DE102005048914A1 - Weiche Platte aus langglasfaserverstärktem Polypropylen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elastische, weiche Platte, die insbesondere als Bodenplatte bei der Tierhaltung eingesetzt werden kann. Die üblichen Gummimatten erfüllen insbesondere bei der Haltung von Schweinen nicht den Anforderungen hinsichtlich der Hygiene und des Verschleißverhaltens, da die biegeschlaffen Matten aus Gummi nicht spaltfrei auf einem Untergrund verlegt werden können, da zur Erzielung einer ausreichenden Weichheit auf der Unterseite Hohlkammern vorgesehen werden müssen. DOLLAR A Die Probleme werden erfindungsgemäß gelöst durch eine Platte aus thermoplastischem Kunststoff und einem mindestens dreischichtigen sandwichartigen Aufbau. Die erfindungsgemäße, weiche Bodenplatte hat allseitig geschlossene Oberflächen und eine porenbehaftete, elastische Kernschicht, eine feste Unterschicht zur Erhöhung der Biegesteifigkeit und als verschleißfeste obere Deckschicht mit einer Oberflächenstruktur eine Schicht aus einem thermoplastischen Elastomermaterial. Insbesondere die Kernschicht und die untere Deckschicht bestehen vorzugsweise aus einem Polypropylen mit einer Faserverstärkung vorzugsweise einer Faserverstärkung mit Langglasfasern. Die poröse, weiche, elastische Kernschicht ergibt sich erfindungsgemäß dadurch, dass ein mit thermoplastischem Kunststoff benetztes Faservlies zwischen den Fasern gleichmäßig verteilte Hohlräume mit einem Porenvolumen von mindestens 60% bildet die eine Verformung der Fasern ermöglichen.

Description

• Zunächst betrifft die Erfindung eine gepresste Platte aus einem thermoplastischen Kunststoff für die bevorzugte Anwendung als Bodenbelag. Die Platte besteht aus einem porösen Kern mit einer geringen Dichte und einer hohen elastischen Verformbarkeit in vertikaler Richtung, vorzugsweise aus einem wesentlich mit Langglasfasern verstärkten Polypropylen.
• EINLEITUNG
• Es geht um Bodenplatten, die z.B. in der Tierhaltung verwendet werden können. Bevorzugtes Einsatzgebiet ist die Ferkelaufzucht und die Schweinemast. Bei den Bodenplatten für die Tierhaltung gibt es besondere Anforderungen bezüglich der Weichheit, der Verschleißfestigkeit der Oberfläche, der Gestalt der Oberfläche und der Hygiene. Bezüglich der Verlegung der Bodenplatten spielt die Befestigung auf dem Untergrund und die Wärmedehnung der Bodenplatten eine wesentliche Rolle. Eine ausreichende Weichheit der Bodenplatte soll bei den Tieren Klauenschäden und Verletzungen vorbeugen und den Tieren einen ausreichenden Liegekomfort bieten. Eine Struktur der Oberfläche soll die Rutschfestigkeit erhöhen und damit die Standfestigkeit der Tiere verbessern. Zur Einhaltung der Hygieneanforderungen bei der Tierhaltung ist eine porenfreie Oberfläche und eine spaltfreie Verlegung der Bodenplatten unbedingt erforderlich.
• In diesem Zusammenhang ist eine möglichst geringe Wärmedehnung der Bodenplatte und eine hohe Biegesteifigkeit der Bodenplatte gegen das Abheben vom Boden sehr hilfreich. Kann eine Bodenplatte auch nur ansatzweise vom Boden abgehoben werden, so wird diese Bodenplatte durch Bisse in kurzer Zeit zerstört werden. Die hohe Belastung der Oberfläche durch die Schweine macht eine strapazierfähige Oberfläche der Bodenplatte erforderlich. Eine hohe Belastung der Oberfläche liegt besonders bei den Mastschweinen vor. Bei den Läuferschweinen ergibt sich eine geringere Belastung der Bodenplatten und eine noch geringere Belastung der Bodenplatten ergibt sich bei den Ställen für Ferkel. Umgekehrt proportional zur Belastung der Oberfläche verhält sich die erforderliche Weichheit der Oberfläche der Bodenplatten. Bodenplatten für Ferkelställe müssen sehr weich sein und werden weniger strapaziert als die Bodenplatten in den Ställen für die Läuferschweine und Mastschweine.
• Heute ist es üblich, dass insbesondere bei der Schweinehaltung für Läuferschweine und Mastschweine Betonböden eingesetzt werden. Als weiche Bodenauflage werden auf dem Betonboden Gummimatten eingesetzt. Selbst bei aufwändiger umlaufender Befestigung der Gummimatten ist die Lebensdauer der Gummimatten sehr begrenzt und entsprechen nicht den gewünschten Hygienebedingungen. In Kuhställen können dagegen Gummimatten eingesetzt werden, da Kühe zwar eine höhere Belastung verursachen, jedoch ein anderes Beißverhalten als Schweine zeigen. Bei der Ferkelaufzucht werden im Liegebereich der Ferkel Gummimatten verwendet, die nur bedingt den hygienischen Anforderungen dauerhaft genügen. Die Weichheit der Gummimatten ergibt sich zunächst aus den Materialeigenschaften des verwendeten Gummis, welche mit abnehmender Härte eine abnehmende Verschleißfestigkeit bieten. Um eine Ausreichende Weichheit zu erreichen, benutzt man steifigkeitsmindernde Geometrien auf der Unterseite der Gummimatten. Eine nur teilweise Auflage der Gummimatten auf dem Boden ermöglicht eine Biegeverformung der Gummimatten bei geringer Steifigkeit und sorgt für die gewünschte Weichheit der Gummimatten. Die dafür erforderlichen Freiräume zwischen Gummimatte und Untergrund bilden Spalte und Hohlräume, die sehr ungünstig sind für die Hygiene im Stall.
• Bei der erfindungsgemäßen Bodenplatte werden aus hygienischen Gründen die erforderlichen Hohlräume in das Innere der Bodenplatte verlegt.
• Die sich ergebende geringe Biegesteifigkeit der Gummimatte macht es unbedingt erforderlich, die Ränder der Gummimatte vollständig in einen Rahmen einzufassen, da sonst die Ränder angehoben werden können und dem Verbiss der Schweine ausgesetzt wären.
• Die erfindungsgemäße Bodenplatte sollte eine höhere Biegesteifigkeit als übliche Gummimatte besitzen, um die sehr aufwändigen Randeinfassungen zu erübrigen.
• Allgemeine Bestrebungen nach Verbesserung der Tiergesundheit und Tierhygiene lassen einen erheblichen Bedarf an tiergerechten Bodenbelägen erkennen. Klauen- und Gelenkschäden reduzieren zudem die Produktionsleistungen und mindern die Fleischqualitäten bei der Tierhaltung. Die Haltung der Tiere auf Stroh ist zwar aus Sicht der tiergerechten Haltung von Schweinen vorteilhaft, wenn man die Staubbelastungen außer Acht lässt, jedoch ist die Haltung auf Stroh aus wirtschaftlichen Gründen keine Alternative.
• Gegenstand des vorliegenden Schutzrechtsbegehrens ist eine elastische Bodenplatte, die eine tiergerechte Schweineproduktion auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ermöglicht.
• DAS NEUARTIGE
• Um die Probleme mit den üblichen Gummimatten zu lösen, muss die erfindungsgemäße Platte ein gutes Verschleißverhalten bieten, eine hohe Biegesteifigkeit besitzen, in vertikaler Richtung eine hohe Weichheit bei einer ebenen Unterseite der Platten aufweisen und eine geringe Wärmedehnung haben. Das vorliegende Schutzrechtsbegehren soll die Nachteile der derzeitigen weichen Bodenplatten beseitigen.
• Bei der erfindungsgemäßen Bodenplatte werden aus hygienischen Gründen die erforderlichen Hohlräume in das Innere der Bodenplatte verlegt.
• Die erfindungsgemäße Bodenplatte sollte eine höhere Biegesteifigkeit als übliche Gummimatte besitzen, um die sehr aufwändigen Randeinfassungen zu erübrigen.
• Die Lösung für diese Problematik erfolgt im vorliegenden Fall mit einem sandwichartigen Aufbau der Bodenplatte. Der sandwichartige Aufbau zeichnet sich aus durch drei unterschiedliche Funktionsschichten, eine obere Deckschicht aus einem Elastomer mit ausreichender Verschleißfestigkeit und einer strukturierten Oberfläche, eine poröse, sehr elastische Kernschicht und einer unteren Schicht mit hoher Steifigkeit, mit einer geringen Wärmedehnung und einer ebenen Unterseite. Damit allseitig eine geschlossene porenfreie Oberfläche vorliegt, ist die Platte so gestaltet, dass der porenbehaftete weiche Kern nicht bis an den Rand der Platte heran reicht, sondern der Rand vom thermoplastischen Elastomermaterial der Deckschicht gebildet wird.
• Die Deckschicht besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer auf Polypropylenbasis, damit diese mit den übrigen, vorzugsweise aus Polypropylen bestehenden Komponenten eine sehr gute stoffschlüssige Schmelzverbindung eingehen kann. Das Rohmaterial für die Deckschicht liegt als Granulat vor. Das weiche Kernmaterial soll erfindungsgemäß aus einem Glasfaservlies bestehen, welches mit Polypropylen benetzt ist. Das Vlies wird bei der Plattenherstellung derart expandiert, dass eine porige Struktur mit einer geringen Dichte entsteht. Die Unterseite der Bodenplatte besteht vorzugsweise aus einer mit langen Glasfasern verstärkten Schicht aus Polypropylen, damit eine geringe Wärmedehnung ermöglicht wird und damit eine genügende Biegesteifigkeit insbesondere der Ränder der Bodenplatte gegeben ist, um ein Bördeln der Ränder der Bodenplatten zu verhindern und damit die untere, ebene Schicht die poröse Kernschicht auch auf der Unterseite der Bodenplatte porenfrei verschließt.
• Als Herstellverfahren wird vorzugsweise ein Pressverfahren mit Tauchkantenformen gewählt, welches insbesondere zur Realisierung der expandierten, elastischen Kernschicht während der Abkühlphase des Bodenplattenproduktes ein isochores Verpressen der Materialien ermöglicht. Die Pressform wird derart befüllt, dass sich die gewünschte sandwichartige Schichtung ergibt. Die Unterschicht der Bodenplatte wird als zugeschnittenes Plattenhalbzeug aus langlasfaserverstärktem Polypropylen eingelegt. Darauf wird die expandierte oder expandierfähige Kernschicht, einem Halbzeug aus Glasvlies mit einer Polypropylentränkung gelegt. Darauf erfolgt eine dünne Schüttung aus einem Granulat aus einem thermoplastischen Elastomer. Die Oberflächenschicht aus thermoplastischem Elastomer soll eine Materialhärte besitzen, welche eine ausreichende Verschleißfestigkeit liefert und trotz der Materialhärte eine weiche, verformbare Oberfläche der Bodenplatte ermöglicht. Dieses Problem wird durch den elastischen Kern derart gelöst, dass sich die Deckschicht unter einer Druckbeanspruchung membranartig verformt.
• Das Pressen der Platten erfolgt vorteilhaft in einer Press-Sinter-Anlage nach DE 43 15 014 , einem automatischen Pressverfahren mit isobarer und isochorer Prozessführung mit Tauchkantenformen nach DE 197 44 497 . Beim vorliegenden Pressverfahren nach DE 4315014 erfolgt die Aufheizung und Plastifizierung der Rohstoffe druckgesteuert im Interesse einer kurzen Aufheizzeit. Nach erfolgter Plastifizierung wechselt die Form von der Heizpresse in eine Kühlpresse. In der Kühlpresse, die unabhängig vom Druck volumengesteuert ist, expandiert das Kernmaterial unter Bildung von Hohlräumen, die der späteren Bodenplatte die gewünschte Elastizität verleihen.
• In 1 ist die erfindungsgemäße elastische Bodenplatte im Schnitt dargestellt. Die Bodenplatte (1) trägt auf der Oberseite (2) eine Schicht aus einem thermoplastischen Elastomer (3) mit einer Oberflächenstruktur (4). Die Kernschicht (5) liefert die eigentlichen Federungseigenschaften der Bodenplatte durch ihren porösen Aufbau. Mit einem zunehmenden Porenvolumen sinkt Drucksteifigkeit der Kernschicht. Ein anwendungsgerechtes Federungsverhalten ergibt sich bei einem Porenvolumen in der Kernschicht von mehr als 60%. Die überwiegend parallel zur Oberfläche der Bodenplatte ausgerichteten, mit Polypropylen benetzten, Glasfasern (6) des expandierbaren Glasfaservlieses können sich innerhalb der Hohlräume (7) frei verformen. Das Expansionsverhalten des Vlieses ergibt sich aus der Struktur des Vlieses. Die Gesamtsteifigkeit der Bodenplatte und insbesondere die Biegesteifigkeit der Bodenplatte wird bestimmt durch die Schicht (8) auf der Unterseite (9) der Bodenplatte (1). Je nach gewünschter Steifigkeit, kann diese Schicht mit mehr oder weniger Glasgehalt ausgeführt werden. Vorzugsweise verwendet man für die untere Schicht der Bodenplatte ein nicht oder nur geringfügig expandierendes glasmattenverstärktes Polypropylen – Plattenhalbzeug.

Claims (4)

1. Gepresste Platte aus thermoplastischem Kunststoff für die bevorzugte Anwendung als Bodenplatte mit einem mindestens dreischichtigen Aufbau, bestehend aus einer oberen Deckschicht, einer Kernschicht und einer unteren Deckschicht, gekennzeichnet dadurch, dass die obere Deckschicht aus einem thermoplastischen Elastomer besteht, die Kernschicht aus einem mit thermoplastischen Kunststoff benetzten Faservlies besteht und innerhalb dieser Kernschicht zwischen den benetzten Fasern des Vlieses gleichmäßig verteilte, überwiegend zusammenhängende Hohlräume mit einem Porenvolumen von mindestens 60% vorhanden sind und die untere Deckschicht aus einem kompakten, faserverstärkten Thermoplast besteht.
2. Gepresste Platte nach Anspruch 1., gekennzeichnet dadurch, dass die obere Deckschicht eine Oberflächenstruktur aufweist.
3. Gepresste Platte nach Anspruch 1. und 2., gekennzeichnet dadurch, dass die Fasern Glasfasern sind.
4. Gepresste Platte nach Anspruch 1. bis 3., gekennzeichnet dadurch, dass das thermoplastische Kunststoffmaterial der Kernschicht und der unteren Deckschicht aus Polypropylen besteht und das thermoplastische Elastomermaterial Polypropylen enthält.