DE102016108695A1

DE102016108695A1 - Flammgeschützte Formkörper, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung

Info

Publication number: DE102016108695A1
Application number: DE102016108695.9A
Authority: DE
Inventors: Klaus Schlarb; Daniel Ostner; Matthias Gerhard
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2016-12-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Naturfaser-haltige und flammgeschützte Formkörper – wie zum Beispiel Kabineninnenverkleidungsbauteile –, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung insbesondere auf dem Gebiet der Konstruktion bzw. beim Bau von Flugzeugen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft naturfaserhaltige und flammgeschützte Formkörper – wie zum Beispiel Kabineninnenverkleidungsbauteile –, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung, insbesondere auf dem Gebiet der Konstruktion bzw. beim Bau von Flugzeugen.
Technischer Hintergrund der Erfindung
Der Anteil von Kunststoffen im Fahrzeug- bzw. Flugzeugbau erhöht sich kontinuierlich. Insbesondere in der Luft- und Raumfahrt werden hohe Anforderungen an die einzusetzenden Werkstoffe gestellt. Dabei überzeugen die sog. Hochleistungswerkstoffe unter anderem durch ihr geringes Gewicht und durch ihr Brandverhalten.
In dieser Hinsicht ist insbesondere das Verhalten von Kunststoffen im Brandfall ein entscheidendes Auswahlkriterium – beispielsweise für die Matrixwerkstoffe wie auch für die in der Matrix ggf. vorhandenen Fasern. Somit werden an die in Flugzeugen verwendeten Kunststoffmaterialien hinsichtlich ihres Durchbrand- und Flammenausbreitungsverhaltens hohe Anforderungen gestellt. Gleichzeitig müssen diese Materialien bestimmten mechanischen Anforderungen genügen und sollten außerdem ein möglichst geringes Gewicht aufweisen.
Bei vielen Kunststoffen verhalten sich diese Eigenschaften allerdings gegenläufig, so dass z.B. eine Optimierung des Gewichts oder der mechanischen Eigenschaften nur auf Kosten der Brandeigenschaften erzielt wird. Soll andererseits das Brandverhalten optimiert werden, führt dies häufig zu teuren und schweren Bauweisen.
Weitere wichtige Aspekte sind die Weiterverarbeitbarkeit der eingesetzten Kunststoffe, die höhere Designfreiheit in der Bauteilauslegung zu reduzierten Fertigungs- und Montagekosten, gute chemische Beständigkeit, inhärente Flammwidrigkeit sowie das Brandverhalten in Bezug auf Rauchgasdichte, Rauchgastoxizität und Hitzefreisetzung sowie die Wartungsfreiheit in der Anwendung.
Aus diesen Gründen treten vor dem Hintergrund steigender Energie- und Rohstoffpreise, endlicher Ressourcen, vermehrtem Recycling und der Notwendigkeit nachhaltigen Wirtschaftens ökologische Werkstoffe immer mehr in den Vordergrund.
Die oben genannten Anforderungen führen zu der Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegt, gemäß der ein Formkörper bzw. ein Kabineninnenverkleidungsbauteil zur Verfügung gestellt werden soll, der/das die oben genannten Anforderungen weitestgehend erfüllt.
Beschreibung der Erfindung
Es ist somit insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Materialeigenschaften bestehender Kabineninnenverkleidungsbauteile zu verbessern, sowie ein entsprechendes Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein faserverstärktes Kabineninnenverkleidungsbauteil mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, bzw. ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung dieses Kabineninnenverkleidungsbauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zumindest teilweise gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten sind den entsprechenden abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Die oben genannten Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein naturfaserverstärktes Innenverkleidungsteil, insbesondere für Flugzeuginnenverkleidungen, gelöst, welches als biogenes Polymer im Wesentlichen zumindest eine thermoplastische und/oder duroplastische Kunststoffkomponente mit Naturfasern aufweist, wobei das Innenverkleidungsteil zumindest teilweise auf einer Kunststoffkomponente basiert, die aus einem biogenen Harz oder aus einem oder mehreren biogenen Thermoplasten oder Duroplasten aufgebaut ist.
Als biogene Duroplaste oder Thermoplaste werden im Sinne der vorliegenden Erfindung Polymere bzw. Makromoleküle mit den entsprechenden plastischen Eigenschaften bezeichnet, die auf natürlichen Quellen – vorzugsweise auf erneuerbaren Rohstoffquellen aus land- oder forstwirtschaftlicher Produktion – basieren. Im Sinne der vorliegenden Erfindung fallen hierunter auch Polymer-Blends bzw. -Mischungen aus biogenen Thermoplasten und/oder Duroplasten untereinander und/oder mit den sog. klassischen Polymeren, deren Herstellung auf fossilen Ressourcen basiert.
Bevorzugt werden sog. biobasierte Epoxidharze auf pflanzlicher Basis – wie z.B. epoxidierte Pflanzenöle, die z.B. aus Polycarbonsäuren oder Carbonsäureanhydrid, Acrylaten oder Polyisocyanaten oder auf dem Wege einer kationischen Polymerisation zu den entsprechenden Polymeren umgesetzt werden können. Derartige Systeme sind z.B. unter dem Handelsnamen SUPER SAP kommerziell erhältlich.
Das sog. klassische Polymer, aus dem die Kunststoffkomponente aufgebaut sein kann, kann aus einer Vielzahl von Polymeren oder Copolymeren ausgewählt werden, wie zum Beispiel Polyamiden (PA), Styrol-Acrylnitril-Copolymeren (SAN), Alpha-Methylstyrol-Acrylnitril-Copolymeren (AMSAN), Styrol-Acrylnitril-Polycarbonat-Copolymeren (SAN-PC), Polyethylenen (PE), Polypropylenen (PP) – ggf. mit einem oder mehreren anderen Polyolefin(en) –, Acrylester-Styrolen (ASA), Acrylnitrilen, Polycarbonaten (PC), Polyethylenterephthalaten (PBT), Polyethylenterephthalaten (PET), Polyphenylensulfiden (PPF), Polysulfonen (PSU), Polyethersulfonen (PEF), Polyetheretherketonen (PEEK), Therpolymerstyrol/Acrylnitril/Maleinsäureanhydriden, Polymeren auf der Basis von Acryl- und Methacrylsäureestern, Copolymeren aus Hexamethylendiamin, Terephthal- und Isophthalsäure sowie Mischungen der genannten Polymere bzw. Copolymere.
U.a. können die Systeme in Form eines Copolymerisats vorliegen – wie zum Beispiel – in Form eines Copolymerisats mit Styrol.
Daneben werden Polymere auf der Basis von Epoxidharzen eingesetzt. Die so hergestellten Polymere können ausgehend von sog. petrochemischen Epoxidharzen hergestellt werden. Diese werden bevorzugt aus Phenolen – wie z.B. Bisphenol A – und einem niedermolekularen Epoxid – wie z.B. Epichlorhydrin – hergestellt. Neben diesem – einen aromatischen Kern enthaltenden – Typ seien cycloaliphatische Epoxidharze und auf Glycidylethern basierende Reaktivverdünner – wie z.B. 3,4-Epoxycyclohexancarbonsäure-(3',4'-epoxycyclohexyl)-methylester, Butandioldiglycidylether oder 1,3-Bis-(3,4-epoxycyclohexylethyl)-tetramethyldisiloxan – genannt.
Bei der Herstellung dieser Epoxidpolymere erfolgt die Aushärtung mit Aminen bzw. Polyaminen.
Des Weiteren können erfindungsgemäß u.a. Furanharze eingesetzt werden. Furanharze verkörpern Kondensationsharze mit unterschiedlich hohen Anteilen an Furfurylalkohol, Harnstoff und Formaldehyd sowie gegebenenfalls mit modifizierten Stoffen und Wasseranteilen bis zu beispielsweise ca. 15 %. Als Härter werden bei kalthärtenden Furanharzen vorwiegend organische Sulfonsäuren, bevorzugt Toluolsulfonsäure, in reiner Form oder in Mischungen eingesetzt.
Bevorzugt werden sog. biobasierte Epoxidharze auf pflanzlicher Basis – wie z.B. epoxidierte Pflanzenöle, die z.B. aus Polycarbonsäuren oder Carbonsäureanhydrid, Acrylaten oder Polyisocyanaten oder auf dem Wege einer kationischen Polymerisation zu den entsprechenden Polymeren umgesetzt werden können. Verschiedene derartige Systeme sind z.B. unter dem Handelsnamen bzw. unter der Sammelbezeichnung SuperSap – wie z.B. SuperSap CLR/CLS – kommerziell erhältlich.
In Luftfahrt-zugelassenen Systemen werden bislang vorzugsweise duroplastische Kunststoffe – wie z.B. Phenole, Epoxidharze (EP-Harze), Polyesterharze bzw. ungesättigte Polyesterharze (UP-Harze), Acrylate und/oder Polyurethane eingesetzt.
Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, thermoplastische Kunststoffe mit ähnlichen Schmelztemperaturen wie denjenigen der oben genannten zu verwenden. Daneben ist es möglich, für bestimmte Anwendungen Polylactide (PLA) oder auch Polyethylene (PE) einzusetzen.
Als duroplastische Polymere bzw. Copolymere seien beispielsweise solche aus der Gruppe der vernetzten Epoxidharze und/oder Polyurethane genannt. Wie bereits bei den thermoplastischen Polymeren angemerkt, können auch hier Mischungen/Blends verschiedener Polymere zum Einsatz gelangen.
Als Naturfasern im Sinne der vorliegenden Erfindung werden alle Fasern verstanden, die von natürlichen Quellen, wie Pflanzen, Tieren oder Mineralien, stammen. Naturfasern können also – mit anderen Worten – organischen (pflanzlichen oder tierischen) oder anorganischen Ursprungs (mineralisch) sein. Als Beispiele für Naturfasern seien Kenaf, Flachs, Jute, Hanf, Sisal, Bambus, Kokos, Abaca, Kapok, Holzfasern und/oder Seegras genannt, worunter Flachs, Hanf und Seegras bevorzugt werden und Flachs besonders bevorzugt wird.
Als mineralische Fasern seien beispielsweise Glasfasern oder Basaltfasern genannt, worunter Basaltfasern bevorzugt werden. Daneben können die erfindungsgemäßen Formkörper auch synthetische Fasern aufweisen. Klassische Polymere oder Copolymere, die sich hierzu eignen, sind in großer Zahl aus dem Stand der Technik bekannt. Für Luftfahrt-zugelassene Systeme werden im Allgemeinen Phenole, EP-Harze, Polyesterharze bzw. UP-harze, Acrylate und/oder Polyurethane bevorzugt. Bevorzugt liegen die oben genannten Verbindungen in Form von Copolymerisaten mit thermoplastischen Kunststoffen, besonders bevorzugt mit Styrol vor.
Daneben können auch Fasern aus klassischen Hochtemperatur-Kunststoffen – wie z.B. PEEK – eingesetzt werden. Alle genannten Polymere bzw. Copolymere können auch in Form eines Blends bzw. in Form einer Mischung zum Einsatz kommen.
Ferner können die Naturfaser(n) und/oder die Kunststoff- bzw. Polymerkomponente(n) eine Flammschutzverbindung aufweisen. Als Flammschutzverbindungen werden im Sinne der vorliegenden Erfindung Substanzen angesehen, welche die Entzündlichkeit brennbarer Stoffe weitestgehend herabsetzen, ihre Verbrennung weitgehend verzögern und insbesondere die Flammenbildung verhindern. So bieten sich als Flammschutzmittel (Feuerschutzmittel) für Holzfasern insbesondere anorganische Ammoniumverbindungen(-salze) an, mit deren wässriger Lösung die Holzfaser getränkt werden kann, wie zum Beispiel Ammoniumchlorid oder -bromid, Ammoniumsulfat, Ammoniumsulfonsäure, Diammoniumphosphat oder Salze wie Borax, Aluminiumsulfat oder Diammoniumsulfat, Monoammoniumsulfat, Zinkchlorid, Antimonoxichlorid oder Amidosulfonsäure. Als Flammschutzverbindungen für Kunststoffe eignen sich u.a Antimontrioxid ggf. in Kombination mit Halogenverbindungen wie Tetrabromdiam. Daneben eignen sich Flammschutzsubstanzen auf Melamin-Basis.
Alternativ können dem Kunststoff Polymere zugesetzt werden, die selbst schwer entflammbar sind, wie Polycarbonate, Polyvinylchlorid oder Polytetrafluorethylen.
Als Beispiele für Flammschutzverbindungen, die insbesondere im Sinne der vorliegenden Erfindung in der Luftfahrt eingesetzt werden können, seien Systeme die

1. Cyano- (-C≡N) und Aminogruppen (-NH₂), und/oder
2. Aminogruppen (-NH₂) und/oder Phosphatsalze (PO₄-) und/oder
3. Phosphatsalze und Verbindungen mit Cyano- und/oder Aminogruppen

Bevorzugt werden zur Erzielung der gewünschten Flammschutzwirkung Verbindungen im Sinne der vorliegenden Erfindung aus der oben unter 2. genannten Gruppe und die Melamin-Deckschicht, die auf dem jeweiligen Bauteil angeordnet ist, eingesetzt.
Besonders bevorzugt werden für die Verwendung in biogenen Harzen anorganische Aluminiumverbindungen – wie insbesondere Aluminiumtrihydroxid – oder Ammoniumsalze – wie insbesondere Ammoniumpolyphosphate oder Phosphorsäureester. Derartige Flammschutzmittel sind zum Beispiel unter dem Handelsnamen Apyral^® 20x (Aluminiumtrihydroxid) oder Exolit^® AP 422 bzw. AP 462 (Ammoniumpolyphosphate) bzw. Aflammit^® PLF 822 (Phosphorsäureester) kommerziell erhältlich. Daneben werden für den Brandschutz natürlicher Fasern – insbesondere von Wolle oder Zellulose – auch Ammononiumpolyphosphate verwendet, die z.B. unter dem Handelsnamen Flacavon^®Rneu ebenfalls kommerziell erhältlich sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Natur- und/oder Kunststofffaser mit einem biogenen Harz getränkt, das bereits ein Flammschutzmittel enthält.
Daneben kann der Formkörper bzw. das Kabineninnenverkleidungsbauteil einen Haftvermittler aufweisen. So kann der Haftvermittler beispielsweise aus der Gruppe der Anhydride, bevorzugt aus der Gruppe der Carbonsäureanhydride ausgewählt werden. Besonders bevorzugt wird/werden dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung Maleinsäureanhydrid und/oder dessen Derivate ausgewählt. Das Anhydrid – besonders bevorzugt das Maleinsäureanhydrid – wird in einer Größenordnung von 0,01 bis 10 Massen-%, bevorzugt von 1,0 bis 6,0 Massen-% und ganz besonders bevorzugt in einer Größenordnung von 1,0 bis 2,5 Massen-% eingesetzt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Formkörper bzw. das Kabineninnenverkleidungsbauteil zu 30 Massen-% bis 100 Massen-%, vorzugsweise zu 40 Massen-% bis 80 Massen-% und besonders bevorzugt zu 50 Massen-% bis 70 Massen-% aus natürlichen, insbesondere nachwachsenden Rohstoffen hergestellt.
Um den Anforderungen, die an den Flammschutz gestellt werden, zu genügen, hat der Formkörper eine Brennlänge (burn length) von weniger als 203 mm, eine Flammzeit (flame time) von weniger als 15 s sowie eine Tropfenbrennzeit (drip flame time) von weniger als 5 s.
Der Formkörper – bzw. das Innenverkleidungsteil oder vorzugsweise das Kabineninnenverkleidungsteil – besitzt dabei vorteilhafterweise ein Flächengewicht ≤ 2000 g/m², ein Elastizitätsmodul – insbesondere ein Biege-Elastizitätsmodul – von mindestens > 1500 und vorzugsweise > 2000 N/mm²(MPa) sowie eine Zugfestigkeit von mindestens 25 N/mm² und bevorzugt einen Biege-E-Modul von mindestens 3000 MPa, ein Elastizitätsmodul von mindestens 5000 N/mm² und eine Zugfestigkeit von mindestens 50 N/mm² bestimmt nach DIN EN ISO 527-4.
Das Biege-Elastizitätsmodul und die Biegefestigkeit werden gemäß DIN EN ISO 14 125 bestimmt.
Gemäß eines weiteren Aspekts betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines naturfaserverstärkten Innenverkleidungsteils – insbesondere für Flugzeuginnenverkleidungen – umfassend die folgenden Schritte:
Compoundieren einer Flammschutzverbindung in ein Naturfaservlies aus Naturfasern und
Einbringen einer der Kunststoffkomponente in das Naturfaservlies mit den Naturfasern, wobei die Kunststoffkomponente als Faser, Schaum, Flüssigkeit, Folie Puder, Granulat etc. eingebracht wird oder – beispielsweise – auf die Faserkomponente bzw. auf das Faservlies auflaminiert oder in dieses injiziert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung das oben beschriebene Verfahren bei dem das Einbringen der Kunststoffkomponente in das Naturfaservlies mittels eines Injektionsverfahrens und/oder eines Laminierungsverfahrens erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung das oben beschriebene Verfahren, in dem die Kunststoffkomponente und/oder die Naturfasern einen Haftvermittler aufweist/aufweisen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung das oben beschriebene Verfahren, in dem die Naturfasern und/oder die Kunststoffkomponente zumindest eine Flammschutzverbindung aufweisen, und das Innenverkleidungsteil zu 30 Massen-% bis 100 Massen-% aus natürlichen, insbesondere nachwachsenden Rohstoffen hergestellt ist.
Beispiel

Tabelle 1

Test	Bezeichnung	EASA – CS 25¹⁾	FAA – FAR²⁾ (Part 25)
Bunsenbrenner	Bunsen Burner	Appendix F, Part I	Chapter 1
Wärmefreisetzung	Heat Release	Appendix F, Part IV	Chapter 5
Rauchgasdichte	Smoke Density	Appendix F, Part V	Chapter 6

¹⁾European Aviation Safety Agency – Certification Specifications
²⁾Federal Aviation Administration – Federal Aviation Regulation

Für die folgenden Untersuchungen bezüglich des Brandverhaltens wurde der Bunsenbrennertest gewählt. Die nachfolgenden Tests beziehen sich daher auf das Aircraft Materials Fire Test Handbook, Chapter 1 – Vertical Bunsen Burner Test for Cabin and Cargo Compartment Materials [30] nach CS 25.853, Appendix F, Part I [5]. Mit dieser Testmethode wird die Flammwidrigkeit eines Materials getestet.
1. Probekörper
Die Probekörper werden aus dem im Luftfahrzeug installierten Bauteil oder aus einer Nachbildung entnommen. Die Nachbildung ist entweder eine flache Platte des Materials oder ein Modell des Bauteils. Sandwich Bauteile werden als Ganzes getestet und nicht in einzelne Lagen zerlegt. Die Probekörper sind rechteckig und 75 mm mal 305 mm. Die Dicke soll der Originaldicke im Bauteil entsprechen, darf aber maximal 25 mm sein. Hat das Bauteil verschiedene Dicken, wird die minimale Dicke getestet. Es werden 3 Probekörper geprüft.
2. Versuchsaufbau
Der Test wird in einem luftzugfreien Gehäuse durchgeführt. Die Beflammung des Probekörpers findet mit einem Bunsenbrenner statt. Der Probekörper wird vertikal gehalten. Der Bunsenbrenner wird, wie in 1 dargestellt, darunter positioniert. Die Flamme des Bunsenbrenners wird 12 Sekunden lang auf die Probe gehalten, wobei die Flamme in der Mitte der unteren Kante des Prüfkörpers angreift.
3. Anforderungen
3.1. Brennlänge
Die Brennlänge darf maximal 203 mm betragen. Die Brennlänge ist definiert durch die Distanz vom ursprünglichen unteren Ende des Prüfkörpers bis zu der weit entferntesten Beschädigung. Dies schließt Verkohlung, Versprödung und angebrannte Stellen mit ein. Schmutz, Ruß, Verbiegungen, fehlende Farbe oder Stellen an denen das Material aufgrund der Hitze weggeschmolzen ist, sind ausgeschlossen.
3.2. Nachbrennzeit
Die Nachbrennzeit darf maximal 15 Sekunden sein. Die Nachbrennzeit ist definiert durch die Zeit, die der Probekörper weiterbrennt, nachdem der Bunsenbrenner entfernt wurde. Nachglühen zählt nicht dazu.
3.3. Tropfenbrennzeit
Die Nachbrennzeit des Materials, welches vom Probekörper abtropft, darf maximal 5 Sekunden nicht überschreiten.

Gemäß einem Beispiel werden die oben spezifizierten Anforderungen durch folgende Ausführungsform erfüllt: Tabelle 2

Komponente	Masse [g]	Bioanteil [g]	Volumen [cm³]	Bioanteil [cm³]
SuperSap CLR/CLS 100 g Harz + 47 g Härter	147	25	131,3	33,5
Apyral 20c (75 phr)¹⁾ Exolit AP 422 (45 phr)	120	0	54,9	0
Flachsgelege mit einem Faser volumenanteil von 30%	204	204	75,6	75,6

1)phr = parts per hundred resin
2)

Somit betrifft die vorliegende Erfindung einen naturfaserverstärkten Formkörper für den Einbau als Innenverkleidungsteil bzw. Kabineninnverkleidungsbauteil, insbesondere für den Einbau als Flugzeuginnenverkleidung, umfassend:
zumindest eine thermoplastische und/oder duroplastische Kunststoffkomponente, Naturfasern, ggf. zuzüglich Kunststoffasern und zumindest einen Haftvermittler,
wobei

– die Kunststoffkomponente zumindest abschnittsweise mit Naturfasern durchsetzt ist und zumindest teilweise ein biogenes Harz beinhaltet;
– die Naturfasern und/oder die Kunststoffkomponente zumindest eine Flammschutzverbindung aufweisen, und
– das Innenverkleidungsteil zu 30 Massen-% bis 100 Massen-% aus natürlichen, insbesondere nachwachsenden Rohstoffen hergestellt ist und

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Formkörper, in dem die Naturfasern mineralischen und/oder organischen Ursprungs sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Formkörper, wobei der Haftvermittler aus der Gruppe der Anhydride ausgewählt ist und bevorzugt ein Carbonsäureanhydrid und besonders bevorzugt ein Maleinsäureanhydrid oder ein Maleinsäureanhydrid-Derivat ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Formkörper, bei dem die Naturfasern und/oder die Kunststoffkomponente zumindest eine Phosphor enthaltende Flammschutzverbindung und/oder eine Flammschutzverbindung auf Melaminbasis aufweisen/aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Formkörper, bei dem die Naturfasern und/oder die Kunststoffkomponente zumindest eine anorganische Aluminiumverbindung vorzugsweise ein oder mehrere Aluminiumtrihydroxid(e) und/oder ein oder mehrere Ammoniumsalze vorzugsweise ein oder mehrere Ammoniumpolyphosphat(e) und/oder einen oder mehrere Phosphorsäureester als Flammschutzmittel enthalten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Formkörper, bei dem die Naturfasern ein oder mehrere Ammoniumpolyphosphat(e), als Flammschutzmittel enthalten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung einen Formkörper, der ein Flächengewicht ≤ 2000 g/m², einen Biege-Elastizitätsmodul von mindestens 2000 N/mm² und eine Zugfestigkeit von mindestens 25 N/mm² und bevorzugt einen Biege-Elastizitätsmodul von mindestens 3000 N/mm² und eine Zugfestigkeit von mindestens 50 N/mm² aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines naturfaserverstärkten Formkörpers, insbesondere eines Innenverkleidungsbauteils für Flugzeuginnenverkleidungen umfassend folgende Schritte:

– Compoundieren einer Flammschutzverbindung in ein Faservlies aus Naturfasern und
– Einbringen einer Kunststoffkomponente in das Naturfaservlies.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, in dem das Einbringen der Kunststoffkomponente in Form von Fasern, einer Flüssigkeit, eines Schaums, einer Folie, eines Puders und/oder eines Granulats erfolgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, bei dem das Einbringen der Kunststoffkomponente in das Naturfaservlies mittels Injektionsverfahren und/oder Laminierungsverfahren erfolgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, bei dem die Kunststoffkomponente einen Haftvermittler aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Formkörper als Kabineninnenverkleidungsbauteil im Fahrzeugbau, bevorzugt im Flugzeugbau.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 527-4 [0034]
DIN EN ISO 14 125 [0035]

Claims

Naturfaserverstärkter Formkörper für den Einbau als Innenverkleidungsteil, bevorzugt Kabineninnenverkleidungsteil, insbesondere für den Einbau als Flugzeuginnenverkleidung, umfassend: zumindest eine thermoplastische und/oder duroplastische Kunststoffkomponente, Naturfasern und zumindest einen Haftvermittler, wobei – die Kunststoffkomponente zumindest abschnittsweise mit Naturfasern durchsetzt ist und zumindest teilweise ein biogenes Harz beinhaltet; – die Naturfasern und/oder die Kunststoffkomponente zumindest eine Flammschutzverbindung aufweisen, und – das Innenverkleidungsteil zu 30 Massen-% bis 100 Massen-% aus natürlichen, insbesondere nachwachsenden, Rohstoffen hergestellt ist und der Formkörper eine Brennlänge kleiner 203 mm, eine Flammzeit (flame time) von weniger als 15 s sowie eine Tropfenbrennzeit (drip flame time) von weniger als 5 s, aufweist.
Formkörper nach Anspruch 1, in dem die Naturfasern mineralischen und/oder organischen Ursprungs sind.
Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Haftvermittler aus der Gruppe der Anhydride ausgewählt ist und bevorzugt ein Carbonsäureanhydrid und besonders bevorzugt ein Maleinsäureanhydrid oder ein Maleinsäureanhydrid-Derivat ist.
Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Naturfasern und/oder die Kunststoffkomponente zumindest eine Phosphor enthaltende Flammschutzverbindung und/oder eine Flammschutzverbindung auf Melaminbasis aufweisen/aufweist.
Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Naturfasern und/oder die Kunststoffkomponente zumindest eine anorganische Aluminiumverbindung vorzugsweise ein oder mehrere Aluminiumtrihydroxid(e) und/oder ein oder mehrere Ammoniumsalze vorzugsweise ein oder mehrere Ammoniumpolyphosphat(e) und/oder einen oder mehrere Phosphorsäureester als Flammschutzmittel enthalten.
Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Naturfasern ein oder mehrere Ammoniumpolyphosphat(e), als Flammschutzmittel enthalten.
Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Formkörper ein Flächengewicht ≤ 2000 g/m², einen Biege-Elastizitätsmodul von mindestens 2000 N/mm² und eine Zugfestigkeit von mindestens 25 N/mm² und bevorzugt einen Biege-Elastizitätsmodul von mindestens 3000 N/mm² und eine Zugfestigkeit von mindestens 50 N/mm² aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines naturfaserverstärkten Formkörpers, insbesondere eines Innenverkleidungsteils für Flugzeuginnenverkleidungen umfassend folgende Schritte: – Compoundieren einer Flammschutzverbindung in ein Faservlies aus Naturfasern und – Einbringen einer Kunststoffkomponente in das Naturfaservlies.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Einbringen der Kunststoffkomponente in Form von Fasern, einer Flüssigkeit, eines Schaums, einer Folie, eines Puders und/oder eines Granulats erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Einbringen der Kunststoffkomponente in das Naturfaservlies mittels Injektionsverfahren und/oder Laminierungsverfahren erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Kunststoffkomponente einen Haftvermittler aufweist.
Verwendung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Kabineninnenverkleidungsbauteil im Fahrzeugbau, vorzugsweise im Flugzeugbau.