DE60010752T2

DE60010752T2 - Verfahren zur herstellung von einem verbundwerkstoff und verbundwerkstoff daraus

Info

Publication number: DE60010752T2
Application number: DE60010752T
Authority: DE
Inventors: William Francis MAINE; Roy William NEWSON
Original assignee: PSA Composites Renton LLC; PSA Composites LLC
Current assignee: PSA COMPOSITES,LLC., RENTON, WASH., US
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2020-12-20
Also published as: US20030224147A1; WO2001045915A1; ES2221627T3; US20050171246A1; EP1242220A1; US6939496B2; ATE266510T1; CA2397676C; EP1242220B1; DK1242220T3; DE60010752D1; HK1050342A1; CA2397676A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Extrusionsverfahren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Extrusionsverfahren für Verbundmaterial und das Verbundmaterial daraus.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das Verfahren der Extrusion im festen Zustand ist bekannt. Verwendete Extrusionsverfahren schließen Sinterextrusion und hydrostatisches Fließpressen ein. Die Sinterextrusion verwendet eine Kammer, in die Polymerblöcke platziert werden und deren eines Ende ein Gesenk und das andere einen axial bewegbaren Stößel aufweist. Der Block wird so in die Kammer platziert, dass die Seiten des Blocks die Seiten der Kammer berühren. Der bewegliche Stößel schiebt die Blöcke und treibt sie durch das Gesenk.
Bei hydrostatischen Fließpressverfahren hat der Block eine geringere Größe als die Kammer und kommt nicht mit den Seiten der Kammer in Kontakt. Die Kammer weist an einem Ende eine Druckerzeugungsvorrichtung und an dem anderen ein Gesenk auf. Der Raum zwischen dem Block und der Kammer ist mit einem hydrostatischen Fluid gefüllt, das an dem die Druckerzeugungsvorrichtung aufweisenden Ende in die Kammer gedrückt wird. Beim Betrieb wird der Druck des hydraulischen Fluids erhöht und dies überträgt wiederum Druck auf die Oberfläche des Blocks. Während der Block durch das Gesenk geführt wird, haftet hydraulisches Fluid an der Oberfläche des Blocks und verleiht dem Verfahren zusätzliche Schmierung.
Beide Verfahren ergeben ein Polymer, das in Längsrichtung orientiert ist und erhöhte mechanische Eigenschaften besitzt, wie Zugfestigkeit und Steifheit. Die Orientierung in Längsrichtung kann das Polymer jedoch auch schwach machen und bei Abrasion zu Querreißen und Faserung führen. Das Verfahren des Schiebens des Polymers durch ein Gesenk kann auch Oberflächendefekte erzeugen, die durch Reibungskräfte verursacht werden.
Die US-A-5 204 045 (Courval et al.) offenbart ein Verfahren zum Extrudieren von Polymerformstücken mit glatten, nicht gerissenen Oberflächen. Das Verfahren schließt das Erwärmen des Polymerformkörpers auf unterhalb der Schmelztemperatur des Polymers und dann Extrudieren des Polymers durch ein Gesenk ein, das auf eine Temperatur mindestens so hoch wie die Temperatur des Polymers erwärmt wurde. Das Verfahren schließt auch das Schmelzen einer dünnen Oberflächenschicht des Polymers ein, um eine dünne, glatte Oberflächenschicht zu bilden. Das Verfahren ergibt ein Material mit einem gleichförmigen Aussehen und demzufolge sind nachfolgende kommerzielle Anwendungen begrenzt.
Die US-A-5 474 722 offenbart ein Verbundmaterial mit orientiertem Thermoplast und teilchenförmigem Material mit verminderter Dichte, Flexibilität und Festigkeit, die mit Holz übereinstimmt. Dies wird durch internes Schäumen des Materials durch die Verwendung eines Treibmittels, während es extrudiert wird, erreicht, und das Verfahren führt zu einem Produkt mit Haut.
Die US-A-4 288 116 und US-A-5 951 927 offenbaren Polymerzusammensetzungen, die teilchenförmige Füllstoffe einschließen.
Die US-A-4 153 751 und US-A-4 472 328 offenbaren beide ungeschäumte orientierte Polymerfolien, die durch den Einschluss von teilchenförmigen Füllstoffen porös gemacht worden sind und potentiell eine verminderte Dichte besitzen, verglichen mit der Summe der Ausgangsmaterialien.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Holzersatz für Bauanwendungen, der aus einem Verbundmaterial besteht, das hochorientiertes, ungeschäumtes Polymer und in dem hochorientierten Polymer dispergierten (verteilten), teilchenförmigen Füllstoff umfasst, wobei das Verbundmaterial eine Dichte von weniger als 0,9 der kombinierten Massen des orientierten Polymers und des teilchenförmigen Füllstoffs, geteilt durch kombiniertes jeweiliges Volumen, besitzt.
Das orientierte Polymer kann aus Plastikstoff sein und der teilchenförmige Füllstoff kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Holz, Schiefer, Talk, Vermiculit und Glimmer.
Der Plastikstoff kann Polypropylen, Polyethylen und Polyvinylchlorid sein und in einer Menge von 95 bis 60 Gew.-% vorhanden sein, bezogen auf den teilchenförmigen Füllstoff.
Gemäß einer Ausführungsform ist das orientierte Polymer Polypropylen, und der teilchenförmige Füllstoff ist Holzsäge mehl mit einer Teilchengröße von etwa 60 mesh und in einer Menge von 20 bis 30 Gew.-% vorhanden, bezogen auf das Gewicht des orientierten Polymers.
Ein Verfahren zur Herstellung von orientiertem Verbundmaterial mit den Schritten:

i) Mischen von extrudierbarem Polymer mit teilchenförmigem Füllstoff, um Ausgangsmaterial zu bilden,
ii) Erwärmen und Extrudieren des Ausgangsmaterials zu einem ersten Strang,
iii) Einstellen der Temperatur des ersten Strangs auf eine Ziehtemperatur,
iv) Führen des ersten Strangs zu einem Ziehgesenk und Verursachung, dass der erste Strang das Ziehgesenk als zweiter Strang mit einer Querschnittsfläche verlässt, die geringer als diejenige des ersten Strangs ist,
v) Anwenden von Zugkraft auf den zweiten Strang, um den ersten Strang durch das Ziehgesenk mit einer ausreichenden Geschwindigkeit zu ziehen, um ein Orientieren des Polymers zu verursachen und um eine Verminderung der Dichte des zweiten Strangs zu verursachen, um das Verbundmaterial zu bilden.

Das extrudierbare Polymer kann aus Plastikstoff sein, wie Polypropylen, Polyethylen oder Polyvinylchlorid.
Der teilchenförmige Füllstoff kann Holz, Schiefer, Talk, Vermiculit oder Glimmer sein.
Das extrudierbare Polymer kann in einer Menge von 95 bis 60 Gew.-% in dem Ausgangsmaterial vorhanden sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist das extrudierbare Polymer Polypropylen, der teilchenförmige Füllstoff ist Holzsägemehl mit einer Teilchengröße von etwa 60 mesh, und das Holzsägemehl ist in einer Menge von etwa 20 bis 30 Gew.-% in dem Ausgangsmaterial vorhanden.
Die Ziehgeschwindigkeit durch das Ziehgesenk kann ausreichen, um zu verursachen, dass das Verbundmaterial eine Dichte von 0,5 bis 0,9 der Dichte des Ausgangsmaterial besitzt.
Es wird ein Verbundmaterial bereitgestellt, das zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften einen Füllstoff einschließt und ein Bindemittel mit dem Füllstoff gemischt enthält, damit das Verbundmaterial in einem Plastikextrusionsverfahren extrudiert werden kann, um ein bestimmtes Dispersionsmuster des Füllstoffs in dem Verbundmaterial bereitzustellen.
Der Füllstoff kann eine natürliche oder synthetische Faser sein und das Bindemittel kann ein Polymer sein.
Es wird ein Verbundmaterial zur Verfügung gestellt, das ein in einem orientierten Polymer dispergiertes, teilchenförmiges Material umfasst.
Das teilchenförmige Material kann Holzsägemehl mit einer Teilchengröße von etwa 60 mesh sein. Das orientierte Polymer kann Polyethylen sein, wobei das orientierte Polymer 60 bis 95 Gew.-% des Verbundmaterials bildet.
Es wird ein Band aus Verbundmaterial bereitgestellt, das für Bandparkett geeignet ist und parallele obere und untere Flächen mit parallelen ersten und zweiten Kanten aufweist, die sich zwischen den oberen und unteren Flächen erstrecken. Die erste Kante hat eine Nut, die sich mit parallelen oberen und unteren gekrümmten Oberflächen daraus erstreckt. Die zweite Kante hat eine Feder, die sich mit gekrümmten parallelen gegenüberliegenden Seiten darein erstreckt. Die Nut und die Feder sind mit einer entsprechenden Krümmung, damit die Nut des ersten Bandes passgenau mit der Feder des benachbarten Streifens drehbar ist, um der seitlichen Abtrennung des ersten Streifens und der benachbarten Streifen zu widerstehen, indem die oberen und unteren gekrümmten Oberflächen und die gekrümmten parallelen gegenüberliegenden Seiten ineinander eingreifen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es werden jetzt unter Bezug auf die angefügten Figuren lediglich beispielhaft bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen beschrieben, wobei:
1 ein Verfahren zum Extrudieren eines Verbundmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
2 einen Extruder zum Extrudieren desselben veranschaulicht,
3 einen extrudierten Block des Verbundmaterials veranschaulicht,
4 ein Endansatz einer Nut- und Federverbindung ist, die bei dem erfindungsgemäßen Extrusionsverfahren gebildet werden kann,
5 eine Querschnittsdarstellung eines alternativen erfindungsgemäßen Formungsverfahrens ist und
6 eine schematische Darstellung eines automatisierten Verfahrens des Verfahrens von 5 ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bezug nehmend auf 1 ist ein Verfahren zum Extrudieren eines Verbundmaterials allgemein mit 10 bezeichnet. Füllstoff 12 und Bindemittel 14 werden in Einspeiser 16 platziert. Einspeiser 16 speist ein bestimmtes Volumen an Füllstoff 12 und Bindemittel 14 in Schmelzextruder 18. In einer Ausführungsform ist Einspeiser 16 ein gravimetrischer Einspeiser, der durch externen Zentralrechner 17 gesteuert wird. Schmelzextruder 18 mischt Füllstoff 12 und Bindemittel 14, um Einsatzmaterial 20 zu bilden, wie den Fachleuten in der Technik wohl bekannt ist. Einsatzmaterial 20 wird dann zu Extruder 22 geführt und wird extrudiert, um Verbundmaterial 24 herzustellen.
Füllstoff 12 kann natürliche Faser sein, wie Holz- und landwirtschaftliche Fasern, wie Hanf, Flachs, Stroh oder Getreide, synthetische Faser wie Nylon, Polyethylenterephthalat, Glas oder Polypropylenfaser mit Polyethylenmatrix. Füllstoff 12 kann auch mineralbasierter Füllstoff sein, wie Schiefer, Talk, Vermiculit oder Glimmer. In einer derzeit bevorzugten Ausführungsform ist Füllstoff 12 ein Holzfaserkonzentrat. Füllstoff 12 hat eine Größe im Bereich von 10 bis 300 mesh, bevorzugter im Bereich von 10 bis 150 mesh. In der derzeit bevorzugten Ausführungsform hat Füllstoff 12 60 mesh.
Bindemittel 14 ist ein Polymer oder anderer geeigneter extrudierbarer Plastikstoff, wie Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) oder Polyvinylchlorid (PVC). Bindemittel 14 macht ungefähr 55 bis 95 Gew.-% von Einsatzmaterial 20 aus. Andere Gewichtsprozentbereiche für Bindemittel 14 in Einsatzmaterial 20 können in Abhängigkeit von dem gewählten Füllstoff geeignet sein. Mehr eingeschränkte Bereiche von 60 bis 95 % oder 70 bis 90 % können in Abhängigkeit von dem gewählten Füllstoff 12 notwendig sein.
Sobald Füllstoff 12 und Bindemittel 14 in Einspeiser 16 eingespeist worden sind, werden sie zu Schmelzextruder 18 geführt. Gemäß den verwendeten Gew.-% Bindemittel 14 wird ein bestimmtes Volumen an Füllstoff 12 und Bindemittel 14 in Schmelzextruder 18 gemischt und auf konventionelle Weise extrudiert, um Einsatzmaterial 20 herzustellen. Das erhaltene Einsatzmaterial 20 wird durch Schmelzextruder 18 in Extruder 22 eingespeist.
2 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform von Extruder 22. Extruder 22 hat Stößel 34, Druckkammer 30 und Gesenk 38. Das Verfahren und die Vorrichtung des Extrusionsverfahrens sind detailliert in US-A-5 169 589 (Francoeur et al.), US-A-5 204 045 (Courval et al.) und US-A-5 169 587 (Courval) beschrieben, auf deren Inhalt hier Bezug genommen wird. Das Extrusionsverfahren ergibt ein Profil von hochorientiertem Polymer. Das durch dieses Verfahren hergestellte erhaltene Verbundmaterial 24 hat im Allgemeinen eine höhere Zugfestigkeit und einen höheren Modul als Einsatzmaterial 20. In der derzeit bevorzugten Ausführungsform wird ein orientiertes Produkt 48 aus Verbundmaterial 24, mit Holzfaserkonzentratfüllstoff gebildet, in Standardbreiten von 2 Zoll, 3 Zoll, 6 Zoll (5,08 cm, 7,62 cm oder 15,24 cm) hergestellt.
3 veranschaulicht ein orientiertes Produkt 48 aus Verbundmaterial 24. Auf die oben ausgeführte Weise hergesteltes Verbundmaterial 24 hat Streifen 50 aus Füllstoff 12, die in einem Dispersionsmuster mit einem Aussehen von Holzmaserung gebildet werden. Das erhaltene orientierte Produkt stellt Hartholzparkett dar und kann als solches angepasst werden, um in kommerziellen Anwendungen verwendet zu werden. Geeignete Befestigungsmittel, wie Nut und Feder oder Schnappschloss, können anschließend in das orientierte Material eingearbeitet werden, um ein Produkt zu erzeugen, das in einer kommerziellen Anwendung, wie Parkett- oder Möbelherstellung, in Reihe befestigt werden kann. Auf den Block kann man auch Oberflächenbehandlung anwenden, um die Oberflächeneigenschaften des Blocks zu erhöhen, wie durch Zugabe einer Schutzbeschichtung, wie Polyurethan, um die Oberflächenschicht vor Zerkratzen zu schützen.
Durch Variieren der Parameter des Sinterextrusionsverfahrens, wie Temperatur, Druck und Gesenkumrissen, können die Eigenschaften von Verbundmaterial 24 geändert werden. Die Eigenschaften von Verbundmaterial können auch durch Variieren der Mengen an Füllstoff 12 und durch Ändern der Zusammensetzung von Füllstoff 12 geändert werden. Dies beeinflusst die physikalischen Eigenschaften von Verbundmaterial 24, wie Farbe, Textur, elektrische Leitfähigkeit, Glanz in der Dunkelheit und Flammwidrigkeit.
Das orientierte Produkt 48 aus Verbundmaterial 24 kann verarbeitet werden, um den Spezifikationen eines Herstellers bezüglich der kommerziellen Endanwendung zu entsprechen. Das orientierte Produkt 48 kann während des Sinterextrusionsverfahrens geschnitten und geformt werden. Bei der derzeit bevorzugten Ausführungsform wird Verbundmaterial 24 als orientiertes Produkt 48 mit verschiedenen Spezifikationen extrudiert, es kann jedoch auch zur Verwendung in kommerziellen Anwendungen wie der Herstellung von Möbeln für innen und außen als Fläche extrudiert werden.
Die vorliegende Erfindung liefert ein neues Verbundmaterial und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Extrudieren des Verbundmaterials. Die Erfindung schließt das anfängliche Mischen von Bindemittel und Füllstoff ein, um ein Einsatzmaterial herzustellen, das daraufhin als Block aus Verbundmaterial extrudiert wird. Das Verbundmaterial ist fester und dauerhafter als die Ausgangsmaterialien. Das Verbundmaterial enthält auch Streifen des Füllstoffs, was es dem Hersteller erlaubt, ein Verbundmaterial herzustellen, das das Ausse hen eines natürlichen Produkts wiedergibt und in kommerziellen Anwendungen wie Bodenbelägen verwendet werden kann. Die Eigenschaften des Verbundmaterials können ebenfalls geändert werden, um den Anforderungen der kommerziellen Anwendung des Produkts zu entsprechen, indem verschiedene Typen von Füllstoff eingeschlossen werden und indem die verwendete Füllstoffmenge variiert wird.
4 ist ein Endansatz, der eine besonders vorteilhafte Nut- und Feder-Konfiguration zeigt, die entlang gegenüberliegender Kanten des orientierten Produkts 48 aus dem Verbundmaterial 24 geformt werden kann. Erste Kante 50 hat daran geformte Nut 52 mit oberer konkaver Fläche 54 in und unterer konvexer Fläche 56. Die gegenüberliegende Kante 60 hat Feder 62 mit oberer konvexer Kante 64 und unterer konkaver Kante 66. Die Nut 52 und die Feder 62 passen genau, um es zu ermöglichen, dass die Nut anfangs in die Feder einer danebenliegenden Bahn aus orientiertem Produkt mit einem relativen Winkel in der Größenordnung von 45° zwischen den benachbarten Bändern aus orientiertem Produkt 48 eingefügt und dann in Richtung von Pfeil 70 in Position rotiert werden kann, sodass die Nut 52 in der Feder 62 ruht, mit den benachbarten Bändern aus orientiertem Produkt in einer parallelen Seite-an-Seite-Anordnung.
Sobald die Nut und die Feder ineinander ruhen, wird eine Trennung in durch Pfeil 80 angegebener lateraler Richtung zunächst durch Ineinandereingreifen von oberer Kante 58 der Nut und dazugehöriger Kante 68 der Feder verhindert. Laterale Trennung wird ferner durch eine sich nach oben erstreckende Kante 69 der Feder 62 verhindert, die in den untersten Bereich 59 der Nut 52 eingreift.
Extrusionsgeschwindigkeiten des Verbundmaterials variieren in Abhängigkeit von solchen Faktoren wie dem bestimmten ausgewählten Verbundmaterial 24, dem Verminderungsgrad und der Querschnittsfläche des extrudierten Bands oder des extrudierten Strangs. Extrusionsgeschwindigkeiten sind jedoch eher gering und Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 152,4 mm/min (6 in/min) sind nicht untypisch.
Es wurde gefunden, dass das Verbundmaterial 24 durch das Gesenk 38 gezogen werden kann, statt das Verbundmaterial zu extrudieren, indem es durch das Gesenk 38 gedrückt wird. 5 veranschaulicht ein solches Ziehverfahren.
Eine Weise, auf die das Verbundmaterial durch das Gesenk 38 gezogen werden kann, besteht darin, wie oben beschrieben eingangs durch Extrusion vorzugehen. Sobald ein Ende 100 des extrudierten Produkts 48 aus dem Gesenk 38 auszutreten beginnt, kann dieses Ende erfasst werden, beispielsweise durch eine Klammer, 102 und gezogen werden. Das Ziehen würde man typischerweise durchführen, ohne dass eine weitere Druckkraft angewendet wird, und führt zu einem orientierten Endprodukt 104.
In Tests sind Ziehgeschwindigkeiten bis 4267,2 mm/min (14 ft/min) erreicht worden, was durch die Maschinenkapazität beschränkt war. Man nimmt an, dass Ziehgeschwindigkeiten von 6069 mm/min (20 ft/min) durchaus machbar sind.
Die Eigenschaften des durch Ziehen hergestellten orientierten Endprodukts 104 unterscheiden sich signifikant von de nen, die durch Extrusion hergestellt werden. Beispielsweise wurde zunächst ein Ausgangsblock 110 gebildet, indem ein 60 Holzteilchen enthaltendes Holzfaserplastikkonzentrat mit etwa 60 mesh Größe und 50 % Polypropylen mit Rohpolypropylen in einem 1 : 1-Verhältnis kombiniert wurde. Dies ergab eine Zusammensetzung mit etwa 30 % Holzfasern und 70 % Polypropylen. Die erhaltene Kombination wurde erwärmt und extrudiert, um den Block 110 zu formen.
Der Block 110 hatte einen rechteckigen Querschnitt mit Maßen von etwa 2 Zoll × 2 Zoll (2" × 2"). Der Block wurde in einem Ofen auf etwa 150 °C erhitzt (nahe an, aber unterhalb des Schmelzpunktes von Polypropylen, der etwa 160 °C beträgt) und in die Druckkammer 30 überführt und anfangs durch das Gesenk 38 getrieben. Das extrudierte Material wurde dann unter Verwendung der Klammer 102 erfasst und mit einer Geschwindigkeit von etwa 1219,2 mm/min (4 ft/min) gezogen und, sobald es vollständig durch das Gesenk 38 gezogen worden war, zu dem orientierten Endprodukt 104 abkühlen gelassen. Das Ziehverhältnis (d.h. die ursprüngliche Querschnittsfläche, geteilt durch die Endquerschnittsfläche) betrug 10 : 4.
Das orientierte Endprodukt 104 zeigte sowohl im Aussehen als auch beim Betasten eine bemerkenswerte Ähnlichkeit mit Holz. Das orientierte Endprodukt 104 war in der Dichte um etwa die Hälfte vermindert, bezogen auf den Ausgangsblock 110. Die Dichte des orientierten Endprodukts betrug etwa 0,59 g/cm³ (g/cm³), verglichen mit der Dichte von etwa 1 g/cm³ für den Ausgangsblock 110.
Das orientierte Endprodukt 104 kann man formen, als ob es Holz wäre, und es verhielt sich beim Hobeln und Sägen fast wie Holz und ergab Späne, die Holzspänen bemerkenswert ähnlich sind und Sägemehl, das Holzsägemehl bemerkenswert ähnlich ist. Das orientierte Endprodukt 104 nahm Nägel und Schrauben ohne Spalten auf, wie Holz.
Beim Testen stellte sich heraus, dass das orientierte Produkt eine Dichte und Biegefestigkeit nicht unähnlich Holz und einen Elastizitätsmodul von etwa der Hälfte von dem von Holz aufweist. Typische Eigenschaften waren eine Dichte von 0,59 g/cm³, Biegefestigkeit von 43,8 MPa (6 353 lb/in²) und ein Elastizitätsmodul von 5,5 GPa (799 298 lb/in²). Im Gegensatz zu Holz adsorbierte das orientierte Endprodukt 104 jedoch praktisch kein Wasser.
Obwohl das Testen unter Verwendung eines Ausgangsblocks 110 durchgeführt wurde, kann das Verfahren zweifelsfrei wie in 6 schematisch dargestellt automatisiert werden. 6 zeigt Extruder 120, in dem Einsatzmaterialien 121 gemischt und durch Gesenk 122 zu erstem Strang 124 extrudiert werden. Der erste Strang 124 wird durch ersten Abzug 125 in kontinuierlichen Ofen 126 eingespeist, in dem seine Temperatur auf die Ziehtemperatur eingestellt wurde. Der erste Abzug 125 wirkt gegen die Extrusionsrichtung, um dem Extrusionsdruck aufrecht zu erhalten und den Strang 124 zu tragen. Der in seiner Temperatur eingestellte erste Strang 124 wird in Ziehgesenk 128 eingespeist, an dessen Ausgang er zu zweitem Strang 130 größenvermindert wurde. Der zweite Strang 130 wird von geeignetem Abzug 132 erfasst, der unter der Marke CATERPILLAR verkauft wird, wenn er das Ziehgesenk 128 verlässt. Der Abzug 132 zieht dann den zweiten Strang 130 mit einer gewünschten Geschwindigkeit, um orientiertes Produkt 138 zu formen.
Die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen dienen nur als Beispiele der vorliegenden Erfindung und es können vom Fachmann Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen, der ausschließlich durch die hier angefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Holzersatz für Bauanwendungen, der aus Verbundmaterial (24) zusammengesetzt ist, das: hochorientiertes, ungeschäumtes Polymer (48) und in dem hochorientierten Polymer dispergierten, teilchenförmigen Füllstoff umfasst, wobei das Verbundmaterial eine Dichte von weniger als 0,9 der kombinierten Massen des hochorientierten Polymers und des teilchenförmigen Füllstoffs, geteilt durch ihr kombiniertes jeweiliges Volumen, besitzt.
Holzersatz nach Anspruch 1, wobei: das orientierte Polymer ein Plastikstoff ist und der teilchenförmige Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Holz, Schiefer, Talk, Vermiculit und Glimmer.
Holzersatz nach Anspruch 2, wobei: das orientierte Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyethylen und Polyvinylchlorid.
Holzersatz nach Anspruch 1, wobei: das orientierte Polymer in einer Menge von 95 bis 60 Gew.%, bezogen auf den teilchenförmigen Füllstoff, vorhanden ist.
Holzersatz nach Anspruch 4, wobei: das orientierte Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyethylen und Polyvinylchlorid.
Holzersatz nach Anspruch 4, wobei: der teilchenförmige Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehen aus Holz, Schiefer, Talk, Vermiculit und Glimmer.
Holzersatz nach Anspruch 4, wobei: das orientierte Polymer Polypropylen ist und der teilchenförmige Füllstoff Holzsägemehl ist.
Holzersatz nach Anspruch 7, wobei: das Sägemehl eine Teilchengröße von etwa 60 mesh besitzt.
Holzersatz nach Anspruch 8, wobei: der teilchenförmige Füllstoff in einer Menge von 20 Gew.-% bis 30 Gew.-%, bezogen auf das orientierte Polymer, vorhanden ist.
Verfahren zur Herstellung von orientiertem Verbundmaterial (24) mit den Schritten: i) Mischen von extrudierbarem Polymer mit teilchenförmigem Füllstoff, um Ausgangsmaterial zu bilden, ii) Erwärmen und Extrudieren des Ausgangsmaterials zu einem ersten Strang (124), iii) Einstellen der Temperatur des ersten Strangs auf eine Ziehtemperatur, iv) Führen des ersten Strangs zu einem Ziehgesenk (128) und Verursachung, dass der erste Strang das Ziehgesenk als ein zweiter Strang (130) mit einer Querschnittsfläche verläßt, die geringer als diejenige des ersten Strangs ist, v) Anwenden von Zugkraft auf den zweiten Strang, um den ersten Strang durch das Ziehgesenk mit einer ausreichenden Geschwindigkeit zu ziehen, um ein Orientieren des Polymers zu verursachen und um eine Verminderung der Dichte des zweiten Strangs zu verursachen, um das Verbundmaterial zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem: das extrudierbare Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend ist Polypropylen, Polyethylen und Polyvinylchlorid.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem: das extrudierbare Polymer ein Plastikstoff ist und der teilchenförmige Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Holz, Schiefer, Talk, Vermiculit und Glimmer.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem: das extrudierbare Polymer in einer Menge von 95 bis 60 Gew.-% in dem Ausgangsmaterial vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem: der teilchenförmige Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Holz, Schiefer, Talk, Vermiculit und Glimmer.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem: das extrudierbare Polymer Polypropylen ist und der teilchenförmige Füllstoff Holzsägemehl ist.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem: das Holzsägemehl eine Teilchengröße von etwa 60 mesh besitzt.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem: das Holzsägemehl in einer Menge von etwa 20 Gew.-% bis 30 Gew.-% in dem Ausgangsmaterial vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem: das zweite Gesenk für das Ziehen ein Ziehverhältnis von 4 bis 20 besitzt.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem: die Ziehgeschwindigkeit durch das Ziehgesenk ausreicht zu verursachen, dass das Verbundmaterial eine Dichte von 0,5 bis 0,9 der Dichte des Ausgangsmaterials besitzt.