiterhin als sinnvoll erwiesen, wenn als Haftvermittler Maleinsäureanhydrid eingesetzt wird.When using the method, it has also proven to be useful if maleic anhydride is used as an adhesion promoter.

Die Erfindung soll im Folgenden in Form dreier Ausführungsbeispiele beschrieben werden.The invention is intended below in the form of three exemplary embodiments to be discribed.

example 1

Zur Herstellung vom Spritzgussteilen wird eine Polypropylen-Hanffaser- Mischung wie folgt hergestellt.A polypropylene hemp fiber is used to manufacture the injection molded parts. Mixture made as follows.

Modifiziertes Polypropylen mit einer Schmelztemperatur von 190°C wird mit Maleinsäureanhydrid im Verhältnis 18 : 1 gemischt, über eine erste Dosiereinheit der ersten Heizzone eines Zweischneckenextuders zugeführt und dort bei 193°C aufgeschmolzen.Modified polypropylene with a melting temperature of 190 ° C is included Maleic anhydride mixed in a ratio of 18: 1, via a first dosing unit fed to the first heating zone of a twin-screw extruder and there at 193 ° C melted.

Über eine zweite Dosiereinheit werden dem Extruder gepresste Hanffaserpellets zugeführt, die zuvor auf eine Restfeuchte unter 0,3% getrocknet wurden. Die Faser-Pellets werden durch die Knetschnecke zur Faser aufgelöst und Ausbildung netzartig verwirbelter Strukturen mit dem Polypropylen gemischt. Die Steigung der Knetschnecke wird um 30% geringer als bei Knetschnecken für die Beimischung von Glasfasern ausgeführt Indem das Faser-Polymergemisch in den der Knetzone folgenden Heizstufen bei stetig fallender Temperatur homogenisiert wird, wird die Viskosität des Polymeranteiles und damit die für die Auflösung der Faseragglomerate mechanische Wirkung verbessert.The extruder is pressed via a second dosing unit Hemp fiber pellets, which previously had a residual moisture of less than 0.3% were dried. The fiber pellets are made by the kneading screw Fiber disintegrated and the formation of reticulated structures with the Mixed polypropylene. The pitch of the kneading screw is reduced by 30% than for kneading screws for the addition of glass fibers By the fiber-polymer mixture in the heating stages following the kneading zone when the temperature drops steadily, the viscosity of the Part of the polymer and thus for the dissolution of the fiber agglomerates mechanical effect improved.

Das Faser-Polymergemisch wird über 8 Heizzonen unter Absenkung der Temperatur auf 193°C geführt und verlässt dann nach einer Verweilzeit von 2,0 Minuten seit Beginn der Beimischung der Fasern den Extruder. Durch eine Düsenplatte mit acht Düsen mit einem Durchmesser von 5 mm wird die Mischung zu zylindrischen Strängen geformt, gekühlt und zu einem Granulat mit einer Teilchengröße von 6 . 6 mm gehäckselt. Die damit zu erreichendentechnischen Parameter sind sowohl im Zug-E-Modul als auch bei der Charpy-Kerlbschlagzähigkeit denen einer Mischung unter Verwendung von Glasfasern vergleichbar und in der folgende Tabelle neben den Parametern der folgenden Ausführungsbeispiele zusammengefasst dargestellt.The fiber-polymer mixture is reduced over 8 heating zones Temperature led to 193 ° C and then leaves after a residence time of 2.0 Minutes from the start of adding the fibers to the extruder. By a The nozzle plate with eight nozzles with a diameter of 5 mm becomes the Mixture formed into cylindrical strands, cooled and into granules with a particle size of 6. 6 mm chopped. The so too The technical parameters to be reached are both in the tensile modulus of elasticity and in the Charpy-guy toughness using a blend of those Glass fibers comparable and in the following table in addition to the parameters of the following exemplary embodiments are summarized.

Example 2

Polypropylen mit einer Schmelztemperatur von 170°C wird über eine erste Dosiereinheit der ersten Heizzone eines Zweischneckenextuders zugeführt und dort bei 175°C aufgeschmolzen. Polypropylene with a melting temperature of 170 ° C is used for a first Dosing unit fed to the first heating zone of a twin-screw extruder and melted there at 175 ° C.

Über eine zweite Dosiereinheit werden dem Extruder Treberfasern aus der Hanfbierproduktion, die mit einem Haftvermittler benetzt wurden, zugeführt, die zuvor auf eine Restfeuchte unter 0,3% getrocknet wurden. Die Fasern werden in der 6. Heizzone des Extruders durch zwei seitlich angeordnete Zuführschnecken eingetragen und unter Ausbildung netzartig verwirbelter Strukturen mit dem Polypropylen gemischt. Die Steigung der Knetschnecke wird um 20% geringer als bei Knetschnecken für die Beimischung von Glasfasern ausgeführt.A second dosing unit removes spent fibers from the extruder Hemp beer production, which was wetted with an adhesion promoter, fed the have previously been dried to a residual moisture content of less than 0.3%. The fibers are in the 6th heating zone of the extruder by two side ones Feeding screws entered and swirling with the formation of a net Structures mixed with the polypropylene. The slope of the kneading screw is 20% lower than for kneading screws for the addition of Glass fibers executed.

Indem das Faser-Polymergemisch in den der Knetzone folgenden Heizstufen bei stetig fallender Temperatur homogenisiert wird, wird die Viskosität des Polymeranteiles und damit die für die Auflösung der Faseragglomerate mechanische Wirkung verbessert.By the fiber-polymer mixture in the heating stages following the kneading zone when the temperature drops steadily, the viscosity of the Part of the polymer and thus for the dissolution of the fiber agglomerates mechanical effect improved.

Das Faser-Polymergemisch verlässt dann nach einer Verweilzeit von 2,4 Minuten seit Beginn der Beimischung der Fasern. Durch eine Düsenplatte mit acht düsen mit einem Durchmesser von 4,5 mm wird die Mischung zu zylindrischen Strängen geformt, gekühlt und zu einem Granulat mit einer Teilchengröße von 6 . 6 mm gehäckselt. Die damit zu erreichenden technischen Parameter sind in der voranstehenden Tabelle zusammengefasst dargestellt.The fiber-polymer mixture then leaves after a residence time of 2.4 Minutes since the beginning of the addition of the fibers. Through a nozzle plate with The mixture is added to eight nozzles with a diameter of 4.5 mm cylindrical strands, cooled and formed into granules with a Particle size of 6. 6 mm chopped. The ones to be achieved with it technical parameters are summarized in the table above shown.

Example 3

Zur Herstellung vom Spritzgussteilen wird eine Polyamid-Leinfaser-Mischung wie folgt hergestellt.A polyamide-linseed fiber mixture is used to manufacture injection molded parts manufactured as follows.

Polypropylen mit einer Schmelztemperatur von 215°C wird mit Maleinsäureanhydrid im Verhältnis 16 : 1 gemischt, über eine erste Dosiereinheit der ersten Heizzone eines Zweischneckenextuders zugeführt und dort bei 220°C aufgeschmolzen.Polypropylene with a melting temperature of 215 ° C is used Maleic anhydride mixed in a ratio of 16: 1, via a first metering unit fed to the first heating zone of a twin-screw extruder and there at 220 ° C melted.

Über eine zweite Dosiereinheit werden dem Extruder Schnitzel eines gechinzten Leinengewebes mit einer durchschnittlichen Kantenlänge von 8 mm zugeführt. Die Fasern werden in der 7. Heizzone des Extruders eingetragen und unter Ausbildung netzartig verwirbelter Strukturen mit dem Polypropylen gemischt. Die Steigung der Knetschnecke wird um 30% geringer als bei Knetschnecken für die Beimischung von Glasfasern ausgeführt und wie in Beispiel 1 weiterverarbeitet. Die verwendeten Gewebeabschnitte sind aufgrund der Oberflächenbehandlung des Gewebes äußerst gut rieselfähig. Hiermit können besonders lange Faserabschnitte eingearbeitet werden.A second dosing unit turns the extruder into one chintoned linen fabric with an average edge length of 8 mm fed. The fibers are fed into the 7th heating zone of the extruder and with the formation of reticulated structures with the polypropylene mixed. The pitch of the kneading screw is 30% less than that of Kneading screws designed for the addition of glass fibers and as in Example 1 processed. The tissue sections used are due the surface treatment of the fabric is extremely free-flowing. Herewith particularly long fiber sections can be incorporated.

Claims

1. A process for the production of thermoplastics with portions of native fibers and improved mechanical properties, characterized in that
free-flowing native fibers or fiber agglomerates are freed of residual moisture by a pre-drying process,
and fed to a tamping machine via gravimetric dosing,
that a polymer or polymer mixture modified by known processes by adding additives with the addition of an adhesion promoter is melted in an extruder at a temperature which is 1 to 5 ° C. above the melting point of the modified polymer or polymer mixture and
the fibers are fed through the tamping unit to the kneading zone of the extruder and mixed with the modified polymer or polymer mixture to form structures which are swirled in a mesh-like manner,
the pitch of the kneading screw being 10 to 50% less than that of kneading screws for the addition of glass fibers,
the fiber-polymer mixture is homogenized in the heating stages following the kneading zone at a steadily falling temperature,
and after a dwell time of 2.0-3.0 minutes since the beginning of the mixing of the fibers into one or preferably more strands,
using a nozzle plate which has nozzle openings which are at least 10% larger than those used in the production of conventional polymer granules,
spins out,
the spun strands are granulated with known devices.

2. The method according to claim 1, characterized in that the modified melted polymer or polymer mixture plant fibers cut as native fibers, or spent grain in free-flowing fiber lengths or in the form of free-flowing fiber agglomerates be used.

3. The method according to claim 2, characterized in that. As a free-flowing fiber agglomerates
Thread sections,
Fiber pellets
Fiber prepreg
Fiber granules or
small sections of tissue made from native fibers are used.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that the modified polymer or polymer mixture between 4 and 30% native fibers calculated to be added to the end product.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that as a tamping machine a well-known screw conveyor with around Screw conveyor arranged, mainly parallel to the axis of the Conveyor rails running on the screw conveyor are used.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that the modified polymer or polymer mixture one or more the substances polyamide, polypropylene, polyoxymethylene and / or Acrylic butyl diene styrene (ABS) as the basic substance or Mixing component contains.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that maleic anhydride is added as an adhesion promoter.