DE4336627A1 - Verbundwerkstoff auf der Basis von Schilf und einem Verbund aus Kunststoffen - Google Patents

Verbundwerkstoff auf der Basis von Schilf und einem Verbund aus Kunststoffen

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DE4336627A1
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Ullrich Hintzen
Christoph Dipl Ing Unger
Johannes Hintzen
Rainer Dr Ing Stumm
Eberhard Prof Dr Ing Koehler
Michael Dipl Ing Nestler
Wolfgang Dr Ing Nendel
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FZM GESELLSCHAFT FUER PRODUKTENTWICKLUNG UND EXIST
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FOERDERZENTRUM MITTELSACHSEN G
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    • 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
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/06—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
    • 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
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    • 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
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
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Description

Charakteristik des Standes der Technik
Es ist bekannt, daß Kunststoffabfälle durch Recycling einer stofflichen Wiederverwertung zugeführt werden. Durch den Zusatz faserförmiger Materialien und Verarbeitungshilfsmitteln werden Verbundwerkstoffe für das Bauwesen entwickelt.
Unsortierte Kunststoffe werden mit Füllstoffen, wie Holz, Sägespänen, Holzmehl und Getreiderückständen, versetzt (DE 37 15 646). Der Vorteil der Erfindung liegt in der Verarbeitbarkeit unterschiedlichster Kunststoffsorten durch Zugabe eben dieser Füllstoffe. Nachteilig wirkt die vorher notwendige Zerkleinerung der Füllstoffe auf die gewünschte Größe, da diese mit einem zusätzlichen Energieaufwand verbunden ist.
In DE 39 02 023 werden Baustoffplatten aus Naturfasern bzw. pflanzlichen Abfallprodukten als Holzalternative beschrieben. In Bindemittel, wie Naturkleber, Gips, Zement oder Kunstharz, werden dabei Naturfasern von Reisstroh, Agave, Bambus oder Banane eingebracht. Der Vorteil besteht in der sicherlich notwendigen Suche von Alternativen für den massenhaften Holzeinsatz im Bauwesen, nachteilig dürfte sich auch hier die vorher notwendige Herstellung der benötigten Fasern auswirken.
In DE 36 01 734 kommen organische Fasern als Armierung in einem anorganischen Bindemittel (Zement) zum Einsatz. Diese Armierung soll zwar die Festigkeit erhöhen, kann aber z. B. nicht zu einer Verminderung des Gewichts (Dichte bis 1,6 g/cm3) beitragen.
Allen beschriebenen Patenten ist gemeinsam, daß die verwendeten Füllstoffe fast ausschließlich als passives Füllmaterial verwendet werden. Damit können zwar Verbesserungen bezüglich des Schall- und Wärmedämmverhaltens sowie der Verarbeitbarkeit erreicht werden, aber eine wesentliche Steigerung der mechanischen Festigkeit (Zug, Druck) sowie eine einschneidende Gewichtsreduzierung ist nicht gegeben. Hinzu kommt der oben bereits genannte Nachteil des zusätzlichen Energieeinsatzes zur Zerkleinerung der Füllstoffe.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbundwerkstoff aus recyclingfähigem Kunststoffregenerat und Miscanthus sinensis bzw. textilen Abfällen mit einem neuen Eigenschaftsbild zu entwickeln.
Der Verbundwerkstoff ist ökologisch und wieder recyclingfähig, da eine Trennung des Verbundwerkstoffes bei höheren Temperaturen (<200°C) möglich ist. Der nachwachsende Rohstoff ist biologisch abbaubar, der Kunststoff kann einer Wiederverwendung zugeführt werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verbundwerkstoff aus Kunststoffen mit einer Dichte <1 und Schilf mit der Bezeichnung Miscanthus sinensis besteht.
Dabei wird als Kunststoffmaterial Kunststoffabfall (Mischkunststoff) in gereinigter oder ungereinigter, sortierter oder unsortierter und vorzerkleinerter Form eingebracht.
Der Miscanthus sinensis wird unter Beibehaltung der Rohrgeometrie mindestens jedoch mit einem Längen-Durchmesser-Verhältnis I/d=10 wahlweise in uni- oder bidirektionaler Anordnung in den thermoplastischen Kunststoff eingebettet.
Der entstehende Verbundwerkstoff liegt in Form von Formteilen vor.
Das Schilf kann auch in Massenanteilen von 1%-90% zerkleinert dem Kunststoff als Füllstoff beigegeben werden. Das Schilf kann wahlweise durch Textilabfälle oder Textilfasern ersetzt werden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß statt des zerkleinerten natürlichen Rohstoffes die Rohrgeometrie des Miscanthus sinensis erhalten bleibt. Der Verbundwerkstoff hat deutlich bessere thermische und mechanisch physikalische Eigenschaften als vergleichbare "Neu-Kunststoffe". Das ökologische Recycling des neuen Verbundwerkstoffes ist möglich.
Die Geometrie der plattenförmigen Materialien wird entsprechend dem Formgebungsverfahren bestimmt und ist somit variabel.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Der Einsatz der beschriebenen Schaltafel erfolgt im Bauwesen. Durch den Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen wird eine erhebliche Gewichtsreduzierung erreicht.
Es zeigen Fig. 1 und eine Schaltafel. Dabei zeigt Fig. 1 die Rückseite der Schaltafel mit Versteifungselementen und Fig. 2 einen Schnitt durch die Tafel, um die Anordnung der Miscanthus-Lagen kenntlich zu machen.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltafel (1) besitzt drei Lagen Miscanthus-sinensis- Stäbe (7-9), die wahlweise bidirektional oder unidirektional in der Kunststoffmatrix angeordnet werden können. Mit dieser Anordnung soll bereits im Verbund ein gleichmäßiger Spannungsverlauf erreicht werden. Außerdem dient der nachwachsende Rohstoff, der hier in seiner ursprünglichen Form der Rohrgeometrie eingesetzt wird, als Armierung für die Tafel.
Auf der Rückseite (3) sind die im Gegensatz zur Schalseite (2) Versteifungselemente mit Erhebung (4) und Vertiefung (5) sowie Stegen (6) angeordnet um eine zusätzliche Festigkeitssteigerung gegenüber auftretenden Verbundspannungen sowie eine Erhöhung der Verdrehsteifigkeit zu erreichen.
Zusätzlich sind Nuten (10) und Federn (11) zur Kombination mit weiteren Platten sowie zur Verankerung vorgesehen.
Zusammenstellung der Kurzzeichen
 1 Schaltafel
 2 Schalseite
 3 Rückseite
 4 Erhebung
 5 Vertiefung
 6 Steg
 7 Miscanthus-Lage 1
 8 Miscanthus-Lage 2
 9 Miscanthus-Lage 3
10 Nut
11 Feder

Claims (7)

1. Verbundwerkstoffe auf Basis von Schilf und mit einem Verbund aus Kunststoffen mit einer Dichte vorzugsweise <1, der vorzugsweise als Baustoff, Bauwerkstoff oder Bauhilfsstoff eingesetzt werden kann, gekennzeichnet dadurch, daß die eingesetzten Kunststoffe oder Mischkunststoffe Recyclingprodukte sind.
2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Schilf Chinaschilf der Bezeichnung Miscanthus sinensis ist und unter Beibehaltung der vorhandenen Rohrgeometrie, mindestens jedoch mit einem Längen- Durchmesser-Verhältnis I/d=10 als Armierung eingesetzt wird.
3. Verbundwerkstoff nach den Ansprüchen 1-2, gekennzeichnet dadurch, daß die Miscanthus-sinensis-Stäbe wahlweise in unidirektionaler oder bidirektionaler Anordnung in den thermoplastischen Kunststoff eingebettet oder teilweise oder vollständig von diesem umschlossen sind.
4. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß die Halb- oder Fertigfabrikate Formteile sind.
5. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Schilf zerkleinert in einem Verhältnis von 1%-90% Massenanteilen dem Kunststoff als Füllstoff beigefügt wird.
6. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kunststoffabfälle gereinigt oder ungereinigt, sortiert oder unsortiert und vorzerkleinert eingebracht werden.
7. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Schilf zum Teil oder vollständig durch Textilfasern oder textile Abfallstoffe ersetzt wird.
DE19934336627 1993-10-27 1993-10-27 Verbundwerkstoff auf der Basis von Schilf und einem Verbund aus Kunststoffen Withdrawn DE4336627A1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2793253A1 (fr) * 1999-05-03 2000-11-10 Moller Plast Gmbh Matiere composite avec addition de fibres
EP1129836A1 (de) * 2000-03-03 2001-09-05 Möller Plast GmbH Bauteil aus einem Trägerwerkstoff und einer Zumischung
WO2018182419A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 Nnrgy B.V. Method for processing a mix of lignocellulose fibers for the production of a bio-based composite

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EP4101877A1 (de) 2017-03-31 2022-12-14 Nnrgy B.V. Verfahren zum verarbeiten einer mischung aus miscanthusfasern zur produktion eines bioplastik verbundstoffs

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