EP1824650B1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von verbundbauteilen aus flachsfaserstängeln und hergestellte verbundbauteile - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von verbundbauteilen aus flachsfaserstängeln und hergestellte verbundbauteile Download PDF

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EP1824650B1
EP1824650B1 EP05826428.4A EP05826428A EP1824650B1 EP 1824650 B1 EP1824650 B1 EP 1824650B1 EP 05826428 A EP05826428 A EP 05826428A EP 1824650 B1 EP1824650 B1 EP 1824650B1
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EP
European Patent Office
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support material
lower support
fiber
components
composite
Prior art date
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EP05826428.4A
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Klaus Philipp
Stefan Riesinger
Eberhard Köhler
Jürgen PAULITZ
Wolfgang Nendel
Torsten BRÜCKNER
Roman Rinnberg
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Toyota Boshoku Corp
Original Assignee
Toyota Boshoku Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/04—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/06—Making particle boards or fibreboards, with preformed covering layers, the particles or fibres being compressed with the layers to a board in one single pressing operation

Definitions

  • the invention relates to a composite component of Flachsfaserstängeln, a process for its preparation and a corresponding device.
  • Natural fiber composites (hereinafter composite components) are well known in the art. Essential criteria for use here are a favorable crash behavior, a relatively low density, relatively good heat resistance for the component manufacturing process, low abrasiveness of the fibers and a CO 2 neutralization in the context of thermal disposal.
  • An essential disadvantage of this invention is the intended coupling of the designed special harvesting technique with integrated squeezing device and the production of flat semi-finished products in a nonwoven lapping machine followed by a step of drying the stem mat. It should be noted that with such recycled flat rod materials no processing on a Fleece laying machine is possible, since this would immediately lead to contamination of the functional elements of the nonwoven laying machine. Furthermore, the original idea of using the fiber plant as a whole would be lost, since producing a semifinished product on a web laying machine would lead to considerable decortification effects.
  • US 5,354,606 describes a sheet or mat obtainable by needling a carded mat of fibers, preferably 5 to 10 cm long.
  • the fibers are wholly or substantially wholly flax fibers with ruptured defibrillated and frayed ends as a result of an overexpanding puff.
  • GB 1,143,415 describes a process for the production of panels or boards from flax fibers and / or wood chips.
  • the flax fibers and / or wood chips are pressed with a thermoplastic binder.
  • Straw material is provided without additional treatment with an aqueous adhesive solution to allow subsequent component manufacturing.
  • grain halves are provided with an outer wax layer which hampers the function of binders without a targeted pretreatment.
  • the object of the invention in the provision of a method for producing a composite component of fiber plant stems of flax as well as embodiments of apparatus for producing the composite component, which consists of untreated, unroasted, field dry flax stems.
  • the objective here is to minimize the technical and technological effort by existing harvesting technology is used, the flax fiber stalks should be used in its entirety and so the treatment costs can be significantly reduced, as well as a costly field roasting eliminates the stem processing only to increase the surface Crushing is realized and existing manufacturing facilities can be used for component manufacturing. This can be achieved a significant cost reduction for the fiber-reinforced composite component.
  • the Flachsfaserstängel be stored with conventional harvesting equipment in parallel position for field drying and, if necessary, turned around, are recovered with a baler to round bales for further processing also in parallel position from the field, with a baler also in parallel position from Field salvaged and so provided for further processing become.
  • the removal of root components and seed capsules takes place after the round bale has been unrolled with a conventional device.
  • the stalks in parallel position are cut into defined stalk sections with a length of 1 to 15 cm.
  • these shortened stem sections are squeezed on the surface via a crimping shear mill, so that neither the fiber structure is damaged nor a detachment of individual stem constituents from the fiber is effected.
  • the thus prepared stem sections are then preferably scattered on a support structure, in particular while maintaining the fiber orientation and tied technically to sheet semi-finished or fed directly after sprinkling the component production by means of pressing technology.
  • Fig. 1 the flax fiber stalks are provided in bales with parallel bar layer 1 for further processing.
  • transport rollers 3 are arranged for transport support.
  • Root and seed capsule ingredients are preferably derived for further processing from the processing process, so that only stems with approximately homogeneous length are further processed.
  • These stems are then cut with separating knives 5 in about 1 to 15 cm large stalk sections 6, which are fed via a conveyor belt 4 for further processing a buffer tank 7.
  • a technical solution concept for the processing of whole stems of the flax plant is conceived, which can be realized using available harvesting technology as well as known harvesting processes.
  • the entire plant stems can be processed without the usual field roasting with reduced field rest periods, whereby a significantly higher crop yield is achieved, the stem-based fiber structure can be completely preserved and at the same time considerable processing costs can be saved.
  • stem sections 6 For further processing of the stem sections 6, they are fed in a precisely metered manner via a spreading device 8 to a squeezing device 10.
  • a squeezing device 10 About the squeezing device 10 is a targeted surface modification of the stem sections 6 to ensure in the subsequent processing that optimal integration into appropriate matrix systems is possible by the surface is broken by the squeezing, but only so far that all plant components are preserved and fiber damage not respectively. Only then can a very high degree of utilization of plant stems be achieved.
  • After crushing the stem sections 6, these are sprinkled onto a lower substrate 9, in particular while maintaining the fiber orientation, before an upper substrate 11 is applied over the stem mat 15.
  • the fixation of the stem mat 15 can be carried out both by using sewing technology principles of the fixing device 12, but it can also be used according to prior binder for solidification of the stem mat 15 appropriate binder.
  • the storage is done either in a semi-finished roll 13 or in the form of stacked flat blanks. All other stages of processing up to component production can be carried out in a known manner.
  • the composite member comprises a stem mat 15 of field untreated, unroasted, field dry and crimped flax fiber stalk portions 6 in random distribution or ordered alignment substantially between a lower substrate 9 and an upper substrate 11 obtainable according to the above methods.
  • the stem portions 6 of the composite component are not present in these in loose form, but are bonded to an upper and lower substrate 9, 11.
  • Particularly preferred materials for incorporation of the stem sections 6 are polyolefins, in particular polyethylene and / or
  • Polypropylene polyester or mixtures thereof. Alternative materials can also be used.
  • the plant fiber stalk sections 6 can be made of any material, it is particularly preferred for the purposes of the present invention that the fiber stalk sections 6 contain flax fibers. It is particularly preferred for the purposes of the present invention if the stalk sections 6 consist of flax fibers.
  • the weight ratio of the carrier material 9, 11 to the stem portions 6 can be varied within wide limits.
  • a composite component which contains 45 to 85% by weight of the stalk sections is particularly preferred.
  • the stem sections 6 have a length of 1 to 15 cm, in particular 3 to 10 cm.
  • a further embodiment of the present invention comprises an apparatus for producing composite components defined above.
  • This device comprises a tool with correspondingly arranged separating tools 2, which free flax fiber stems from root and seed components, separating knives 5 for producing stalk sections 6 at a variable distance, squeezing devices 10, depositing devices with transport rollers 3 for a lower carrier material 9, in particular while maintaining the fiber orientation below the squeezing device 10, scatterers 8 for sprinkling the stem portions 6 on the lower substrate 9, fixing 12 for fixing the stem portions 6 on the lower substrate 9, transport 16 for transporting the stem portions 6 provided with the lower substrate 9 to a Pressure roller pair 14, transport means 16 for depositing the upper substrate 11 on the provided with stem sections 6 lower substrate 9 and for transport to Andrückwalzencru 14 and winding means for producing a semi-finished roll 13 and / or a punching device for producing a flat blank.
  • the squeezing device comprises structured counter-rotating pairs of rollers 17, which are arranged adjustable with respect to the process gap as well as in their speed and also the speed to each other.
  • a further preferred device of the present invention is characterized by an additional device for the completion of the composite components following the fixing device 12.

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Description

  • Gegenstand der Erfindung ist ein Verbundbauteil aus Flachsfaserstängeln, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie eine entsprechende Vorrichtung.
  • Naturfaserverbundwerkstoffe (nachfolgend Verbundbauteile) sind nach dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Wesentliches Kriterium beim Einsatz sind hierbei ein günstiges Crashverhalten, eine relativ geringe Dichte, relativ gute Wärmebeständigkeit für den Bauteilherstellungsprozess, geringe Abrasivität der Fasern sowie eine CO2-Neutralität im Rahmen einer thermischen Entsorgung.
  • Nach dem Stand der Technik sind auch technische Lösungen bekannt, die ganze Pflanzenstängel verarbeiten, indem diese gehäckselt und in Längsrichtung aufgerissen werden sollen. Eine derartige Anwendung wird in DE 44 32 952 A1 beschrieben. Aufgabe dieser Anmeldung ist es dabei, dass die Fasern oder Halme zerspant vorliegen, um eine dauerhaft formbeständigen und für hohe Belastungen geeigneten Verbundwerkstoff zu erhalten. Mit dem Aufreißen des Halmmaterials in Längsrichtung soll erreicht werden, dass die inneren Spannungen des Halmmaterials aufgelöst werden und somit eine Rückverformung vermieden werden kann. Nachteilig kann bewertet werden, dass über einen Häckselvorgang gleichzeitig ein Aufreißen in Längsrichtung verursacht wird, da eine geordnete Halmverarbeitung nicht möglich ist. Die beschriebene technische Umsetzbarkeit bleibt somit unklar, da auch Aussagen über die reproduzierbare Bereitstellung des Ausgangsmaterials unberücksichtigt bleiben.
  • Weiterhin wird nach DE 19 732 077 A1 ein Verfahren zur Behandlung und Verarbeitung von nachwachsenden Rohstoffen beschrieben. Hierbei soll eine Vorbehandlung der nachwachsenden Rohstoffe entfallen und die Verwendung von Pflanzen als Ganzes sowie im noch grünen Zustand erfolgen. Kerngedanke bei dieser Anmeldung ist die Nutzung der pflanzeneigenen Inhaltsstoffe als Bindemittel für die eigentliche Bauteilherstellung, wobei die Pflanze als Ganzes verwertet werden soll. Eine gezielte Nutzung der natürlichen Fasern für Verstärkungszwecke wird nicht berücksichtigt, so dass eine Anwendung für belastete Bauteile ausscheidet.
  • Nach DE 19 744 988 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung von flächigen Halbzeugen aus Flachs beschrieben. Diese Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flächigen Halbzeugen aus Flachs, bei dem die Flachsstängel direkt nach dem Ernten gepresst werden, wobei der Holzanteil der Flachsstängel erhalten bleiben soll und mit den Faserfilamenten verbunden bleibt. Hierbei ist vorgesehen, dass die Verarbeitung direkt in einem Arbeitsgang mit einer modifizierten Erntemaschine erfolgt. Mit dieser Maschine sollen Wurzelbestandteile und Samenkapseln entfernt, die Stängel über Quetschwalzen gepresst und anschließend einer Vlieslegemaschine zugeführt werden. Wesentlicher Nachteil dieser Erfindung ist die vorgesehene Kopplung der konzipierten speziellen Erntetechnik mit integrierter Quetscheinrichtung sowie das Herstellen von flächigen Halbzeugen in einer Vlieslegemaschine gefolgt von einem Schritt der Trocknung der Stängelmatte. Hierbei ist zu bemerken, dass mit derart aufbereiteten Flachsstängelmaterialien keine Verarbeitung auf einer Vlieslegemaschine möglich ist, da es hierbei sofort zu Verunreinigungen der Funktionselemente der Vlieslegemaschine kommen würde. Weiterhin würde der ursprüngliche Gedanke, die Faserpflanze als Ganzes zu nutzen, verloren gehen, da eine Halbzeugherstellung auf einer Vlieslegemaschine zu erheblichen Entholzungseffekten führen würde.
  • In dem Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus fasrigen Pflanzenteilen und entsprechender Formkörper nach DE 19 618 271 C2 wird ausschließlich auf eine geeignete Faserimprägnierung orientiert, um gute Bauteileigenschaften zu erhalten. Dabei bleibt unberücksichtigt, dass hierzu die Faserbereitstellung und Aufbereitung eine bedeutende Rolle spielen.
  • Nach DE 19 822 485 Al wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Formkörpern beschrieben. Der Kerngedanke liegt hierbei in der Schaffung einer besseren Faserausnutzung durch eine gezielte Aufbereitungs- und Verarbeitungstechnik. Hierbei ist zuerst eine Zerkleinerung mit anschließender Erhitzung sowie eine anschließende Nachzerkleinerung vorgesehen und erst dann soll der Einsatz von Bindemittel erfolgen. Der Vorteil wird damit begründet, dass ein aufwendiger Faseraufschluss entfallen kann. Es ist jedoch zu bemerken, dass eine Verarbeitung mit zusätzlicher Erhitzung zu hohe Kosten für das spätere Bauteil verursacht.
  • US 5,354,606 beschreibt eine Platte oder Vlies, die durch Vernadeln einer kardierten Matte von Fasern erhältlich ist, die vorzugsweise 5 bis 10 cm lang sind. Die Fasern sind vollständig oder im Wesentlichen vollständig aus Flachsfasern mit gerissenen defibrillierten und ausgefransten Enden als Resultat eines Überstreckungsporzesses.
  • GB 1,143,415 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Paneelen oder Brettern aus Flachsfasern und/oder Holzchips. Die Flachsfasern und/oder Holzchips werden mit einem thermoplastischen Bindemittel verpresst.
  • Nach DE 36 02 381 Al wird ein Verfahren zur Herstellung von platten- oder blockförmigen Bauelementen beschrieben. Dieses Verfahren bleibt in seiner Beschreibung ausschließlich auf Getreidestroh beschränkt, wobei ein zusätzlicher Nachteil darin zu sehen ist, dass das
  • Strohmaterial ohne zusätzliche Behandlung mit einer wässrigen Klebstofflösung versehen wird, um eine anschließende Bauteilherstellung zu ermöglichen. Hierbei bleibt unberücksichtigt, dass insbesondere Getreidehalme mit einer äußeren Wachsschicht versehen sind, die die Funktion von Bindemitteln ohne eine zielgerichtete Vorbehandlung stark behindern.
  • Ausgehend vom Stand der Technik besteht das Ziel der Erfindung in der Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Verbundbauteils aus Faserpflanzenstängeln von Flachs sowie ausführungsgemäßen Vorrichtungen zur Herstellung des Verbundbauteils, welches aus unbehandelten, ungerösteten, feldtrockenen Flachsstängeln besteht. Zielstellung ist es hierbei den technischen und technologischen Aufwand dadurch zu minimieren, indem vorhandene Erntetechnik zur Anwendung kommt, der Flachsfaserstängel in seiner Gesamtheit genutzt werden soll und so die Aufbereitungskosten spürbar reduziert werden können, da auch eine aufwendige Feldröste entfällt, die Stängelaufbereitung nur zur Oberflächenvergrößerung durch Quetschen realisiert wird sowie bestehende Fertigungseinrichtungen zur Bauteilherstellung genutzt werden können. Damit kann eine deutliche Kostenreduzierung für das faserstängelverstärkte Verbundbauteil erzielt werden.
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Bauteilen wie oben definiert. Das so definierte Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man
    1. (a) unbehandelte, ungeröstete, feldtrockene, Wurzel- und Samenbestandteil-freie Pflanzenfaserstängel auf eine Länge von 1 bis 15 cm Stängelabschnitte (6) kürzt und über ein Quetsch-/ Scherwalzwerk vorbehandelt,
      wobei weder die Fasertruktur beschädigt, noch ein Ablösen einzelner Stängelbestandteile von der Faser bewirkt wird,
    2. (b) anschließend auf ein unteres Trägermaterial (9) streut,
    3. (c) die Stängelabschnitte (6) auf dem unteren Trägermaterial (9) fixiert,
    4. (d) ein oberes Trägermaterial (11) auf die Stängelmatte (15) aufbringt,
    5. (e) den erhaltenen Verbund als Halbzeug in Rollen oder Zuschnitt überführt und
    6. (f) in an sich bekannter Weise zu dem gewünschten Verbundbauteil verarbeitet.
  • Zur Umsetzung dieser Zielstellung ist vorgesehen, dass die Flachsfaserstängel mit konventioneller Erntetechnik in Parallellage zur Feldtrocknung abgelegt werden und wenn erforderlich auch gewendet werden, mit einer Ballenpresse zu Rundballen für den weiteren Verarbeitungsprozess ebenfalls in Parallellage vom Feld geborgen werden, mit einer Ballenpresse ebenfalls in Parallellage vom Feld geborgen und so dem weiteren Verarbeitungsprozess bereitgestellt werden. In einer nachgeordneten stationären Verarbeitungsstufe erfolgt das Abtrennen von Wurzelbestandteilen sowie Samenkapseln, nachdem der Rundballen mit einer gebräuchlichen Einrichtung abgerollt wurde. Hieran anschließend werden die in paralleler Lage befindlichen Stängel in definierte Stängelabschnitte mit 1 bis 15 cm Länge geschnitten. In einem weiteren Prozessabschnitt werden diese eingekürzten Stängelabschnitte über ein Quetsch-Scherwalzwerk an der Oberfläche so gequetscht, dass dabei weder die Faserstruktur beschädigt, noch ein Ablösen einzelner Stängelbestandteile von der Faser bewirkt wird.
  • Die derart aufbereiteten Stängelabschnitte werden anschließend vorzugsweise auf eine Trägerstruktur, insbesondere unter Beibehaltung der Faserausrichtung aufgestreut und nähwirktechnisch zu flächigen Halbzeugen abgebunden oder aber direkt nach dem Aufstreuen der Bauteilherstellung mittels Presstechnologie zugeführt.
  • Zur Beschreibung der erfindungsgemäßen Lösung sind in Fig. 1 die Aufbereitung der Flachsstängelabschnitte und in Fig. 2 die Herstellung der erfindungsgemäßen Halbzeuge für entsprechende Verbundbauteile dargestellt.
  • Gemäß Fig. 1 werden die Flachsfaserstängel In Ballen mit paralleler Stängellage 1 für die Weiterverarbeitung bereitgestellt. In der weiteren technologischen Abfolge erfolgt das Abtrennen von Wurzelbestandteilen wie auch der Samenkapseln über entsprechende Trennwerkzeuge 2. Zur Gewährleistung eines entsprechend geordneten Stängeltransportes nach dem Abrollen des Ballens 1 sind zur Transportunterstützung Transportrollen 3 angeordnet. Wurzel- und Samenkapselbestandteile werden für die weitere Bearbeitung vorzugsweise aus dem Verarbeitungsprozess abgeleitet, sodass nur noch Stängel mit annähernd homogener Länge weiterverarbeitet werden. Diese Stängel werden anschließend mit Trennmessern 5 in ca. 1 bis 15 cm große Stängelabschnitte 6 geschnitten, die über ein Transportband 4 für die weitere Verarbeitung einem Pufferbehälter 7 zugeführt werden. Damit wird ein technisches Lösungskonzept zur Verarbeitung ganzer Stängel der Flachspflanze konzipiert, das unter Nutzung verfügbarer Erntetechnik sowie bekannter Ernteabläufe realisiert werden kann. Damit können ohne die übliche Feldröste bei verminderten Feldliegezeiten die kompletten Pflanzenstängel verarbeitet werden, wodurch eine deutlich höhere Pflanzenausbeute bewirkt wird, die stängelbasierte Faserstruktur komplett erhalten werden kann und zugleich erhebliche Aufbereitungskosten eingespart werden können.
  • Zur Weiterverarbeitung der Stängelabschnitte 6 werden diese über eine Streueinrichtung 8 exakt dosiert einer Quetscheinrichtung 10 zugeführt. Über die Quetscheinrichtung 10 erfolgt eine gezielte Oberflächenmodifizierung der Stängelabschnitte 6, um im weiteren Verarbeitungsprozess zu gewährleisten, dass ein optimale Einbindung in entsprechende Matrixsysteme möglich ist, indem die Oberfläche durch die Quetscheinrichtung aufgebrochen wird, aber nur soweit, dass alle Pflanzenbestandteile erhalten bleiben und Faserschädigungen nicht erfolgen. Erst dadurch kann ein sehr hoher Ausnutzungsgrad der Pflanzenstängel erreicht werden. Nach dem Quetschen der Stängelabschnitte 6 werden diese auf ein unteres Trägermaterial 9, insbesondere unter Beibehaltung der Faserausrichtung aufgestreut, bevor ein oberes Trägermaterial 11 über die Stängelmatte 15 aufgebracht wird. Über ein Transportband 16 wird die Stängelmatte 15 mit oberem und unterem Trägermaterial 11, 9 durch ein Andrückwalzenpaar 14 bewegt, bevor über eine Fixiereinrichtung 12 die Stängelmatte mit dem oberen und unteren Trägermaterial 11, 9 verbunden wird. Die Fixierung der Stängelmatte 15 kann sowohl unter Nutzung nähtechnischer Wirkprinzipien über die Fixiereinrichtung 12 erfolgen, es können aber auch entsprechende Bindemittel nach vorherigem Einbringen zur Verfestigung der Stängelmatte 15 eingesetzt werden. Nach Beendigung des Fixiervorganges erfolgt die Speicherung wahlweise in einer Halbzeugrolle 13 oder in Form von gestapelten ebenen Zuschnitten. Alle weiteren Verarbeitungsstufen bis zur Bauteilherstellung können in bekannter Art und Weise erfolgen.
  • Die Herstellung von Verbundbauteilen aus Ausgangsmaterialien, in denen die ursprüngliche Struktur der Flachsfaserstängel weitestgehend erhalten ist, führt somit zu erheblichen Kostenreduzierungen Innerhalb der gesamten Prozesskette.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Verbundbauteil eine Stängelmatte 15 aus feldseitig unbehandelten, ungerösteten, feldtrockenen und gequetschten Flachsfaserstängelabschnitten 6 in ungeordneter Verteilung oder geordneter Ausrichtung im wesentlichen zwischen einem unteren Trägermaterial 9 und einem oberen Trägermaterial 11, die gemäß der obigen Verfahren erhältlich sind.
  • Die Stängelabschnitte 6 des Verbundbauteils liegen in diesen nicht in loser Form vor, sondern sind an ein oberes und unteres Trägermaterial 9, 11 gebunden. Besonders bevorzugte Materialien zur Einbindung der Stängelabschnitte 6 sind Polyolefine, insbesondere Polyethylen und/oder
  • Polypropylen, Polyester oder auch Mischungen daraus. Alternative Materialien hierzu ebenfalls einsetzbar.
  • Obwohl die Pflanzenfaserstängelabschnitte 6 aus beliebigem Material hergestellt werden können, ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, dass die Faserstängelabschnitte 6 Flachsfasern enthalten, Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es, wenn die Stängelabschnitte 6 aus Flachsfasern bestehen. Das Gewichtsverhältnis des Trägermaterials 9, 11 zu den Stängelabschnitten 6 kann in großen Grenzen variiert werden. Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Verbundbauteil, das 45 bis 85 Gew.-% der Stängelabschnitte enthält.
  • Im Sinne der vorliegenden Erfindung weisen die Stängelabschnitte 6 eine Länge von 1 bis 15 cm, insbesondere 3 bis 10 cm auf.
  • Neben den eingangs definierten Materialien des Verbundbauteils nämlich dem Trägermaterial und den Stängelabschnitten kann das erfindungsgemäße Verbundbauteil, das im Wesentlichen aus fixierten Stängelabschnitten 6 besteht, weitere Oberflächenschichten, wie beispielsweise Dekorschichten und gegebenenfalls zusätzliche Materialkomponenten wie Naturfaser-, Polyester-, Viskose-Vliese, mit PP, PE, PA beschichtete Abdeckschichten und Trägermaterialien aufweisen, die durch das strukturgebende Werkzeug eingearbeitet bzw. aufgebracht werden.
    1. (a) unbehandelte, ungeröstete, feldtrockene, Wurzel- und Samenbestandteil-freie Flachsfaserstängel in definierte Stängelabschnitte 6 kürzt und über ein Quetsch-/ Scherwalzwerk vorbehandelt,
    2. (b) anschließend auf ein unteres Trägermaterial 9, insbesondere unter Beibehaltung der Faserausrichtung streut,
    3. (c) die Stängelabschnitte 6 auf dem unteren Trägermaterial 9 fixiert,
    4. (d) ein oberes Trägermaterial 11 auf die Stängelmatte 15 aufbringt,
    5. (e) den erhaltenen Verbund als Halbzeug in Rollen oder Zuschnitt überführt und
    6. (f) in an sich bekannter Weise zu dem gewünschten Verbundbauteil verarbeitet, beispielsweise durch Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzbereichs der Trägermaterialien 9 und/oder 11 und Verpressen.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Herstellen von oben definierten Verbundbauteilen. Diese Vorrichtung umfasst ein Werkzeug mit entsprechend angeordneten Trennwerkzeugen 2, die Flachsfaserstängel von Wurzel - und Samenbestandteilen befreien, Trennmessern 5 zur Erzeugung von Stängelabschnitten 6 in einem variierbaren Abstand, Quetscheinrichtungen 10, Ablageeinrichtungen mit Transportwalzen 3 für ein unteres Trägermaterial 9, insbesondere unter Beibehaltung der Faserausrichtung unterhalb der Quetscheinrichtung 10, Streueinrichtungen 8 zum Aufstreuen der Stängelabschnitte 6 auf das untere Trägermaterial 9, Fixiereinrichtungen 12 zum Fixieren der Stängelabschnitte 6 auf dem unteren Trägermaterial 9, Transporteinrichtungen 16 zum Transport des mit den Stängelabschnitten 6 versehenen unteren Trägermaterials 9 zu einem Andrückwalzenpaar 14, Transporteinrichtungen 16 zur Ablage des oberen Trägermaterials 11 auf dem mit Stängelabschnitten 6 versehenen unteren Trägermaterial 9 und zum Transport zum Andrückwalzenpaar 14 und Wickeleinrichtungen zur Herstellung einer Halbzeugrolle 13 und/oder eine Stanzeinrichtung zur Herstellung eines ebenen Zuschnitts.
  • Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst die Quetscheinrichtung strukturierte gegenläufig rotierende Walzenpaare 17, die hinsichtlich des Prozessspalts wie auch in ihrer Drehzahl und auch der Geschwindigkeit zueinander verstellbar angeordnet sind.
  • Eine weitere bevorzugte Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Zusatzeinrichtung zur Fertigstellung der Verbundbauteile im Anschluss an die Fixiereinrichtung 12.
    • Verzeichnis der verwendeten Bezugszeichen
    • 1
    Ballen mit paralleler Stängellage
    2
    Trennwerkzeuge
    3
    Transportwalzen
    4
    Transportband
    5
    Trennmesser
    6
    Stängelabschnitte
    7
    Pufferbehälter
    8
    Streueinrichtung
    9
    Unteres Trägermaterial
    11
    Oberes Trägermaterial
    12
    Fixiereinrichtung
    13
    Halbzeugrolle
    14
    Andrückwalzen
    15
    Stängelmatte
    16
    Transportband
    17
    Walzenpaar

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung von Verbundbauteilen dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundbauteile eine
    Stängelmatte (15) aus feldseitig unbehandelten, ungerösteten, feldtrockenen und gequetschten Flachsfaserstängelabschnitten (6) in ungeordneter Verteilung oder geordneter Ausrichtung im wesentlichen zwischen einem unteren Trägermaterial (9) und einem oberen Trägermaterial (11) umfassen, wobei man
    (a) unbehandelte, ungeröstete, feldtrockene, Wurzel- und Samenbestandteil-freie Pflanzenfaserstängel auf eine Länge von 1 bis 15 cm Stängelabschnitte (6) kürzt und über ein Quetsch-/ Scherwalzwerk vorbehandelt, wobei weder die Faserstruktur beschädigt, noch ein Ablösen einzelner Stängelbestandteile von der Faser bewirkt wird,
    (b) anschließend auf ein unteres Trägermaterial (9) streut,
    (c) die Stängelabschnitte (6) auf dem unteren Trägermaterial (9) fixiert,
    (d) ein oberes Trägermaterial (11) auf die Stängelmatte (15) aufbringt,
    (e) den erhaltenen Verbund als Halbzeug in Rollen oder Zuschnitt überführt und
    (f) in an sich bekannter Weise zu dem gewünschten Verbundbauteil verarbeitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Schritt (b) auf ein unteres
    Trägermaterial (9) unter Beibehaltung der Faserrichtung streut.
  3. Verbundbauteil erhältlich nach Anspruch 1 oder 2, wobei
    das untere
    Trägermaterial (9) und/oder das obere
    Trägermaterial (11)
    Polyolefin, insbesondere Polyethylen und/oder Polypropylen sowie Polyester und/oder Viskose enthält.
  4. Verbundbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachsfaserstängelabschnitte (6) eine Länge von 3 bis 10 cm aufweisen.
  5. Verbundbauteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich zum strukturgebenden Halbzeug, das im wesentlichen fixierte Stängelabschnitte (6) enthält, weitere Oberflächenschichten aufweist.
  6. Verbundbauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzliche Materialkomponenten aufweist.
  7. Vorrichtung zur Herstellung von Verbundbauteilen nach einem der Ansprüche 3 bis 6 umfassend ein Werkzeug mit
    entsprechend angeordneten Trennwerkzeugen (2), die Pflanzenfaserstängel von Wurzel - und Samenbestandteilen befreien,
    Trennmessern (5) zur Erzeugung von Stängelabschnitten (6) in einem variierbaren Abstand,
    Quetscheinrichtungen
    Ablageeinrichtungen mit Transportwalzen (3) für ein unteres Trägermaterial (9) unterhalb der Quetscheinrichtung,
    Streueinrichtungen (8) zum Aufstreuen der Stängelabschnitte (6) auf das untere Trägermaterial (9),
    Fixiereinrichtungen (12) zum Fixieren der Stängelabschnitte (6) auf dem unteren Trägermaterial (9),
    Transporteinrichtungen (16) zum Transport des mit den Stängelabschnitten (6) versehenen unteren Trägermaterials (9) zu einem Andrückwalzenpaar (14),
    Transporteinrichtungen (16) zur Ablage des oberen Trägermaterials (11) auf dem mit Stängelabschnitten (6) versehenen unteren Trägermaterial (9) und zum Transport zum Andrückwalzenpaar (14) und
    Wickeleinrichtungen zur Herstellung einer Halbzeugrolle (13) und/oder eine Stanzeinrichtung zur Herstellung eines ebenen Zuschnitts.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Quetscheinrichtung (10) strukturierte gegenläufig rotierende Walzenpaare (17) aufweist, die hinsichtlich Prozessspalt wie auch in ihrer Drehzahl und auch der Geschwindigkeit zueinander verstellbar angeordnet sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Zusatzeinrichtung zur Fertigstellung der Verbundbauteile im Anschluss an die Fixiereinrichtung (12).
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