DE102005047714B3

DE102005047714B3 - Semitransparenter Verbundwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102005047714B3
Application number: DE200510047714
Authority: DE
Inventors: Sören Dipl.-Ing. Tech; Holger Dipl.-Ing. Unbehaun; Andrè Prof. Dr.-Ing. Wagenführ; Franziska Regel
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2025-09-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines semitransparenten Verbundwerkstoffes, gekennzeichnet dadurch, dass DOLLAR A a) aus holzfreiem Zellstoff und getrockneten und ggf. zerkleinerten Pflanzenteilen eine Papierschicht (3) hergestellt wird, DOLLAR A b) diese Papierschicht (3) beidseitig in eine niedrigschmelzende Folie (2) aus einem Material mit einer Schmelztemperatur von 60 bis 290 DEG C eingebettet und unter Aufbringung von Temperatur und Druck verpresst wird, wobei ein semitransparentes Zwischenprodukt entsteht, DOLLAR A c) dieses Zwischenprodukt ein- oder beidseitig mit einem höherschmelzenden Trägerwerkstoff (1) unter Aufbringung einer höheren Temperatur als in Schritt b) und einem Druck verbunden wird, wobei ein lichtdurchlässiger Verbundwerkstoff gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen semitransparenten Verbundwerkstoff nach Anspruch 7 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines semitransparenten Verbundwerkstoffes nach Anspruch 1.
Der Verbundwerkstoff lässt sich in Form von Platten oder dreidimensional geformten Halbzeugen bzw. Fertigteilen im Möbel- und architektonischen Innenausbau, als Beplankungsmaterial für Innen- und Außenwände, Fußböden und Decken sowie in der Verpackungs- und Fahrzeugindustrie einsetzen und weist einen besonderen ästhetischen Wert auf.

Schichtwerkstoffe, aus Glas- oder Kunststoffplattenmaterial mit Zwischenschichten von hohem ästhetischen Wert, und deren Verwendung als dekorative Bau- und Gestaltungselemente sind aus den Druckschriften DE 9204379 U1 , DE 9217494 U1 , DE 4112097 A1 sowie DE 4422449 C2 bekannt.

Der plattenförmige Verbundwerkstoff, aus der Druckschrift DE 9204379 U1 , besteht aus mindestens einer Glasplatte und einem Holzfurnier. Das Furnier wird homogen, unter Verwendung von transparentem Klebstoff bzw. einer Schmelzklebefolie, mit der schützenden Glasplatte verbunden.

In der Druckschrift DE 9217494 U1 wird ein Schichtwerkstoff beschrieben, der sich durch die Verarbeitung von Kunststoffplattenmaterial als Deckschicht vom Verbundwerkstoff aus der DE 9204379 U1 unterscheidet.

Die Druckschrift DE 41 12 097 A1 betrifft ein Verbundwerkstoff und daraus hergestellte Bau- und Gestaltungselemente. Der Verbund setzt sich aus einem klarsichtigen, stabilisierenden Trägermaterial und einem dekorativen, durchscheinenden Material zusammen, die in flächiger fester Form mittels eines Klebstoffes miteinander verbunden sind.

In Druckschrift DE 44 22 449 C2 wird ebenfalls ein Verbundstoff aus Holzfurnier und Glas- bzw. Kunststoffplatten beschrieben, wobei das Furnier in einem Zwischenschritt mit einer Einschichtklebstofffolie kaschiert wird.

In den Patentschriften EP 1 099 806 A2 und DE 199 54 474 C1 ist die Verarbeitung von gehäckseltem Seegras zu Dämmplatten, -matten und -schüttungen beschrieben, wobei Seegrasfasermatten durch eine Vernadelung mit Natur- oder Kunststofffasern hergestellt werden.

In den Patentschriften EP 1 143 082 A2 und DE 100 17 202 C2 wird ebenfalls die Herstellung von Dämmstoff Bauelementen zur Wärme- und Schallisolierung beschrieben, wobei hier anorganische Bindemittel bzw. Zuschlagstoffe zum Einsatz kommen.

Aus der GB 214311 ist der Einsatz von Seegras als Dämmmaterial für Dächer, Wände und Fußböden in Form von Matten, Dämmplatten oder Schüttungen sowie vereinzelt auch noch als Polstermaterial im Sitzmöbelbereich bekannt.

Seegras ist damit bisher nur als Dämm- und Isolationsmaterial verwendet worden. Eine weitere nutzbringende Anwendung ist nicht bekannt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Verbundwerkstoff und ein Verfahren zur Herstellung eines schichtförmigen Verbundwerkstoffes für dekorative Zwecke anzugeben, bei dem papierähnliche Naturfaservliese Verwendung finden, wobei die dekorative Wirkung der Naturfasern erhalten und herausgestellt werden soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 6 betreffen bevorzugte Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Weiterhin wird die Aufgabe durch einen semitransparenten Verbundwerkstoff mit den im Anspruch 7 genannten Merkmalen gelöst.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in eine papierähnliche Schicht, hergestellt aus holzfreiem Zellstoff und groben Pflanzenfasern, unter Druck und Temperatur Schmelzklebstoffe eingepresst, so dass die Fasern der Papierschicht vollständig umhüllt werden. Dadurch werden die holzfreien Zellstofffasern transparent, während die Naturfasern lichtundurchlässig bleiben. Im Ergebnis entsteht ein semitransparentes Zwischenprodukt, welches nachfolgend ein- oder beidseitig mit einer höherschmelzenden Trägerschicht vorzugsweise aus Glas, Polyacryl oder Polycarbonaten verbunden wird.

Als Faserkomponente werden vorzugsweise getrocknete Pflanzenpartikel des im Meer wachsenden Seegrases (Zostera), welches am Strand angespült, gesammelt und entsorgt werden muss, eingesetzt.

Durch das Verfahren wird ein lichtdurchlässiger Verbundwerkstoff erhalten, dessen ästhetische Wirkung durch den Anteil von getrockneten Pflanzenteilen in der Papierschicht hervorgerufen wird. Durch die Verfahrensgestaltung wird die dekorative Struktur dieser Komponente hervorgehoben.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäß hergestellten Produkts
2 eine schematische Darstellung zur Herstellung des Zwischenprodukts
In der 1 ist das erfindungsgemäß hergestellte Produkt schematisch dargestellt. Holzfreier Zellstoff und getrocknete Pflanzenteile sind zu einer Papierschicht 3 verarbeitet. Die Papierschicht 3 ist zu beiden Seiten von einer Folie 2 (Schmelzklebstofffolie) bedeckt. Die Schmelzklebstofffolien werden sodann unter Druck und Temperatur in das Papier eingepresst. Die Papierschicht 3 weist eine Dicke von 0,11 mm bis 1,5 mm auf, so dass die Fasern in der Papierschicht 3 von dem aufgeschmolzenen Folienwerkstoff 2 umschlossen werden. Auf der Ober- und der Unterseite wird anschließend ein Trägerwerkstoff 1 aufgebracht, der mit dem Zwischenprodukt, bestehend aus Papierschicht 3 und Folie 2 zu beiden Seiten, verschmolzen wird. Das hergestellte Produkt ist semitransparent. Die Pflanzenteile in der Papierschicht 3 verleihen dem Produkt eine ästhetische Wirkung.
In der 2 ist eine Variante zur kontinuierlichen Herstellung der semitransparenten Zwischenschicht dargestellt. Nach der Papierherstellung wird die Papierschicht 3 zwischen zwei beheizten Druckwalzen 5 durchgeführt. Über ein Rollensystem wird die Folie 2, eine Schmelzklebstofffolie, auf die Papierschicht 3 aufgebracht. Dabei wird ggf. eine Abdeckschicht 4 von der Folie 2 abgezogen. In der Materialflussrichtung schließt sich eine thermische Verdichtungsstufe an. Nach einer Rückkühlzone steht das Zwischenprodukt zur Weiterverarbeitung bereit.
Ausführungsbeispiel 1
Ein papierähnliches Blatt (Papierschicht 3) wird aus einer Mischung zu 30 % Seegas und 70 % zweier unterschiedlichen Zellulosefasern hergestellt. Danach wird die Papierschicht 3 mit einer Folie 2 aus Polyurethan, mit einem Schmelzbereich von 65 bis 85 °C, beidseitig belegt und bei einer Temperatur von 95 °C und einem Druck von 90 MPa mit einer Presszeit von 3 Minuten eben verpresst. Durch das Aufschmelzen und den aufgebrachten Pressdruck umschließt der Schmelzklebstoff die Fasern in der Papierschicht 3. Die unterschiedliche Art der Fasern haben eine unterschiedliche Lichtbrechung zur folge. Das Resultat ist ein halbtransparentes Zwischenprodukt. Dieses Zwischenprodukt wird nun zwischen zwei Trägerwerkstoffen 1, zwei Acrylglasscheiben, gelegt und bei einer Temperatur von 125°C, mit einem Druck von 160 MPa und einer Presszeit von 10 Minuten verdichtet. Im Anschluss daran erfolgt ein Rückkühlen des Trägerwerkstoffes 1 auf Temperaturen die unterhalb des Schmelzbereiches der beiden Folien 2 liegen. Das Ergebnis ist ein lichtdurchlässiges semitransparentes Endprodukt das als Platte oder Formteil hergestellt werden kann. Durch Einsatz von Pressformen kann ein Formgebung des Verbundwerkstoffes erfolgen.

1: Trägerwerkstoff
2: Folie
3: Papierschicht
4: Abdeckschicht
5: Druckwalze
6: Abziehvorrichtung

Claims

Verfahren zur Herstellung eines semitransparenten Verbundwerkstoffes, gekennzeichnet dadurch, dass a) aus holzfreiem Zellstoff und getrockneten und ggf. zerkleinerten Pflanzenteilen eine Papierschicht (3) hergestellt wird, b) diese Papierschicht (3) beidseitig in eine niedrigschmelzende Folie (2) aus einem Material mit einer Schmelztemperatur von 60 bis 290 C° eingebettet und unter Aufbringung von Temperatur und Druck verpresst wird, wobei ein semitransparentes Zwischenprodukt entsteht, c) dieses Zwischenprodukt ein- oder beidseitig mit einem höherschmelzenden Trägerwerkstoff(1) unter Aufbringung einer höheren Temperatur als in Schritt b) und einem Druck verbunden wird, wobei ein lichtdurchlässiger Verbundwerkstoffgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass holzfreier Zellstoff und/oder Pflanzenteile aus getrocknetem Seegras verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der holzfreie Zellstoff und/oder die Pflanzenteile eingefärbt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigschmelzende Folie (2) mit einer Temperatur im Bereich von 60 bis 290 C° und einem Druck im Bereich von 0,5 bis 15 N/mm² mit dem Papier verpresst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenprodukt und der höherschmelzende Trägerwerkstoff(1) mit einer Temperatur von mindestens 60°C und einem Druck im Bereich 1,5 von 20 N/mm² verpresst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der semitransparente Verbundwerkstoff einer Formgebung unterzogen wird.
Semitransparenter Verbundwerkstoff, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierschicht (3) einen Anteil von holzfreiem Zellstoff von 10 % bis 90 % und einen Anteil von getrockneten Pflanzenteilen von 90 % bis 10 % aufweist.
Semitransparenter Verbundwerkstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierschicht (3) eine Schichtdicke von 0,06 bis 1,8 mm aufweist.