DE102004053131A1

DE102004053131A1 - Flächiges Halbzeug aus einem Faserverbundwerkstoff und Verfahren zur Herstellung eines Formteils

Info

Publication number: DE102004053131A1
Application number: DE102004053131A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Staufenberg; Ansgar Engel
Original assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Current assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-05-11

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein flächiges Halbzeug aus einem Faserverbundwerkstoff (1) zur Herstellung von Formteilen, wobei der Faserverbundwerkstoff (1) Fasern aus einem thermoplastischen Kunststoff sowie eine Komponente von aus Langfasern vorliegenden Naturfasern und zusätzlich eine Komponente von Holzmehl und/oder als Kurzfasern vorliegenden Holzfasern enthält. Die Erfindung betrifft ferner ein Formteil, das ein solches Halbzeug in deformierter und/oder verpresster Form enthält, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Formteils und ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor skizzierten Halbzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft ein flächiges Halbzeug aus einem Faserverbundwerkstoff nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie ein Formteil, das ein deformiertes und/oder verpresstes derartiges Halbzeug enthält, sowie eine Verfahren zur Herstellung eines solchen Formteils bzw. eines entsprechenden Halbzeugs.

Ein gattungsgemäßes flächiges Halbzeug aus einem Faserverbundwerkstoff zur Herstellung von Formteilen enthält Fasern aus einem thermoplastischen Kunststoff sowie eine Komponente von als Langfasern vorliegenden Naturfasern. Als Langfasern werden dabei in der vorliegenden Schrift Fasern einer Länge von mehr als 10 mm bezeichnet.

Ein solches Halbzeug ist beispielsweise aus der Druckschrift WO 03/033226 A1 bekannt. Die dort vorge schlagenen Halbzeuge eignen sich für eine einfache Herstellung von Formteilen, beispielsweise durch Tiefziehen und/oder Pressen, und insbesondere zur Herstellung von mit einer Dekorschicht ausgestatteten Formteilen in einem so genannten One-Shot-Verfahren, bei dem die Dekorschicht zusammen mit dem Halbzeug in eine gewünschte Form gebracht und gleichzeitig durch Anschmelzen mit dem Halbzeug verbunden wird. Die in der genannten Druckschrift beschriebenen Halbzeuge, die z.B. aus einem Verbund als Langfasern vorliegender Flachsfasern mit PP-Fasern bestehen, sind jedoch mit dem Nachteil ausgesprochen hoher Materialkosten verbunden.

Es sind andere flächige Halbzeuge bekannt geworden, die aus einem Verbund eines thermoplastischen Kunststoffs wie Polypropylen mit Holzfasern oder Holzmehl bestehen. Diese Halbzeuge lassen sich zwar wesentlich billiger herstellen, sind aber nachteiligerweise nicht one-shot-fähig, können also erfahrungsgemäß nicht in einem Schritt umgeformt und mit einer Dekorschicht verbunden werden. Insbesondere treten beim Umformen derartiger billigerer Halbzeuge sehr leicht unerwünschte Risse auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein flächiges Halbzeug zur Herstellung von Formteilen zu entwickeln, das sich gegenüber dem Stand der Technik dadurch auszeichnet, mit verhältnismäßig geringen Materialkosten herstellbar zu sein, ohne dass dabei seine Eignung zur Herstellung von Formteilen mit Oberflächendekoren in einem One-Shot-Verfahren beeinträchtigt wird. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes, billig herzustellendes Formteil sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs bzw. eines Formteils mit den genannten Eigenschaften vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Halbzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs sowie durch ein Formteil mit den Merkmalen des Anspruchs 15 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 17 bzw. 19.

Dadurch, dass der das flächige Halbzeug bildende Faserverbundwerkstoff, der Fasern aus einem thermoplastischen Kunststoff sowie eine Komponente von als Langfasern vorliegenden Naturfasern enthält, zusätzlich eine Komponente von Holzmehl und/oder als Kurzfasern vorliegenden Holzfasern enthält, werden einerseits deutlich reduzierte Materialkosten und damit eine billigere Herstellbarkeit erreicht, wobei sich herausstellt, dass sich dieses Halbzeug – anders als bekannte Halbzeuge mit Holzmehl- oder Holzfaser-Komponenten – andererseits uneingeschränkt zur Herstellung von Formteilen in einem One-Shot-Verfahren beschriebener Art eignet. Als Langfasern seien dabei in der vorliegenden Schrift Fasern einer Länge von mehr als 10 mm, als Kurzfasern Fasern einer Länge von weniger als 10 mm bezeichnet.

Eine besonders gute Verarbeitbarkeit des Halbzeugs bei einer hinreichend hohen Stabilität daraus hergestellter Formteile ergibt sich, wenn die Komponente von als Langfasern vorliegenden Naturfasern aus Flachs und/oder Hanf besteht oder Flachs und/oder Hanf enthält. Besonders günstig ist es ferner, wenn die als Langfasern vorliegenden Naturfasern sogar eine Länge von mindestens 20 mm haben, um eine möglichst gute Stabilität eines entsprechenden Formteils zu gewährleisten. Aus dem gleichen Grund ist es vor teilhaft, wenn die Komponente der als Langfasern vorliegenden Naturfasern aus Fasern einer durchschnittlichen Länge von mindestens 25 mm, vorzugsweise einer durchschnittlichen Länge von etwa 30 mm besteht. Mit Blick auf ein möglichst gutes Umformverhalten einerseits und möglichst geringe Materialkosten andererseits sind schließlich solche Ausführungsformen der Erfindung vorzuziehen, bei denen die Komponente der als Langfasern vorliegenden Naturfasern einen Gewichtsanteil von zwischen 25% und 40%, vorzugsweise einen Gewichtsanteil von zwischen 30% und 35% ausmacht.

Bei dem thermoplastischen Kunststoff kann es sich beispielsweise um Polypropylen oder einen Polypropylen enthaltenden Kunststoff handeln. Polypropylen eignet sich besonders gut zum Verbinden der übrigen Fasern nach einem Anschmelzen oder Verschmelzen der Fasern aus feinem thermoplastischen Kunststoff. Eine in gewünschter Weise homogene Fasermischung läßt sich besonders gut dann erreichen, wenn die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff eine Feinheit von zwischen 3 dtex und 20 dtex, vorzugsweise eine Feinheit von zwischen 5 dtex und 10 dtex haben. Einen guten Zusammenhalt des Faserbundwerkstoffs wiederum erhält man dann, wenn die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff eine durchschnittliche Länge von mindestens 25 mm, vorzugsweise eine durchschnittliche Länge von etwa 30 mm haben. Um nach einem Thermoformprozess eine gute Bindung der Naturfasern und des Holzmehls und/oder der Holzfasern durch den thermoplastischen Kunststoff zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff einen Gewichtsanteil von zwischen 25% und 45% des Halbzeugs bzw. Faserverbundwerkstoffs ausmachen. Besonders vorteilhaft ist in dieser Hinsicht ein Gewichtsanteil der Fasern aus thermoplastischem Kunststoff von zwischen 1/3 und etwa 40%.

Die Komponente von Holzmehl und/oder als Kurzfasern vorliegenden Holzfasern wiederum sollte einen Gewichtsanteils von zwischen 25% und 40%, eventuell auch etwas weniger (mindestens jedoch etwa 20%), vorzugsweise einen Gewichtsanteil von etwa 1/3 des Faserverbundwerkstoffs ausmachen, damit einerseits eine möglichst effektive Kostenreduzierung gegenüber vergleichbaren Halbzeugen nach dem Stand der Technik erreicht wird, andererseits aber die Verarbeitbarkeit des Halbzeugs nicht beeinträchtigt wird.

Die Fasern aus thermoplastischem Kunststoff und/oder die als Langfasern vorliegenden Naturfasern und/oder gegebenenfalls die Holzfasern können jeweils entweder in Wirrlage oder in eine Vorzugsrichtung orientiert sein. Ersteres ist dann von Vorteil, wenn das Halbzeug bzw. ein daraus hergestelltes Formteil isotrope Stabilitätseigenschaften haben soll, letzteres dann, wenn eine anisotrope Umformbarkeit des Halbzeugs, beispielsweise aufgrund der Geometrie eines herzustellenden Formteils, mit größeren Vorzügen verbunden ist.

Die Stabilität des Halbzeugs lässt sich in vorteilhafter Weise noch dadurch erhöhen, dass der Faserverbundwerkstoff vernadelt und dadurch verfestigt wird, vorzugsweise mit zwischen 15 und 30 Einstichen pro cm². Besonders bevorzugt sind solche Ausführungen der Erfindungen, bei denen das flüssige Halbzeug ein Flächengewicht von zwischen 1500 g/m² und 2000 g/m², vorzugsweise ein Flächengewicht von etwa 1700 g/m² hat. Man erreicht damit einerseits ein verhältnismäßig geringes Gewicht eines entsprechenden Formteils bei verhältnismäßig geringen Materialkosten, andererseits eine hinreichend hohe Stabilität, die auch eine Fertigung größerer Formteile wie beispielsweise von Instrumententafeln erlaubt. Die angegebenen Flächengewichte sollen sich dabei auf einen trockenen Zustand des Halbzeugs beziehen.

Die Fasern aus thermoplastischem Kunststoff sowie die als Langfasern vorliegenden Naturfasern und das Holzmehl und/oder die Holzfasern sollen möglichst gleichmäßig in dem das flächige Halbzeug bildenden Faserverbundwerkstoff verteilt sein und eine vliesartige Struktur bilden, um dem Halbzeug die beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften zu verleihen. Zusätzlich kann der Faserverbundwerkstoff bzw. das Halbzeug weitere Komponenten wie beispielsweise Flammschutzmittel und/oder Haftvermittler enthalten.

Ein Formteil, das ein deformiertes und/oder verpresstes Halbzeug beschriebener Art enthält, zeichnet sich nach dem Gesagten durch niedrige Material- und Herstellungskosten aus sowie durch ein verhältnismäßiges geringes Gewicht und eine verhältnismäßig hohe Stabilität. Dabei soll ein Formteil in der vorliegenden Schrift auch dann als ein Halbzeug beschriebener Art enthaltend zu bezeichnen sein, wenn die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff teilweise oder sogar vollständig verschmolzen sind, so dass sie eine bindende Komponente bilden, die, anders als die Naturfasern und gegebenenfalls die Holzfasern, unter Umständen nur noch eine rudimentäre Faserstruktur oder gar keine Faserstruktur mehr hat. Besonders vorteilhaft ist ein solches Formteil, bei dem es sich beispielsweise um ein Innenverkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug handeln kann, wenn es eine Dekorschicht aufweist, die unmittelbar mit dem deformierten und/oder verpressten Halbzeug verbunden ist. Ein solches Formteil lässt sich durch die geschilderten Eigenschaften des Halbzeugs in besonders vorteilhafter, aufwandsarmer Weise dadurch herstellen, dass das Halbzeug erwärmt und anschließend mit der Dekorschicht zusammen tiefgezogen und/oder gepresst wird, so dass durch das Tiefziehen und/oder Pressen gleichzeitig mit einem Umformen des Halbzeugs (also in einem Arbeitsschritt) eine Verbindung der Dekorschicht mit dem Halbzeug bewirkt wird. Typischerweise erfolgt diese Verbindung durch ein Aufschmelzen des im Faserverbundwerkstoff enthaltenen thermoplastischen Kunststoffs, das durch eine oberflächliche Erwärmung der Dekorschicht unterstützt werden kann. Ein Herstellungsverfahren dieser Art wird auch als One-Shot-Verfahren bezeichnet. Ein besonders gutes Umformverhalten hat das Halbzeug dabei dann, wenn es vor dem Umformen auf eine Temperatur von mindestens 180°C, vorzugsweise auf eine Temperatur von zwischen 200°C und 240°C erwärmt wird. Bei einem Pressen des Halbzeugs bzw. des entstehenden Formteils kann die Temperatur eventuell bereits wieder auf einen niedrigeren Wert gesunken sein, so dass die Temperatur am Ende des Prozesses z.B. einen Wert von 80°C bis 100°C haben kann.

Ein Halbzeug der zuvor beschriebenen Art kann in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, dass das Holzmehl und/oder die Holzfasern sowie die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff und die als Langfasern vorliegenden Naturfasern in einen Mischraum geschleudert werden, in dem sie sich frei fliegend vermischen. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff und die als Langfasern vorliegenden Naturfasern bereits in eine lose Vliesstruktur gebracht (also vermischt) werden, bevor sie in den Mischraum geschleudert werden. Dazu können herkömmliche, aus der Vliesherstellung bekannte Verfahrensschritte verwendet werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung des Halbzeugs sieht vor, dass der Mischraum einem Luftstrom ausgesetzt wird, der eine Faserdurchmischung begünstigt und durch den die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff mit den Langfasern und dem Holzmehl und/oder den Holzfasern auf ein Siebband gesaugt werden können, um dort den Faserverbundwerkstoff oder ein Vlies als Ausgangsprodukt für den Faserverbundwerkstoff zu bilden. Dazu kann das vorzugsweise horizontal orientierte und in horizontaler Richtung bewegte Siebband unterhalb eines Streukastens angeordnet werden, wobei die Fasern und die gegebenenfalls das Holzmehl durch den Streukasten in den vorzugsweise oberhalb des Siebbands angeordneten Mischraum geschleudert und/oder gestreut werden, während unterhalb des Siebbands durch eine Luftabsaugung (beispielsweise durch einen Ventilator oder eine andere Pumpe) ein Sog erzeugt wird. Die Herstellung des Faserverbundwerkstoffs geschieht in diesem Fall in einem damit beschriebenen aerodynamischen Vliesleger.

Anschließend kann das Vlies bzw. der Faserverbundwerkstoff dadurch verfestigt werden, dass er gewalzt und/oder vernadelt wird. Gegebenenfalls kann unmittelbar darauf ein wie die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte automatisiertes Zuschneiden des Faserverbundwerkstoffs erfolgen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 bis 3 erläutert. Es zeigt
1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemä ßes Halbzeug,
2 in entsprechender Darstellung ein aus diesem Halbzeug hergestelltes Formteil und
3 einen Teil einer Vorrichtung zur Herstellung des in der 1 gezeigten Halbzeugs.
In 1 ist ein Querschnitt durch ein flächiges Halbzeug aus einem Faserverbundwerkstoff 1 zu sehen. Dieser Faserverbundwerkstoff 1 enthält mit einem Gewichtsanteil von etwa 40% Fasern aus einem thermoplastischen Kunststoff. Bei diesen Fasern handelt es sich um Polypropylen-Fasern (PP-Fasern) einer Schnittlänge von etwa 30 mm und einer Feinheit von etwa 6,7 dtex. Ferner enthält das abgebildete Halbzeug eine Komponente von als Langfasern vorliegenden Naturfasern. Diese Komponente macht einen Gewichtsanteil von etwa 30% des Faserverbundwerkstoffs 1 aus. Bei den Langfasern handelt es sich um Naturfasern aus Flachs, wobei in gleicher Weise auch Hanffasern oder ein Gemisch aus Flachs- und Hanffasern verwendet werden könnte. Die Langfasern haben dabei eine Länge von mehr als 25 mm und eine durchschnittliche Länge von etwa 30 mm.
Zusätzlich enthält der Faserverbundwerkstoff 1 eine Komponente von als Kurzfasern einer Länge von weniger als 10 mm vorliegenden Holzfasern. Diese Komponente könnte alternativ auch aus Holzmehl oder einer Mischung von Holzmehl und als Kurzfasern vorliegenden Holzfasern bestehen. Sie macht einen Gewichtsanteil von etwa 30% des Faserverbundwerkstoffs 1 aus. Die PP-Fasern, die Langfasern und die Holzfasern sind jeweils in Wirrlage in dem Faserverbundwerkstoff 1 orientiert und bilden so eine Vliesstruktur. Alternativ wäre es auch möglich, ein ansonsten genauso zusammengesetzten Halbzeug so auszuführen, dass die PP-Fasern und/oder die Langfasern und/oder die Holzfasern in jeweils eine Vorzugsrichtung orientiert sind.
Der das abgebildete Halbzeug bildende Faserverbundwerkstoff 1 ist mit etwa 25 Einstichen pro cm² vernadelt und dadurch verfestigt. Er hat ein Flächengewicht von etwa 1700 g/m².
In 2 ist, ebenfalls als Querschnitt, ein Formteil abgebildet, das aus dem anhand der 1 beschriebenen Halbzeug hergestellt ist und dieses Halbzeug in deformierter und verpresster Form enthält. An einer Oberfläche weist das Formteil, bei dem es sich um eine Instrumententafel für ein Kraftfahrzeug handelt, eine unmittelbar mit dem Faserverbundwerkstoff 1, der das jetzt deformierte und verpresste Halbzeug bildet, verbundene Dekorschicht 2 auf. Bei dieser Dekorschicht 2 kann es sich vorliegenden Fall um ein mit einer Schutzfolie hinterlegtes Gewebe handeln. Genauso gut könnte beispielsweise auch ein Gewirke, eine Gießhaut oder Leder – eventuell jeweils mit einer Schutzfolie hinterlegt – als in einem One-Shot-Verfahren verarbeitbare Dekorschicht 2 dienen. Der thermoplastische Kunststoff der entsprechenden Fasern aus dem Faserverbundwerkstoff 1 liegt bei dem Formteil nach dem Deformieren und Verpressen des Halbzeugs in einer Form vor, die nur noch rudimentäre Faserstrukturen zeigt. Ursächlich dafür ist ein Anschmelzen oder Verschmelzen der Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff, durch das auch die Verbindung des Faserverbundwerkstoffs 1 mit der Dekorschicht 2 zustande gekommen ist. Denkbar wären auch entsprechende Formteile, bei denen aus dem gleichen Grund eine Faserstruktur des thermoplastischen Kunst stoffs nicht mehr festzustellen ist.
Bei dem Herstellungsverfahren zur Herstellung des in der 2 gezeigten Formteils wird das Halbzeug aus der 1 auf eine Temperatur von etwa 210°C erwärmt und anschließend zusammen mit der Dekorschicht 2 durch Tiefziehen und Pressen in eine Ausgangsform gebracht und gleichzeitig durch ein Anschmelzen des thermoplastischen Kunststoffs mit der Dekorschicht 2 verbunden. Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein so genanntes One-Shot-Verfahren. Ein Zusammenpressen des Faserverbundwerkstoffs 1 mit der Dekorschicht 2 erfolgt dabei, wenn die Temperatur des Halbzeugs wieder auf einen Wert von etwa 80°C abgesunken ist.
In 3 ist schematisch ein Ausschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung des anhand der 1 erläuterten Halbzeugs dargestellt. Zu erkennen ist in einem oberen Bereich ein umlaufendes Siebband 3, innerhalb dessen ein Unterdruckkasten 4 zum Ansaugen von Holzfasern an das Siebband 3 angeordnet ist. Unmittelbar an dieses Siebband 3 angrenzend ist eine Austragswalze 5 (Dosierwalze) angeordnet, die eine gummierte und strukturierte Walzenoberfläche aufweist und geeignet ist, am Siebband 3 anliegende Holzfasern vom Siebband abzunehmen. Unterhalb der Austragswalze 5 ist wiederum eine Bürstenwalze 6 angeordnet, die einen engen Abstand zur Austragswalze 5 hat und diese eventuell sogar leicht berührt.
Sowohl die Austragswalze 5 als auch die Bürstenwalze 6 sind in einem Streukasten angeordnet, der sich zu einem seitlich unterhalb der Bürstenwalze 6 angeordneten Mischraum 7 (Mischbereich) hin öffnet. Holzfasern, die durch die Austragswalze 5 von dem Siebband 3 abgenommen werden, können wiederum durch die Bürstenwalze 6 von der Austragswalze 5 entfernt und in den Mischraum 7 geschleudert werden. In gleicher Weise wäre auch eine Zufuhr von Holzmehl in den Mischraum 7 möglich.
An einer der Bürstenwalze 6 gegenüberliegenden Seite des Mischraums 7 ist ein Tambour 8 angeordnet, bei dem es sich um eine Walze mit sägezahnförmiger Garniturdrahtoberfläche handelt. Alternativ oder zusätzlich könnten auch Stahlzähne auf dem Tambour 8 angebracht sein. Dieser Tambour 8 kann mit Hilfe zweiter oberhalb des Tambours 8 angeordnete Einzugswalzen 9 mit einem Gemisch aus PP-Fasern und den als Langfasern ausgeführten Naturfasern versorgt werden, die dann durch den sich drehenden Tambour 8 bis zu einer unmittelbar an den Tambour 8 angrenzend angeordneten Abrissmulde 10 transportiert und von dort in den Mischraum 7 geschleudert werden.
Im Mischraum 7 erfolgt dann eine Durchmischung der PP-Fasern und Naturfasern mit den Holzfasern, worauf die so durchmischten Fasern auf ein unterhalb des Mischraums 7 angeordnetes weiteres Siebband 11 fallen und dort ein Vlies bilden. Die Durchmischung der Fasern im Mischraum 7 und eine Vliesbildung auf dem Siebband 11 wird dabei begünstigt durch eine unterhalb des Siebbands 11 angeordnete Absaugvorrichtung 12. Der erwähnte, in der 3 nicht eigens eingezeichnete Streukasten, die Austragswalze 5, die Bürstenwalze 6, der Mischraum 7, der Tambour 8, das Siebband 11 und die Absaugvorrichtung 12 bilden so Hauptbestandteile eines aerodynamischen Vlieslegers.
Das zuletzt genannte Siebband 11 kann mit einer einstellbaren Geschwindigkeit bewegt werden, wobei das entstehende Vlies ein von dieser Geschwindigkeit abhängiges Flächengewicht erhält. Bei einem Weitertransport des frisch gebildeten Vlieses wird dieses gewalzt und mit einer in der 3 nicht abgebildeten Nadelmaschine, bei der es sich um eine Fehreranlage handelt, mit etwa 25 Einstichen pro cm² vernadelt. Anschließend erfolgt eine automatische Zuschneidung des Vlieses zu Halbzeugen der in der 1 gezeigten Art.
Es ist vorgesehen, dass die Flachsfasern und die PP-Fasern bereits in einer losen Vliesstruktur dem aerodynamischen Vliesleger, genauer dem Tambour 8 zugeführt werden. Dazu wird eine Mischung von als Ballen zugeförderten Flachsfasern (Saneco Typ E03) und PP-Fasern einer Feinheit von 6,7 dtex und einer Schnittlänge von 30 mm in einem Sandwich in einem Mengenverhältnis von drei Teilen Flachsfasern zu vier Teilen PP-Fasern auf einen in der 3 nicht abgebildeten Ballenöffner aufgelegt. Von diesem aus werden dann die Fasern in einem Rohrsystem einem ebenfalls nicht abgebildeten Mixmaster zugeführt und dort miteinander vermischt. Von hier gelangen die gemischten Fasern über einen Feinöffner und ein mit Ventilatoren ausgestattetes Rohrsystem in einen Kastenspeiser eines Vliesbildners, dessen Herzstück eine Krempel bildet und der ebenfalls nicht abgebildet ist. Die PP-Fasern und die Flachsfasern werden also der genannten Krempel vorgelegt und durch diese zu einem losen Vlies mit einem Flächengewicht von etwa 30 g/m² verarbeitet. Von dieser Krempel aus werden die PP-Fasern und die Flachsfasern bereits vermischt und in einer losen Vliesstruktur über die Einzugswalzen 9 dem Tambour 8 und damit dem zuvor beschriebenen aerodynamischen Vliesleger zugeführt.
Anschließend werden die Flachsfasern und die PP-Fasern, wie bereits angedeutet, über den Tambour 8 und die Abrissmulde 10 in den Mischraum 7 geschleudert, dem gleichzeitig über den Streukasten (mittels der Austragswalze 5 und der Bürstenwalze 6) die Holzfasern zugeführt werden, die einen Gewichtsanteil von 30% einer den Faserverbundwerkstoff 1 und letztendlich das Halbzeug bildenden Gesamtmischung ausmachen. Eine Durchmischung der Flachs- und PP-Fasern mit den Holzfasern wird dabei durch die Luftströmung begünstigt, die durch die unter dem Siebband 11 befindliche Absaugvorrichtung 12 (einen Absaugkasten) erzeugt wird.
Auf dem Siebband 11 entsteht so ein vliesartiges Material, das nach einem Walzen und Vernadeln den Faserverbundwerkstoff 1 und nach einem Zuschneiden Halbzeuge der anhand der 1 beschriebenen Art bildet.

Claims

Flächiges Halbzeug aus einem Faserverbundwerkstoff (1) zur Herstellung von Formteilen, wobei der Faserverbundwerkstoff (1) Fasern aus einem thermoplastischen Kunststoff sowie eine Komponente von als Langfasern vorliegenden Naturfasern enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff (1) zusätzlich eine Komponente von Holzmehl und/oder als Kurzfasern vorliegenden Holzfasern enthält.
Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente der Naturfasern aus Flachs und/oder Hanf besteht oder Flachs und/oder Hanf enthält.
Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Langfasern eine Länge von mindestens 20 mm haben.
Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente der Langfasern aus Fasern einer durchschnittlichen Länge von mindestens 25 mm, vorzugsweise einer durchschnittlichen Länge von mindestens 30 mm besteht.
Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente der als Langfasern vorliegenden Naturfasern einen Gewichtsanteil von zwischen 25% und 40% des Faserverbundwerkstoffs ausmacht.
Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Kunststoff durch Polypropylen gegeben ist oder Polypropylen enthält.
Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff eine durchschnittliche Länge von mindestens 25 mm haben.
Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus thermoplastischem Kunststoff einen Gewichtsanteil von zwischen 25% und 45% des Faserverbundwerkstoffs ausmachen.
Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente von Holzmehl und/oder als Kurzfasern vorliegenden Holzfasern einen Gewichtsanteil von zwischen 25% und 40% des Faserverbundwerkstoffs ausmacht.
Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff eine Feinheit von zwischen 3 dtex und 20 dtex haben.
Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff vernadelt ist.
Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Flächengewicht von zwischen 1500 g/m² und 2000 g/m² hat.
Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff und/oder die als Langfasern vorliegenden Naturfasern und/oder die Holzfasern in Wirrlage orientiert sind.
Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff und/oder die als Langfasern vorliegenden Naturfasern und/oder die Holzfasern in jeweils eine Vorzugsrichtung orientiert sind.
Formteil, enthaltend ein deformiertes und/oder verpresstes Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Formteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es an einer Oberfläche eine unmittelbar mit dem deformierten und/oder verpressten Halbzeug verbundene Dekorschicht (2) aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Formteils nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug erwärmt und zusammen mit der Dekorschicht (2) durch Tiefziehen und/oder Pressen in die gewünschte Form gebracht wird, wobei gleichzeitig eine Verbindung des Halbzeugs mit der Dekorschicht durch ein Anschmelzen zumindest des Halbzeugs erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug vor dem Tiefziehen und/oder Pressen auf eine Temperatur von mindestens 180°C, vorzugsweise auf eine Temperatur von zwischen 200°C und 240°C aufgeheizt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Holzmehl und/oder die Holzfasern sowie die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff und die als Langfasern vorliegenden Naturfasern in einen Mischraum (7) geschleudert werden, in dem sie sich frei fliegend vermischen.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff und die als Langfasern vorliegenden Naturfasern in eine lose Vliesstruktur gebracht werden, bevor sie in den Mischraum (7) geschleudert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischraum (7) einem Luftstrom ausgesetzt wird, durch den die Fasern aus dem thermoplastischen Kunststoff mit den Langfasern und dem Holzmehl und/oder den Holzfasern auf ein Siebband (11) gesaugt werden, wo sie den Faserverbundwerkstoff (1) oder ein Vlies als Ausgangsprodukt für den Faserverbundwerkstoff (1) bilden.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies bzw. der Faserverbundwerkstoff (1) anschließend gewalzt und/oder genadelt und/oder zugeschnitten wird.