DE3230888C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten, nach üblichen Formgebungsverfahren für thermoplastische Kunststoffe verarbeitbaren Formmassen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Der Erfolg der faserverstärkten, nach üblichen Formgebungs­ verfahren für thermoplastische Kunststoffe mit hohem Elasti­ zitätsmodul und guter Schlagfestigkeit verarbeitbaren Form­ massen und aus ihnen herstellbaren Verbundstoffe mit hoher Festigkeit, welche aus einem faserigen Gerüstmaterial (Verstärkungs­ material) und einer das letztere zusammenhaltenden Grund­ masse (Matrix) bestehen, ist bekannt. Neben den durch ge­ schnittene oder "endlose" Glasfasern, Glasfasermatten oder Gewebe verstärkten Kunststoffen finden solche Kunststoffe, welche durch Metallfasern, Carbonatfasern, spezielle Monokristalle und sogar synthetische Polymerfa­ sern, zum Beispiel aromatische Polyamidfasern, verstärkt sind, immer mehr Verbreitung.

Die Warmformbarkeit von Polyolefinen und Polyvinyl­ chlorid (PVC) ist ausgezeichnet. Ihre Anwendbarkeit ist je­ doch im Vergleich zu Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copoly­ meren (ABS-Copolymeren), Polycarbonaten und den übrigen technischen Kunststoffen durch die hohe Temperaturabhängigkeit des Elastizitätsmoduls eingeschränkt. Die Anwendungsmöglichkeiten von Polyolefin- und Polyvinylchloridplatten könnten auf zahlreichen Ge­ bieten ausgebaut werden, wenn der bei Raumtemperatur meß­ bare Elastizitätsmodul so erhöht würde, daß er bei einem Erhöhen der Temperatur nicht zu schnell sinken würde und die Kältebeständigkeit nicht verschlechtert, sondern mög­ lichst verbessert würde.

Unter den natürlichen Polymeren ist die Verbindung von Holzfaser beziehungsweise Holzmehl mit Kunststoff ebenso alt wie die Kunststoffverfahrenstechnik bezie­ hungsweise -technologie selbst. Kurz nach der Veröffent­ lichung des Patentes von L. H. BAEKELAND, ein Verfahren zur Herstellung von Phenol/Formaldehyd-Harzen betreffend, in den ersten Jahren dieses Jahrhunderts wurde von ihm festgestellt, daß das Holzmehl das beste Verbundstoff­ fasermaterial für diese Harze ist. Auch heute wird das Holzmehl als mit noch weniger Aufwand verbundenes Ge­ rüst- beziehungsweise Füllmaterial für mit geringem Auf­ wand verbundene Kunststoffe angesehen.

Solche Verbundstoffsysteme, welche früher hergestellt wurden, wie die mit Holzmehl gefüllten Phenol/Formalde­ hyd-Harztypen, gehören zu den anspruchslosen Kunststof­ fen, wegen ihrer mäßigen technischen Eigenschaften wer­ den sie aber immer mehr aus dem Kreis der modernen Kunst­ stoffprodukte verdrängt.

Der Hauptbestandteil des natürlichen Holzstoffes mit faseriger Struktur, das fadenartige Polymermolekül der Cellulose, kann im Idealfall eine sehr hohe Festigkeit haben. Dem dispersförmigen natürlichen Holzstoff wird des­ halb in letzter Zeit als Gerüstmaterial von thermoplasti­ schen Kunststoffen immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Seit Mitte der siebziger Jahre wurden zahlreiche Verfah­ ren zum Verbinden von Polyolefinen und Polyvinylchlorid mit Holzfasern veröffentlicht.

Nach der deutschen Patentschrift 24 27 080 sollen die gute Verbindung zwischen den Holzfasern und dem thermo­ plastischen Kunststoff und die Unempfindlichkeit des Ver­ bundstoffes gegen Feuchtigkeit in der Weise erreicht wer­ den, daß ein Vorgranulieren durchgeführt wird. Durch dieses Verfahren wird jedoch keine chemische Verbindung zwischen den Bestandteilen erzielt. Ein ähnliches Verfah­ ren ist in der britischen Patentschrift 14 57 015, nach welcher die Holzfasern und das thermoplastische Polymer vorgranuliert, stranggepreßt und kalandriert werden, be­ schrieben. Auch auf diese Weise entsteht keine chemische Verbindung zwischen den Bestandteilen.

Gemäß der deutschen Patentschrift 19 11 804 wird ver­ sucht, die Verbindung zwischen der Grundmasse und dem Ge­ rüstmaterial der mit den Holzfasern verbundenen Polyole­ fine in der Weise zu verbessern, daß ein oder alle beide der zwei wichtigsten Polymerbestandteile durch Bestrah­ len von Vinylmonomeren oder deren auf andere Weise ini­ tiertes Aufpfropfen geändert werden. Die auf den pulver­ förmigen Bestandteilen durchgeführte Pfropfcopolymerisa­ tion kann jedoch nur mit sehr hohen Monomerverlusten durchgeführt werden, wie es auch in der genannten Druck­ schrift zugegeben ist.

Nach der französischen Patentschrift 23 70 766 werden Holzfasern, Papierbrei oder Abfälle auf dieser Grundlage mit thermoplastischen Kunststof­ fen verbunden, und zwar in der Weise, daß das Gerüst- beziehungsweise Verbindungsmaterial auf Lignocellulosebasis in wäßriger Dispersion mit einem Vinylmonomer zu einem ge­ pfropften Copolymer umgesetzt wird. Die wesentliche Stufe des Verfahrens spielt sich also in der fast 100fachen Wassermenge, bezogen auf den Lignocellulosegrundstoff, ab, dessen Entfernung ein mit hohem Aufwand einschließlich des Energieaufwandes verbundener Arbeitsgang ist.

Im Verfahren nach der deutschen Offenlegungsschrift 28 50 155 wird einem aus einem Polyolefin und einem faseri­ gen Gerüst- beziehungsweise Verstärkungsmaterial bestehen­ den Verbundsystem ein Haftungsvermittler auf Silanbasis zugesetzt, welcher Zusatz jedoch den Aufwand erheblich erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren zur Herstellung von faserverstärkten Formmassen, bestehend aus thermoplastischen Kunststoffen, zum Beispiel kristallinen Polyolefinen, wie Polyäthylen und/oder Polypropylen, und/oder einer Polyvinylchloridgrundmasse, und natürli­ chen Polymerfasern, anzugeben, welche nach den üblichen Formgebungsverfahren, wie Spritzgießen, Strangpressen, Kalandrieren oder Vakuumformen, für thermo­ plastische Kunststoffe mit hohem Elastizitätsmodul und guter Schlagfestigkeit gut verarbeitbar sind und deren Elastizitätsmodul im Vergleich zum Ausgangskunststoff so erhöht ist, daß die Kältebeständigkeit der Formmasse und des aus ihr her­ gestellten Verbundstoffes gegenüber dem Grundpolymer nicht bedeutend ver­ ringert ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfin­ dung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststel­ lung, daß bei der Verwendung von Holzfasern oder ähnli­ chen natürlichen Polymerfasern ein faserverstärktes Kunststofformmassensystem mit guten mechanischen Eigen­ schaften erhalten werden kann, wenn die Möglichkeit der chemischen Verbindung zwischen dem synthetischen thermo­ plastischen Grundpolymer und dem faserigen Polymer natür­ lichen Ursprunges durch die Verwendung eines ungesättig­ ten Polyesterharzes sichergestellt wird.

Diese Feststellung ist überraschend, weil ungesät­ tigte Polyesterharze als Polykondensationsprodukte mit einer Molekülstruktur, welche stark von der der thermopla­ stischen Kunststoffe abweicht, zur Änderung von Polypro­ pylen, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol und ande­ ren thermoplastischen Kunststoffen bisher nicht eingesetzt wurden, da die ungesättigten Polyester mit allen diesen Polymeren im Grunde genommen unverträglich sind. Der Zusatz eines duroplastischen vernetzenden Harzsystemes zu thermo­ plastischen Kunststoffen ist an sich auch unbegründet.

Ferner beruht die Erfindung auf der überraschenden Feststellung, daß mit Hilfe der aus ungesättigten Polyester­ harzen und Vinylmonomeren bestehenden Harzsysteme eine sol­ che Haftungsvermittlerschicht auf der Grenzfläche der Holz­ fasern und des damit verbundenen thermoplastischen Kunst­ stoffes hergestellt werden kann, deren während der Poly­ merisation beziehungsweise Copolymerisation der Vinylmono­ merkomponente, zum Beispiel von Styrol, entstehende Kette die einander berührenden Schichten der 3 Polymerphasen, nämlich des thermoplastischen Grundpolymers, zum Beispiel Polypropylenes, des Haftungsvermittlerpolymers, das heißt des Polyesterharzes, und der als disperses Gerüstmaterial ver­ wendeten natürlichen Polymerfasern, zum Beispiel Holzfa­ sern, durchdringt und so eine vermittelnde chemische Ver­ bindung sichert.

Gegebenenfalls kann, zweckmäßig vorher, eine die Reaktion zwischen dem faserigen Polymergerüstmaterial, dem Polyester­ harz und der aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Grundmasse fördernde Behandlung angewandt werden.

Das Zustandekommen der chemischen Verbindung zwischen diesen Polyesterharzen (Haftungsvermittlerpolymeren) und den faserigen Polymergerüstmaterialien natürlichen Ursprunges ist durch die Doppelbindungen der ungesättigten Polyesterharze gegeben. Erfindungsgemäß kann in der Weise vorgegangen wer­ den, daß die Reaktion der Doppelbindungen mit den Polymer­ gerüstmaterialien ohne Zugabe eines Initiators dadurch er­ zielt wird, daß dies im entsprechenden Abschnitt der Ver­ arbeitungsverfahrenstechnik beziehungsweise in einem entsprechenden Temperaturbereich derselben bewerkstelligt wird. Es kann aber auch in der Weise vorgegangen werden, daß die Reaktion zwischen den Polymergerüstmaterialien natürlichen Ursprunges und den ungesättigten Polyesterharzen durch bei Wärme zerfallende che­ mische Initiatoren oder vorherige ionisierende Bestrah­ lung, wie γ-Bestrahlung, der Polymergerüstmaterialien ein­ geleitet wird.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Verfahrens wird also zum Fördern der Reaktion zwischen dem faserigen Polymergerüstmaterial, dem Polyesterharz und der aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Grundmasse dem aus wenigstens einem Vinylmonomeren und wenigstens einem ungesättigten Polyesterharz bestehenden Gemisch 0,1 bis 3 Gew.-% eines chemischen Initiators, bezogen auf das Ge­ misch, zugesetzt. Als bei Wärme zerfallender chemischer Initiator kann vorteilhaft Benzoylperoxyd, Cyclohexanon­ peroxyd oder tert.-Butylperbenzoat eingesetzt werden.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusätzlich dazu oder statt dessen zum Fördern der Reaktion zwischen dem faserigen Poly­ mergerüstmaterial, dem Polyesterharz und der aus thermopla­ stischem Kunststoff bestehenden Grundmasse das Polymerge­ rüstmaterial einer Behandlung durch ionisierende Be­ strahlung mit einer Dosisleistung von 1 bis 10 000 Gy/h und insgesamt mit einer Dosis von 0,1 bis 100 kGy, insbe­ sondere 0,5 bis 50 kGy, in Gegenwart von Luft unterworfen.

Erfindungsgemäß wird vorteilhaft der thermoplastische Kunst­ stoff in einer Menge von 30 bis 80 Gew.-% und das faserige Polymer­ gerüstmaterial in einer Menge von 70 bis 20 Gew.-% eingesetzt.

Als thermoplastische Kunststoffe können im erfindungsgemäßen Verfah­ ren vorteilhaft pulverförmiges Polyäthylen mit einer MFI-Fließ­ zahl (Schmelzindex) von 4 g/10 Minuten (bei einer Temperatur von 230°C und unter einer Belastung von 21,6 N gemessen) und/oder durch einen Wert von K = 70 Fikentscher charak­ terisiertes Polyvinylchlorid eingesetzt werden.

Als Polymergerüstmaterial natürlichen Ursprunges können im erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft Cellu­ losefasern, Holzfasern, Baumwollabfälle, zerkleinerte Le­ derfasern, sonstige faserige Produkte und/oder Abfälle von der Landwirtschaft verwendet werden.

Im erfindungsgemäßen Verfahren kann als ungesättigtes Polyesterharz des aus Vinylmonomer und ungesättigtem Polyesterharz be­ stehenden Gemisches vorteilhaft ein aus 1 oder mehr Vi­ nylmonomeren, zum Beispiel Styrol, Methacrylsäuremethyl­ ester und/oder Vinylacetat, und einem Maleinsäure/Phthal­ säure/Äthylenglykol/Propylenglykol-Polykondensat mit einer durchschnittlichen Säurezahl von 40 mg KOH/g Harz und einer Ungesättigtheit von 18 bis 22% bestehendes Gemisch verwendet werden.

Vorzugsweise beträgt in dem aus wenigstens einem Vinylmo­ nomeren und wenigstens einem ungesättigten Polyesterharz be­ stehenden Gemisch der Mengenanteil des Vinylmonomers 35 bis 65 Gew.-% und der des ungesättigten Polyesterharzes 65 bis 35 Gew.-%.

Es ist auch bevorzugt, das aus wenigstens einem Vinyl­ monomeren und wenigstens einem ungesättigten Polyester­ harz bestehende Gemisch in Mengen von 2 bis 40 Gew.-%, bezo­ gen auf das Polymergerüstmaterial, einzusetzen.

Die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfah­ rens sind wie folgt:

• a) Die Verwendung von ungesättigtem Polyesterharz auf faserigem Polymergerüstmaterial natürlichen Ur­ sprunges bietet schon in der verfahrenstechnischen Stufe der Zusammenstellung des Pulvergemisches wesentliche Vorteile. Das Polyesterharz befeuchtet die sonst unangenehmen als Staub herumfliegenden Holzfasern, Lederfasern, Abfälle von der Landwirtschaft beziehungsweise fa­ serigen Produkte. Das so zusammengestellte "trocke­ ne" Pulvergemisch ist krümelig, haftet nicht an­ einander und kann gut weiterverarbeitet werden.
• b) Der Vorteil der Verwendung von ungesättigtem Poly­ esterharz ist auch in den weiteren Stufen der Verfah­ renstechnik augenfällig. Bei der Verarbeitung in einem Walzenstuhl bil­ det sich schneller eine zusammenhängende Schicht und das Zwischenprodukt ist homogener.
• c) Durch die Verwendung der unge­ sättigten Polyesterharze als Haftungsvermittler kann das aus den thermoplastischen Kunststoffen und den Polymerfasern natürlichen Ursprunges bestehende Pulvergemisch ohne Vorgranu­ lieren direkt in eine Platten erzeugende Strang­ presse mit breitem Schlitz oder in eine die Tech­ nik des Strangpressens und des Kalandrierens ver­ bindende moderne "Kalandrette" eingespeist werden.
• d) Obwohl wie bereits erwähnt die thermoplastischen Kunststoffe, insbesondere Polyäthylen und Poly­ propylen, mit ungesättigten Polyesterharzen im Grunde genommen unverträglich sind, verbessert die Verwendung von ungesättigtem Polyesterharz als Haf­ tungsvermittler auf den Polymerfasern natürlichen Ursprunges die Homogenität der faserverstärkten Form­ masse und des daraus hergestellten Verbundstoffes außerordentlich. Die aus den erfindungsgemäß herge­ stellten Formmassen gepreßten Platten sind sogar bei einer Stärke von 2 bis 3 mm im Gegensatz zu ohne Verwendung von Polyesterharz hergestellten ähnlichen Platten durchsichtig.
• e) Die bei der Verarbeitung beobachteten Vorteile, die in den folgenden Beispielen beschriebenen und ge­ messenen Parameter (Momentbedarf bei der Verarbei­ tung und physikalisch-mechanische Eigenschaften) und die Qualität der hergestellten Produkte weisen alle darauf hin, daß in den erfindungsgemäß herge­ stellten faserverstärkten Formmassen zwischen den Polymerfasern natürlichen Ursprunges und der synthetischen ther­ moplastischen Polymergrundmasse eine chemische Bin­ dung entstanden ist. Diese Tatsache beeinflußt alle weiteren Eigenschaften der erfindungsgemäß herge­ stellten faserverstärkten Formmassen mit neuer Kunststoffstruk­ tur, zum Beispiel ihre Stabilität, Wetterbeständig­ keit und im allgemeinen auch ihre Lebensdauer, vor­ teilhaft.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele nä­ her erläutert. Dabei wird auf die Fig. 1 bis 4 Bezug genommen.

Beispiel 1

Es wurden 40 Gew.-Teile Holzfasern (durchschnittlicher Durchmesser 10 µ, durchschnittliche Länge 150 µ und Feuch­ tigkeitsgehalt höchstens 15%) unter Rühren 160 Gew.-Teilen eines Gemisches, das aus 35 Gew.-% eines Maleinsäure/Phthal­ säure/Äthylenglykol/Propylenglykol-Polykondensates (durch­ schnittliche Säurezahl 40 mg KOH/g Harz und Ungesättigtheit 18 bis 22%) und 65 Gew.-% Styrolmonomer bestand, zugesetzt.

Die Holzfasern wurden im ungesättigten Polyesterharz 20 Minuten bei Raumtemperatur quellen gelassen, wobei die Holzfasern auf ihr ursprüngliches Gewicht bezogen 50 Gew.-% ungesättigtes Polyesterharz aufnahmen. Die Holz­ fasern wurden dann auf einem Vakuumfilter abfiltriert ("abgenutscht") , wodurch 85 Gew.-% des ursprünglichen un­ gesättigten Polyesterharzes rückgewonnen werden konnten, das zum Imprägnieren der nächsten Charge Holzfasern verwen­ det werden konnte.

Die mit dem ungesättigten Polyesterharz gequollenen Holzfasern wurden dann in einem Schnellrührer mit pulverförmigem Polypropylen mit einer MFI-Fließzahl (Schmelzindex) von 4 g/10 Minuten, ge­ messen bei einer Temperatur von 230°C und unter einer Be­ lastung von 21,8 N, im Mengenverhältnis von 60 Gew.-% ge­ quollenen Holzfasern zu 40 Gew.-% Polypropylen vermischt. Durch etwa 5 Minuten dauerndes bei Raumtemperatur einge­ leitetes Rühren mit einer Geschwindigkeit von 600 Umdre­ hungen/Minute wurde ein krümeliges, gut verarbeitbares Ge­ misch erhalten. Dieses Gemisch konnte in einer Doppelschnecken­ strangpresse, in einem Kalander oder in einer Kalandret­ te direkt verarbeitet werden, für das Spritzgießen bedurfte es allerdings eines Vorgranulierens.

Das Verhalten des Gemisches bei der Verarbeitung wur­ de auf einem Brabender-Plastographen untersucht. Die Wir­ kung des aus dem ungesättigten Polyesterharz und dem Styrolmonomer bestehenden Zusatzes war beim Holzfaser/Po­ lypropylen-Formmassensystem auf dem Momentaufnahmediagramm des in der Brabender-Knet­ kammer geschmolzenen Stoffgemisches gut sichtbar. Fig. 1 stellt den Momentbedarf für das Kneten des Gemisches von unbehandelten Holzfasern und Polypropylen im Gewichtsver­ hältnis von 1 : 1 [Vergleichsversuch] in einer Knetkammer mit einer Temperatur von 180°C dar.

Der nach 10 Minuten aufgenommene als Gleichgewichts­ wert anzusehende Momentbedarf konnte - übrigens bei ver­ gleichbaren Parametern - auf seine Hälfte gesenkt werden, wenn die Holzfasern durch den Zusatz der 30 Gew.-% des Gemisches aus dem ungesättigten Polyesterharz und dem Styrolmonomer, bezogen auf das Gesamtgemisch, (entsprechend den oben angegebenen 50 Gew.-%, bezogen auf die Holzfasern), modifiziert waren. Dies ist in der Fig. 2 dargestellt, aus welcher hervorgeht, daß infolge der durch die Ungesät­ tigtheit des ungesättigten Polyesterharzes beeinflußten Reaktionsfähigkeit des Formmassensystemes bei seinem Kneten der Momentbedarf auch ohne Verwendung eines Initiators langsam steigt. Diese Erhöhung verursacht jedoch in dem für die Verarbeitung notwendigen absehbaren Zeitraum keine unüberbrückbaren Schwierigkeiten. Fig. 2 weist eindeutig auf die Entstehung einer chemischen Bindung im bei einer hohen Temperatur verarbeiteten System hin.

Aus den in der Brabender-Knetkammer zusammengestell­ ten Proben wurden durch Pressen 2,5 mm dicke Platten herge­ stellt. Der Gang der Probenherstellung war wie folgt:

• 5 Minuten langes Vorwärmen zwischen den Platten einer Preßmaschine ohne Druck bei einer Temperatur von 185°C,
• 5 Minuten langes Walzen in einem Walzenstuhl im Laboratorium bei einer Temperatur von 190°C, Her­ stellen einer 0,3 mm dicken Schicht sowie
• Pressen bei einer Temperatur von 180°C nach 5 Mi­ nuten langem Vorwärmen, ohne Druck beginnend, dann 3 Minuten lang bei 180°C unter einem Druck von 22 N/mm² fortgesetzt, dem ein Kühlen auf 40°C in­ nerhalb 10 Minuten folgte.

Von den homogenen zähen Platten wurde die DYNSTAT-Bie­ gefestigkeit gemessen, die sich zu 35 N/mm² ergab (im Ge­ gensatz dazu hatte die mit den unbehandelten Holzfasern gefüllte Polypropylenplatte eine DYNSTAT-Biegefestigkeit von nur 28 N/mm²).

Beispiel 2

Es wurde wie im Beispiel 1 beschrieben vorgegangen, jedoch mit dem Unterschied, daß dem für die Vorbehandlung der Holzfasern verwendeten Gemisch aus dem ungesättigten Polyesterharz und dem Styrolmonomer auch 1 Gew.-% Benzoyl­ peroxyd-Initiator zugesetzt wurde. Das nach dem Vakuum­ filtrieren zurückgewonnene ungesättigte Polyesterharz konnte auch in diesem Fall neu eingesetzt werden, wenn es bis zur nächsten Verwendung gekühlt gelagert wurde.

Das unter Halten aller übrigen Parameter auf dem glei­ chen Wert wie im Beispiel 1 aufgenommene Brabender-Plasto­ gramm für die Formmasse, welche die mit dem den genannten Initiator aufweisenden ungesättigten Polyesterharz be­ handelten Holzfasern enthielt, ist in der Fig. 3 darge­ stellt. Die eine chemische Reaktion beweisende Momentzu­ nahme ist in dieser größer als in der Fig. 2.

Die DYNSTAT-Biegefestigkeit der nach der Verfahrenswei­ se des Beispieles 1 hergestellten gepreßten Platten betrug 36 N/mm².

Beispiel 3

Es wurde wie im Beispiel 1 beschrieben vorgegangen, je­ doch mit dem Unterschied, daß die Holzfasern vor dem Ver­ mischen mit dem Gemisch aus dem ungesättigten Polyester und dem Styrolmonomer mit ionisierender Strahlung bestrahlt wurden. Das Bestrahlen erfolgte bei Raumtemperatur in einem luftdurchlässigen Sack unter Verwendung einer 60 Co γ-Strahlungsquelle. Unter Anwendung einer Dosisleistung von 0,2 kGy/Stunde und einer Bestrahlungszeit von 50 Stun­ den wurden die lufttrockenen Holzfasern mit einer Dosis von 10 kGy bestrahlt.

Das Brabender-Plastogramm des wie im Beispiel 1 be­ schrieben hergestellten Gemisches ist in der Fig. 4 darge­ stellt. Das nach 10 Minuten langem Kneten erhaltene Moment, das nahezu dem Gleichgewicht entsprach, war größer als in der Fig. 2, was auf eine erhöhte Reaktionsbereitschaft deu­ tet, jedoch kleiner als im Falle der Zugabe von Benzoyl­ peroxyd (Fig. 3), was zeigt, daß der Vorgang gut gesteuert werden kann. Das Diagramm bestätigt den Ablauf einer che­ mischen Reaktion zwischen den Holzfasern und dem ungesättig­ ten Polyesterharz gut.

Als DYNSTAT-Biegefestigkeit der ähnlich wie im Bei­ spiel 1 beschrieben hergestellten gepreßten Platten ergab sich bei Verwendung der wie oben angegeben durch Bestrah­ lung vorbehandelten Holzfasern bei ansonsten vergleichba­ ren Parametern ein Wert von 37 N/mm².

Beispiel 4

Es wurden 1000 Gew.-Teile Holzfasern (durchschnittli­ cher Durchmesser 10 µ, durchschnittliche Länge 150 µ und Feuchtigkeitsgehalt höchstens 15%), die wie im Beispiel 3 beschrieben mit einer Strahlungsdosis von 10 kGy vorbehan­ delt wurden, in einem zur betriebsmäßigen Herstellung von Kunststoffstaubgemischen geeigneten Schnellrührer mit 250 Gew.-Teilen eines Ge­ misches aus 65 Gew.-% des im Beispiel 1 verwendeten unge­ sättigten Polyesterharzes und 35 Gew.-% Styrolmonomer ver­ mischt. Das Rühren wurde 10 Minuten lang mit einer Geschwin­ digkeit von 600 Umdrehungen/Minute fortgesetzt, wobei die Temperatur des Pulvergemisches durch die Reibungswärme von Raumtemperatur auf etwa 45°C stieg. Die Holzfasern saugten das Polyesterharz ausgezeichnet auf und das Gemisch war krümelig, haftete nicht und war für die Weiterverarbeitung geeignet.

Die Weiterverarbeitung erfolgte in demselben Schnell­ rührer. Zum obigen Gemisch wurden 1000 Gew.-Teile pulver­ förmiges Polypropylen (mit einer MFI-Fließzahl [Schmelzindex] wie im Beispiel 1) und ferner 10 Gew.-Teile Calciumstearat als Gleitmittel und 1 Gew.-Teil eines Antioxydationsmit­ tels, zum Beispiel IRGANOX®1010, zugegeben und dann wurde das System noch 10 Minuten gerührt, wobei die Temperatur auf etwa 65°C weiter stieg.

Das so erhaltene Pulvergemisch konnte in einem Walzen­ stuhl weiterverarbeitet werden und durch Kalandrieren oder Granulieren und Spritzgießen, aber auch ohne Granulieren in eine Kalandrette oder eine Breitschlitzstrangpresse ein­ gespeist werden.

Die DYNSTAT-Biegefestigkeit der durch Pressen aus der wie oben angegeben hergestellten Formmasse erhaltenen 2,5 mm starken Platten betrug 40 N/mm². Die Platten konnten durch Vakuumverformung ausgezeichnet weiterverarbeitet wer­ den.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten, nach üb­ lichen Formgebungsverfahren für thermoplastische Kunst­ stoffe verarbeitbaren Formmassen, bei dem man 20 bis 99 Gew.-% wenigstens eines thermoplastischen Kunststoffes und 80 bis 1 Gew.-% wenigstens eines vorbehandelten fa­ serigen Polymergerüstmaterials natürlichen Ursprunges miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß man das faserige Polymergerüstmaterial mit einem Gemisch aus 5 bis 80 Gew.-% wenigstens eines Vinylmonomeren und 95 bis 20 Gew.-% wenigstens eines ungesättigten Polyesterharzes behandelt, wobei das Gemisch in Mengen von 1 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Polymergerüst­ material, vorliegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Fördern der Reaktion zwischen dem faserigen Polymer­ gerüstmaterial, dem Polyesterharz und der aus thermo­ plastischem Kunststoff bestehenden Grundmasse dem aus wenigstens einem Vinylmonomeren und wenigstens einem un­ gesättigten Polyesterharz bestehenden Gemisch 0,1 bis 3 Gew.-% eines chemischen Initiators, bezogen auf das Gemisch, zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Fördern der Reaktion zwischen dem faserigen Polymergerüstmaterial, dem Polyesterharz und der aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Grundmasse das Polymergerüstmaterial einer Behandlung durch ioni­ sierende Bestrahlung mit einer Dosis von 0,1 bis 100 kGy in Gegenwart von Luft unterwirft.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man den thermoplastischen Kunststoff in einer Menge von 30 bis 80 Gew.-% und das faserige Polymergerüstmaterial in einer Menge von 70 bis 20 Gew.-% einsetzt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem aus wenigstens einem Vinyl­ monomeren und wenigstens einem ungesättigten Polyester­ harz bestehenden Gemisch der Mengenanteil des Vinyl­ monomers 35 bis 65 Gew.-% und der des ungesättigten Polyesterharzes 65 bis 35 Gew.-% beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man das aus wenigstens einem Vinyl­ monomeren und wenigstens einem ungesättigten Polyester­ harz bestehende Gemisch in Mengen von 2 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Polymergerüstmaterial, einsetzt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man Polymergerüstmaterial einsetzt, das einer ionisierenden Bestrahlung mit einer Dosis von 0,5 bis 50 kGy ausgesetzt worden ist.