DE29903146U1 - Naturfaserverstärktes Polypropylen-Formteil mit verbesserter Schlagzähigkeit - Google Patents
Naturfaserverstärktes Polypropylen-Formteil mit verbesserter SchlagzähigkeitInfo
- Publication number
- DE29903146U1 DE29903146U1 DE29903146U DE29903146U DE29903146U1 DE 29903146 U1 DE29903146 U1 DE 29903146U1 DE 29903146 U DE29903146 U DE 29903146U DE 29903146 U DE29903146 U DE 29903146U DE 29903146 U1 DE29903146 U1 DE 29903146U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- natural fiber
- impact strength
- fiber
- reinforced polypropylene
- molded part
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 42
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims description 20
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims description 19
- -1 polypropylene Polymers 0.000 title claims description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 9
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 7
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 229920000433 Lyocell Polymers 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/045—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with vegetable or animal fibrous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/08—Oxygen-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08J2323/12—Polypropene
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Description
[Gebrauchsmusteranmeldung}
[Bezeichnung der Erfindung:]
Naturfaserverstärktes Polypropylen-Formteil mit verbesserter
Schlagzähigkeit
PatentM2.doc / 38400 Byte / 18.02.99 08:41:17
[Beschreibung]
Die Erfindung betrifft ein naturfaserverstärktes Polypropylen-Formteil
mit Zugabe von zusätzlichen Faserstoffkomponenten
zur Erhöhung der Schlagzähigkeit ohne Zusatz von chemisehen
Modifikatoren bzw. Füllstoffen. Diese Zusätze machen es
möglich, naturfaserverstärkte Polypropylene mit höherer Schlagzähigkeit und damit verbessertem Eigenschaftsprofil für
Verbundprodukte einzusetzen.
[Stand der Technik}
Der Einsatz naturfaserverstärkter Kunststoffbauteile im
gering bis mittleren Beanspruchungsbereich wächst. Das Pressen von Formteilen aus Fasermatten ist dabei ein wirtschaftliches
Verfahren. Die Formteile bieten eine hohe Geräuschadsorption, eine niedrige Fogging-Rate, gute Recyclingmöglichkeiten,
hohe Festigkeit bei niedrigem Gewicht und hohe Energieabsorption. So werden naturfaserverstärkte Polypropylene
(DE 4139257 Al, DE 4207244, DE 4228606, Gebrauchsmuster DE
9310697 Ul) heute insbesondere im Automobilsektor als Türseitenverkleidungen,
Lehnenabdeckungen, Hutablagen u.a. eingesetzt. Die weitere Entwicklung in diesem Bereich konzentriert
sich einerseits auf wirtschaftliche Aufschlußverfahren zur
Gewinnung von preiswerten technischen Naturfasern, andererseits der Entwicklung von Verbunden mit maßgeschneiderten
Endproduktqualitäten.
Eine Erweiterung des Einsatzes von naturfaserverstärkten Bauteilen in den höheren Beanspruchungsbereichen, der heute
noch von der Glasmattenverstärkung beherrscht wird, ist nur
möglich, wenn die Werkstoffeigenschaften der Naturfaserverbunde
weiter verbessert und dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßt werden. Eine besondere Bedeutung für das Bauteilverhalten
in diesem Beanspruchungsbereich kommt der Schlagzähigkeit, d.h. dem Verhalten bei stoßartfgen Beanspruchungen, der
Faserverbunde zu. Insbesondere zur Gewährleistung eines
PatentM2.doc / 38400 Byte / 15.02.99 13:29:41
ausreichenden Crashverhaltens im Automobilsektor sind naturfaserverstärkte
Polypropylene bisher dem höheren Beanspruchungsbreich aufgrund ihrer zu geringen Schlagzähigkeit
verwehrt geblieben.
5
5
Für die Schlagzähmodifizierung wurden bisher 2 Richtungen
verfolgt. Zum einen versuchte man dabei die Kunststoffmatrix zu modifizieren zum anderen wurden die Verstärkungsfasern mit
speziellen Mitteln oberflächenbehandelt. Hierzu gibt es eine
Reihe von Patenten und Veröffentlichungen.
Im Patent US 514 5891 wird zur Verbesserung der Schlagzähigkeit
von faserverstärkten Kunststoffen ein Zusatz von Fasern
beschrieben. Der schlagzähverbessernde Faserzusatz basiert im Gegensatz zur vorliegenden Neuentwicklung jedoch auf einem
modifizierten Polymer analog der Kunststoffmatrix. Dies hat
eine aufwendige und kostenintensive Herstellung des Formteile s zur Folge.
Allen bisherigen Verfahren ist gemeinsam, daß sie aufgrund
der Wirtschaftlichkeit oder ihrer geringen Wirksamkeit bisher nicht in die Industrie eingeführt wurden.
[Aufgabe der Erfindung}
Ziel der Erfindung ist es ein naturfaserverstärktes PP-Formteil mit deutlich erhöhter Schlagzähigkeit zu entwickeln,,
das auf einfache, kostengünstige und wirksame Weise herzustellen ist und ohne zusätzlicher Investitionen zu herkömmlichen
Anlagen auskommt.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Verstärkungsfaserkomponente
eine weitere Faserstoffkomponente, die gegenüber den verstärkend wirkenden Naturfasern eine deutlich
höhere Reißdehnung und/oder eine deutlich höhere Zugfestigkeit aufweist. Als Beispiele für schlagzäherhöhende Faserzusätze
mit einer höheren Grundfestigkeit als die Naturfaser-
PatentM2.doc / 38400 Byte / 15.02.99 13:29:41
komponente sind Glas und Kevlar. Als schlagzäherhöhende Faserzusätze mit einer höheren Reißdehnung eignen sich beipielsweise
konventionelle Baumwolle, Lyocell-, Viskose- und Polyesterfasern. Das Überraschende ist, daß bereits geringe
Faserzusätze in Größenodnungen von ca. 10 % die Schlagzähigkeit
um ein Mehrfaches des Grundnivaus erhöhen. Mit der Wahl des Anteils der zugemischten Faser zusätze als auch der Faser-type
kann die Höhe des schlagzäherhöhenden Effektes nochmals beeinflußt werden. Aus Gründen geringer Materialkosten und
zwecks Erhalt der beabsichtigten Naturfaserverstärkung sollte der Anteil der zugesetzten, schlagzäherhöhenden Faserkomponenten
so gering wie möglich gehalten werden. In der Regel genügen Anteil in Größenordnungen von
<10 %, um bereits deutliche Effekte zu erzielen. Die erreichten Schlagzähigkeitserhöhungen
liegen dabei in Größenadnugen des mindestens
2- bis 3-fachen des Niveaus der Verbünde Naturfaser/Polypropylen ohne Faserzusatz.
Die handelsüblichen Fasern zur Erhöhung der Schlagzähigkeit können in ihren geometrischen Abmessungen den eingesetzten
Naturfasern angepaßt werden, so daß man sowohl im Kurzfaserbereich <10 mm für Compoundierung/Spritzgußsektor als auch im
Langfaserbereich von 10 - 80 mm im Film-stacking-Verfahren, Schmelze-Extrusians-Verfahren als auch Hybrid-Vliesstoff-Verfahren
je nach Halbzeugherstellungstechnologie und Verbundkonsolidierung arbeiten kann. Dabei ist es möglich,-sowohl
die Naturfasern mit der schlagzäherhöhenden Komponente vor ihren Eintrag in die Polypropylenmatrix (Film-stacking-Verfahren,
Schmelze-Extrusions-Verfahren, Compoundierung/Spxitzgußsektox)
zu mischen als auch alle drei Komponenten,
Polypropylenfasern, Naturfasern und schlagzäherhöhende Fasern in einem Prozeß miteinander zu mischen und anschließend
zu einem Halbzeug beispielsweise einer Fasermatte (Hybrid-Vliesstof f-Verfahren) zu verarbeiten.
PatentM2.doc / 384QG Byte / 15.02.99 13i29:41
Gegenüber bisherigen Lösungsansätzen zur Erhöhung der Schlagzähigkeit
naturfaserverstärkter Polypropylene zeichnet sich dieses Produkt in folgenden Punkten aus:
- Das Produkt ist einfach.
- Es läßt sich ohne zusätzliche technologische Schritte und
Einschränkungen in bestehenden Verbundherste.llungstechnologien für naturfaserverstärktes Polypropylen integrieren.
- Die zugesetzte Faserstoffe sind handelsüblich und erfordern keine zusätzlichen Modifikationen.
- Als Massenfaserstoffe sind sie kostengünstig am Markt erhältlich.
{Beispiele}
Anwendungsbeispiel 1
Naturfaserverstärktes Polypropylen mit Flachs als Naturfaserkomponente
und Lyocell als zusätzliche Faserstoffkomponente.
In der folgenden Tabelle werden die Auswirkungen der Zumischung von geringen Anteilen an Lyocell-Fasern auf die Eigenschaften
eines flachsverstärkten Polypropylens-Verbundes aufgezeigt. Lyocell besitzt hierbei eine wesentlich höhere
Reißdehnung als Flachs.
| Polypropylen[Masse%] | [E/mm2 ]■ | 50 | 3. | 50 | r0 | 50 | 0. | 50 | rl | |
| Lyocell[Masse%} | 0 | 57 | 5 | ,82 | 15 | 29 | 20 | 97; | ||
| Flachs [Masse%] | quer [kj/m2] | 50 | 4 | 45 | ,9 | 35 | 0 | 30 | ,4 | |
| 30- | Biegespannung- CIb, quer | 99r | 98 | 92 r | 91 | |||||
| Biegemodul EB, qUer ik | 7, | 7 | 7, | €, | ||||||
| Schlagzähigkeit acU, | 27, | 30 | 42, | 48 | ||||||
PatentM2.doc / 38400 Byte / 17.02.99 13:26:12
Naturfaserverstärktes Polypropylen mit Flachs als Naturfaserkomponente
und Glas als zusätzliche Faserstoffkomponente, In der folgenden Tabelle werden die Auswirkungen der Zumischung
von geringen Anteilen an Glas-Fasern auf die Eigenschaften eines flachsverstärkten Polypropylens-Verbundes
aufgezeigt. Glas besitzt hierbei eine wesentlich geringere Reißdehnung als Flachs.
| Polypropylen{Massel} | 50 | 3 | 50 | 7 | 50 | 9 |
| Glas [Masse*]' | o- | 57 | 5 | 21 | 15 | 3 |
| Flachs [Masse%J | 50 | 4 | 45 | 7 | 35 | 6 |
| Biegespannung Qb,quer [N/mm2] | 99, | 95, | 146, | |||
| ; Biegemodtil EB, quer i kE/mm2 ] | 7, | 7, | 8, | |||
| .Schlagzähigkeit acU., quer [kJ/m2]. | 27, | 39, | 45, | |||
PatentM2.doc / 38400 Byte / 17.02.99 13:26:12
Claims (2)
- 7/7tansprüche ]1 1. Naturfaserverstärktes Polypropylen-Formteil mit verbesserter Schlagzähigkeit dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Faserstoffkomponente mit schlagzäherhöhender Wirkung mit einem Gewichtsanteil bis zu 40%, vorzugsweise unter 20 %, eingearbeitet wird.
- 2 Naturfaserverstärktes Polypropylen-Formteil mit verbesserter Schlagzähigkeit nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Faserstoffkomponente eine um mindestens50%. höhere Reißdehnung und/oder eine um mindestens 25% höhere -Reißfestigkeit als die Naturfaser besitzt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29903146U DE29903146U1 (de) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | Naturfaserverstärktes Polypropylen-Formteil mit verbesserter Schlagzähigkeit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29903146U DE29903146U1 (de) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | Naturfaserverstärktes Polypropylen-Formteil mit verbesserter Schlagzähigkeit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29903146U1 true DE29903146U1 (de) | 1999-05-12 |
Family
ID=8069762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29903146U Expired - Lifetime DE29903146U1 (de) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | Naturfaserverstärktes Polypropylen-Formteil mit verbesserter Schlagzähigkeit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29903146U1 (de) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2861081A1 (fr) * | 2003-10-17 | 2005-04-22 | Arkema | Composition formee a base de matieres d'origines vegetales et de polymeres |
| WO2006124363A2 (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-23 | Exxonmobil Research & Engineering Company | Fiber reinforced polypropylene composite body panels |
| WO2006124362A2 (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-23 | Exxonmobil Research & Engineering Company | Fiber reinforced polypropylene composite door core modules |
| WO2006124370A3 (en) * | 2005-05-17 | 2007-03-08 | Exxonmobil Res & Eng Co | Fiber reinforced polypropylene composite interior trim cover panels |
| CN102873875A (zh) * | 2012-09-12 | 2013-01-16 | 中原工学院 | 一种增韧、增强聚丙烯的方法 |
| CN103849019A (zh) * | 2012-12-03 | 2014-06-11 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种天然纤维复合材料板材及其制作方法和应用 |
-
1999
- 1999-02-22 DE DE29903146U patent/DE29903146U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2861081A1 (fr) * | 2003-10-17 | 2005-04-22 | Arkema | Composition formee a base de matieres d'origines vegetales et de polymeres |
| WO2005037896A1 (fr) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Arkema | Composition formee a base de matieres d’origines vegetales et de polymeres |
| WO2006124363A2 (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-23 | Exxonmobil Research & Engineering Company | Fiber reinforced polypropylene composite body panels |
| WO2006124362A2 (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-23 | Exxonmobil Research & Engineering Company | Fiber reinforced polypropylene composite door core modules |
| WO2006124362A3 (en) * | 2005-05-17 | 2007-01-11 | Exxonmobil Res & Eng Co | Fiber reinforced polypropylene composite door core modules |
| WO2006124363A3 (en) * | 2005-05-17 | 2007-01-18 | Exxonmobil Res & Eng Co | Fiber reinforced polypropylene composite body panels |
| WO2006124370A3 (en) * | 2005-05-17 | 2007-03-08 | Exxonmobil Res & Eng Co | Fiber reinforced polypropylene composite interior trim cover panels |
| US8119725B2 (en) | 2005-05-17 | 2012-02-21 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Fiber reinforced polypropylene composite interior trim cover panels |
| CN102873875A (zh) * | 2012-09-12 | 2013-01-16 | 中原工学院 | 一种增韧、增强聚丙烯的方法 |
| CN103849019A (zh) * | 2012-12-03 | 2014-06-11 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种天然纤维复合材料板材及其制作方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0853555B1 (de) | Wand- oder bauelement und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE60304238T2 (de) | Glasfaserfüllstoff-verstärktes Harzmaterial mit langen Glasfasern zum Formen, Verfahren zum Formen eines Formgegenstandes und ein durch das Verfahren geformter Formgegenstand | |
| DE3041888C2 (de) | ||
| EP2473658B1 (de) | Cellulosefasern mit verbesserter dosierfähigkeit, verfahren zu ihrer herstellung sowie ihre verwendung zur verstärkung von verbundmaterialien | |
| DE102015225443B4 (de) | Formgegenstand, umfassend eine thermoplastische Harzzusammensetzung und dessen Verwendung | |
| DE69009560T2 (de) | Vliesstoff zur Verstärkung von Kunstharz und diesen verwendende formbare Platte. | |
| EP1799414B1 (de) | Rieselfähige pellets auf basis cellulosischer spinnfasern, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung | |
| DE2825236A1 (de) | Formmasse | |
| DE2310034A1 (de) | Kunststoffmasse | |
| EP2539396B1 (de) | Kompositzusammensetzung, verfahren zu deren herstellung, formteil und verwendung | |
| EP2909256B1 (de) | Nachwachsende rohstoffe enthaltender verbundwerkstoff sowie verfahren zu seiner herstellung | |
| DE60200413T2 (de) | Langfaserverstärkte Polypropenharzzusammensetzung | |
| DE2321404A1 (de) | Formmasse | |
| DE2555413A1 (de) | Faserverstaerkte zusammensetzung hoher bruchfestigkeit | |
| DE4408855B4 (de) | Faserverstärkter, zelliger Kunststoff und Verwendung desselben | |
| EP3150363A2 (de) | Verfahren zur herstellung eines verbundformteils, verbundformteil, sandwichbauteil und rotorblattelement und windenergieanlage | |
| DE102007031467A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Verbundstoffs und Verbundstoff | |
| DE29903146U1 (de) | Naturfaserverstärktes Polypropylen-Formteil mit verbesserter Schlagzähigkeit | |
| DE2209985B2 (de) | Formmassen aus Polyoxymethylenen und Glasfasern | |
| EP1436130B1 (de) | Verfahren zur granulatherstellung | |
| DE60119948T2 (de) | Composit | |
| DE112013005933T5 (de) | Faserförmiges Polstermaterial mit guter Kompressionswiderstandsfähigkeit und Luftduchlässigkeit, welches Poly(1,4-Cyclohexan-Dimethylen-Terephthalat)-Hohlfasern enthält | |
| EP2585535B2 (de) | Verpackungselement | |
| EP0459321B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus einem thermoplastischen Langfasergranulat | |
| DE10064396A1 (de) | Fahrzeugkarosserieteil aus transparentem faserverstärktem Kunststoff |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19990624 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20020522 |
|
| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20050901 |