WO2001094449A1 - Verbundstoff, verfahren zur herstellung eines produkts aus einem verbundstoff und verfahren zur herstellung eines formkörpers aus einem verbundstoff - Google Patents

Verbundstoff, verfahren zur herstellung eines produkts aus einem verbundstoff und verfahren zur herstellung eines formkörpers aus einem verbundstoff Download PDF

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WO2001094449A1
WO2001094449A1 PCT/EP2001/005761 EP0105761W WO0194449A1 WO 2001094449 A1 WO2001094449 A1 WO 2001094449A1 EP 0105761 W EP0105761 W EP 0105761W WO 0194449 A1 WO0194449 A1 WO 0194449A1
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bast fiber
fiber plants
composite
comminuted
binder
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PCT/EP2001/005761
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Inventor
Nikolai Strub
Original Assignee
Schmermund Verpackungstechnik Gmbh
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/045—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with vegetable or animal fibrous material

Definitions

  • the invention relates to a composite material for the production of moldings, comprising at least one binder, at least one filler and 1 at least one reinforcing agent.
  • the invention further relates to a method for producing a product from a composite and a method for producing a molded body from a corresponding composite.
  • plastics for high-quality applications are either synthetically complex polymerized, or a lower-quality polymer matrix is mixed with glass, carbon or aramid fibers with up to 40% to reinforce them. A high amount of energy is required to produce such fibers.
  • natural fibers that have already been broken down, such as flax or silica are currently being incorporated into synthetic plastic matrices in order to create a replacement for glass fibers. A replacement for glass fibers has not yet been achieved in terms of strength.
  • a composite for the production of moldings comprising at least one binder, at least one filler and at least one reinforcing agent, which is further developed in that the at least one filler and the at least one reinforcing agent are comminuted bast fiber plants and / or whole bast fiber plants ,
  • the term "composite” includes in particular the term “composite”.
  • the filler and the reinforcing agent are particularly preferably comminuted bast fiber plants which are essentially not digested, but only cut.
  • a preferred composite is further developed in that the bast fiber plants and / or the shredded bast fiber plants are essentially present in the natural composition of the plant components.
  • the plant components wood, fibers
  • the plant components are usually present as a unit, separated, opened up or still partially adhering to each other.
  • a partial or complete separation of wood (cockroach) and fibers can occur. This also has advantages.
  • cockroaches are parts of the shredded, woody inner part of the plant stem.
  • the comminuted bast fiber plants particularly preferably comprise few cockroaches which are detached from or partially detached from bast fibers.
  • the natural composition of the plant constituents means in particular that they are still present in their natural proportions.
  • the bast fiber plants and / or the comminuted bast fiber plants are preferably dried. Also preferred are bast fiber plants and / or the comminuted bast fiber plants hemp, flax, kenaf, nettle and / or oil linen.
  • the dried and shredded or cut bast fiber plants in the natural composition of the plant constituents which are preferably to be used as fillers and reinforcing materials, have a much higher tensile strength than other natural fibers, so that they are suitable for use in technical high-quality composite polymers are predestined.
  • the fiber portion acts as a reinforcing agent and the shingles 1 essentially as a filler.
  • the binder preferably comprises synthetic and / or native monomers and / or polymers, technologically high-quality composites are possible.
  • native also means in particular biogenic.
  • a native or biogenic monomer is, for example, lactic acid, a breakdown product from the fermentation process.
  • Native or biogenic polymers are, for example, starch from the family of the polysaccharides that are vegetable, lignin or keratin from the family of the proteins that are animal. Biogenic or native polymers or monomers can also be other known materials.
  • Synthetic polymers are, for example, polyethylene, polypropylene, polystyrene and other polymers.
  • the polymers are preferably thermoplastic and serve as a plastic matrix.
  • the synthetic polymers are preferably made from petrochemical base substances.
  • Additives can preferably also be provided. These are, for example, adhesion promoters between the at least one filler and the at least one reinforcing agent and the matrix or the binder. In this case, additives are particularly suitable for reducing the combustibility and decomposability of the bast fiber plants and / or the comminuted bast fiber plants and / or the com pounds.
  • binder in particular also means matrix.
  • the reinforcing agents and the fillers are particularly preferably essentially completely enclosed by the binder and fixed in place.
  • At least one filler and the at least one reinforcing agent are preferably connected to one another essentially, in particular in natural form, a particularly cost-effective composite can be realized.
  • the composite preferably also contains at least one blowing agent, it is possible to foam the composite so that, for example, insulation materials can be produced.
  • the blowing agent is preferably chemically and / or physically active.
  • a chemical blowing agent is preferably, for example, a foam-producing material or, for example, sodium bicarbonate (baking powder).
  • a physically active blowing agent is, for example, preferably water or co 2 .
  • the at least one filler and / or the at least one reinforcing agent preferably functions as a carrier for at least one blowing agent and / or a foaming agent, a particularly simple possibility of producing corresponding composites and thus also corresponding shaped bodies is possible.
  • the water already present or additionally applied in the plants or parts of plants is particularly suitable here, which leads to foaming of the matrix or the binder at processing temperatures beyond 100 ° C. In this way, inexpensive and harmless blowing agents can be easily manufactured.
  • the moisture content of the plant parts can vary, for example, in the case of hemp between 3% and 40%, with about 12% residual moisture usually being present in the plant parts after a normal drying process.
  • the composite material can preferably be produced by means of extrusion, injection molding and / or strand laying.
  • a method for producing a product, in particular a granulate, from the aforementioned composite preferably comprises the following method steps:
  • the granulation can also take place after the material has completely solidified by cutting the extrudate.
  • This preferred injection molding process makes it easy to produce, in particular, moldings from the aforementioned composites, in particular comminuted bast fiber plants being used.
  • the bast fiber plants or the comminuted bast fiber plants or thereafter are mixed and / or mixed with the melted binder.
  • the bast fiber plants and / or the comminuted bast fiber plants are preferably added before the at least one binder is melted.
  • the shredded bast fiber plants are preferably shredded in such a way that they have a fraction of up to 3 mm.
  • the mixture of the at least one binder and the bast fiber plants and / or the comminuted bast fiber plants is preferably heated in such a way that at least one blowing agent is caused to drive. This preferred embodiment foams the mixture and in particular the binder. This measure makes it possible, for example, to produce an insulating material in a simple manner.
  • the temperature is preferably 100 ° C. or higher and the blowing agent is water, which is present or added in the bast fiber plants or the comminuted bast fiber plants and / or in the filler and / or the reinforcing material, particularly simple and inexpensive foaming is possible ,
  • the bast fiber plants and / or the comminuted bast fiber plants are preferably dried before being added or fed to the binder. Furthermore, the bast fiber plants and / or the comminuted bast fiber plants are preferably enriched with water and / or another blowing agent before they are added to the binder. Additionally or alternatively, a blowing agent can be added to the binder before or after adding the shredded bast fiber plants. This measure according to the invention enables an increased foaming effect.
  • a further method for producing a molded body from a composite material which is described above, preferably comprises the following method steps:
  • the mixture is preferably heated to such an extent that at least one blowing agent is caused to drive, insulating material or sound and / or heat-insulating molded articles can be produced in a simple manner.
  • the temperature is preferably 100 ° C. or higher, and the blowing agent is preferably water which is present or added in the bast fiber plants or the comminuted bast fiber plants or in the filler and / or the reinforcing material.
  • the bast fiber plants and / or the comminuted bast fiber plants are preferably dried before being mixed with the at least one binder. Furthermore, the bast fiber plants and / or the comminuted bast fiber plants are preferably enriched with water and / or at least one further blowing agent before being mixed with the binder. Additionally or alternatively, a blowing agent can be added to the binder before or after adding the shredded bast fiber plants.
  • a molded body preferably consists at least partially of a composite material which has been described above and / or is preferably produced by one of the methods described above.
  • long bast fiber plant fractions have an advantage.
  • Thermoplastics filled with bast fiber plants can be used, for example, as sheet goods or as semi-finished products for the production of window sills or the like.
  • the Que 1 behavior of such shaped bodies due to exposure to water is very low.
  • Moldings that can be produced are, for example, preferably wall, floor and embankment fastenings, base plates with hubs that are non-slip on the top and have an anchor on the underside, for example, posts, pasture or garden fences, planters, rearing poles, shaft and pipe covers, housings for Waste baskets, feeding troughs, leak bowls, dog houses, high seats, block playhouses, climbing towers, garden furniture, park benches and the like.
  • Corresponding moldings are also suitable as visual and noise barriers.
  • Recycled materials are particularly preferably used as binders.
  • the correspondingly preferably produced moldings are suitable for use in road construction and as components for securing in the slope and embankment area. As already indicated, they can function as insulation materials or as large-scale injection molded articles, such as surfboards, boogie boards and similar devices.
  • a device can be used in particular for comminuting the fibrous plants, although the fibrous plant material cannot be pressed and is not broken open, but instead is only cut to the desired length.
  • the fiber plant material is transferred into a receiving shaft, namely into a receiving shaft of a tobacco cutter known in the tobacco processing industry and conveyed to a mouthpiece, where it is cut into sections of the desired length by means of a cutting device with rotating or linearly moving knives.
  • a separation and separate further treatment of the fiber components and the wood and shaving components e is preferably not provided within the scope of this invention.
  • Bast fiber plant fractions from 0.1 to 150 mm, in particular from 2 mm to 50 mm, are preferably provided.
  • fiber fractions of 2 mm are used, with a proportion of the fibers of up to 40% preferably being used.
  • a fiber content of up to 70% can preferably be realized.
  • PE-HD High-density polyethylene
  • PP polypropylene homopolymer
  • PS polystyrene
  • starch (MaterialBi, Y-Type) are preferably used as matrix materials or binders.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbundstoff für die Herstellung von Formkörpern, enthaltend wenigstens ein Bindemittel, wenigstens einen Füllstoff und wenigstens ein Verstärkungsmittel. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der wenigstens eine Füllstoff und das wenigstens eine Verstärkungsmittel zerkleinerte Bastfaserpflanzen und/oder ganze Bastfaserpflazen sind. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines Produkts, insbesondere eines Granulats, aus einem Verbundstoff, das folgende Verfahrensschritte umfasst: Beschichten eines Extruders mit wenigstens einem Bindemittel und Bastfaserpflanzen und/oder zerkleinerten Bastfaserpflanzen, Aufschmelzen wenigstens eines Bindemittels, Extrudieren des Materials, Granulieren des extrudierten Materials, und Erstarren des Materials nach Erkalten. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem Verbundstoff, das wenigstens folgende Verfahrensschritte umfasst: Zuführen eines Granulats aus dem Verbundstoff in eine Spritzgiessmaschine, Aufschmelzen des Granulats, Spritzen des aufgeschmolzenen Materials, insbesondere unter Druck, und Erstarren des Verbundstoffs in der Form des Erkaltens. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem Verbundstoff, das sich durch die folgenden Verfahrensschritte auszeichnet: Zuführen eines Gemisches aus wenigstens einem Bindemittel und Bastfaserpflanzen und/oder zerkleinerten Bastfaserpflanzen, insbesondere in deren natürlicher Zusammensetzung in eine Strangpresse oder eine Strangablagevorrichtung, und Strangpressen oder Strangablegen des Gemisches, wobei das Gemisch wenigstens teilweise aufgeschmolzen wird.

Description

Verbundstoff, Verfahren zur Herstellung eines Produkts aus einem Verbundstoff und Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem Verbundstoff
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Verbundstoff für die Herstellung von Formkörpern, enthaltend wenigstens ein Bindemittel, wenigstens einen Füllstoff und1 wenigstens ein Verstarkungsmittel. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Produkts aus einem Verbundstoff sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem entsprechenden Verbundstoff.
Um den steigenden Anforderungen an technologisch hochwertigen Formteilen aus thermoplastischen Formmaßen gerecht werden zu können, werden oft kostspielige und zeitintensive Forschungen und Entwicklungen seitens der Rohstofflieferanten durchgeführt. Hierbei zielen die Entwicklungen auf immer kompliziertere Molekularaufbau- ten hin, um z.B. eine noch höhere Formbeständigkeit bei Wärme oder eine noch bessere Kälteschlagzähigkeit der Materialien oder eine noch bessere Trittfestigkeit zu erlangen. Auch werden viele Forschungs- und Entwicklungsgelder dafür verwendet, synthetisch hergestellte Glas-, Kohle- oder Aramidfasern mit einer sogenannten Schlichte, also einem Haftvermittler zwischen der Verstärkungsfaser und der Polymermatrix, zu entwickeln, um Kunststoff-Compounds oder Kunststoffverbindungen mit einer erhöhten Festigkeit zu erhalten. Alle diese Entwicklungen werden immer detaillierter und komplexer, wodurch die technischen Kunststoffe immer teurer werden.
Derzeit werden Kunststoffe für hochwertige Anwendungen entweder synthetisch aufwendig polymeri siert , oder aber einer minderwertigeren Polymermatrix werden Glas-, Kohle- oder Aramidfasern mit bis zu 40 % zu r Verstärkung zugemischt. Zur Herstellung derartiger Fasern ist ein hoher Energieaufwand notwendig. Ferner werden derzeit bereits aufgeschlossene Naturfasern wie Flachs oder Si- sal in synthetische Kunststoffmatrices eingearbeitet, um so einen Ersatz für Glasfasern zu schaffen. Ein Ersatz für Glasfasern wurde allerdings hinsichtlich der Festigkeit noch nicht erreicht.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verbundstoff für die Herstellung eines Produkts aus dem Verbundstoff sowie ein Verfahren für die Herstellung von Formkörpern und entsprechende Herstellungsverfahren anzugeben, mit denen es möglich ist, diese kostengünstig und mit möglichst wenig synthetischen Produkten auf der Basis von Rohöl herzustellen, wobei insbesondere ein Beitrag zur Reduktion der CC -Emi ssionen geleistet werden soll. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen technologisch hochwertigen Verbundstoff für die Herstellung von Formkörpern zur Verfügung zu stellen. Diese sollen möglichst ohne aufwendige Synthesefaserproduktionen auskommen und preisgünstig sein und unter einer geringen Aufwendung von Energie herstellbar sein.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Verbundstoff für die Herstellung von Formkörpern, enthaltend wenigstens ein Bindemittel, wenigstens einen Füllstoff und wenigstens ein Verst rkungsmittel, der dadurch weitergebildet ist, daß der wenigstens eine Füllstoff und das wenigstens eine Verstarkungsmittel zerkleinerte Bastfaserpflanzen und/oder ganze Bastfaserpflanzen sind.
Durch diese erfindungsgemäße Weiterbildung üblicher Verbundstoffe sind technologisch hochwertige Verbundstoffe erreichbar, da Bastfaserpflanzen eine sehr hohe Zugfestigkeit aufweisen und damit in technologisch hochwertigen Verbundpolymeren insbesondere sehr gut verwendbar sind. Außerdem sind so entsprechende Verbundstoffe oder Co pounds herstellbar, die zu einem großen Teil oder vollständig auf Basis nachwachsender Rohstoffe bestehen, wodurch diese CO^-neutral sind. Aufgrund der entfallenden Polymerisationstechnologie sowie des Ent- fallens der aufwendigen und teuren Synthesefaserproduktion sind derartige Verbundstoffe und daraus hergestellte Formkörper wesentlich preisgünstiger und unter Einsatz wesentlich geringerer Energiemengen zu produzieren.
Im Rahmen dieser Erfindung umfaßt der Begriff "Verbundstoff" insbesondere den Begriff "Verbundwerkstoff". Besonders vorzugsweise sind der Füllstoff und das Verstarkungsmittel zerkleinerte Bastfaserpflanzen, die im wesentlichen nicht aufgeschlossen sind, sondern lediglich geschnitten sind. Insbesondere ist ein bevorzugter Verbundstoff dadurch weitergebildet, daß die Bastfaserpflanzen und/oder die zerk einerten Bastfaserpflanzen im wesentlichen in der natürlichen Zusammensetzung der Pflanzenbestandteile vorliegen. Normalerweise liegen die Pflanzenbestandteile (Holz, Fasern) als Einheit, separiert, aufgeschlossen oder noch teilweise aneinander haftend vor. Beim Schneiden der Bastfaserpflanzen kann eine teilweise oder gänzliche Trennung von Holz (Schabe) und Fasern eintreten. Dies hat durchaus auch Vorteile.
Als Schaben werden im hier vorliegenden Zusammenhang Teile des zerkleinerten verholzten Innenteils der Pflanzenstengel bezeichnet.
Insbesondere vorzugsweise umfassen die zerklei erten Bastfaserpflanzen wenig Schaben, die von Bastfasern gelöst sind bzw. teilweise gelöst sind. Unter natürlicher Zusammensetzung der Pflanzenbestandteile ist insbesondere gemeint, daß diese noch in ihren natürlichen Mengenanteilen vorhanden sind.
Vorzugsweise sind die Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen getrocknet. Ferner vorzugsweise sind Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen Hanf, Flachs, Kenaf, Brennessel und/oder Ölleinen. Die als Füll- und Verstärkungsstoffe vorzugsweise zu verwendenden getrockneten und zerkleinerten bzw. geschnittenen Bastfaserpflanzen in der natürlichen Zusammensetzung der Pflanzenbestandteile weisen eine wesentlich höhere Zugfestigkeit als andere Naturfasern auf, so daß diese für den Einsatz in tech- nologisch hochwertigen Verbundpolymeren prädestiniert sind. Dabei wirkt der Faseranteil als Verstarkungsmittel und der Schäbenantei 1 im wesentlichen als Füllstoff. Bei Ausnutzung der natürlichen Zusammensetzung der Pflanzenbestandteile ist es nicht nötig, nach dem Zerkleinern oder wenigstens teilweise Aufschließen des Materials ein relativ aufwendiges Sichten und nachträgliches Zudosieren durchzuführen.
Wenn vorzugsweise das Bindemittel synthetische und/oder native Mono ere und/oder Polymere umfaßt, sind technologisch hochwertige Verbundstoffe möglich. Nativ bedeutet im Rahmen dieser Erfindung insbesondere auch biogen. Ein natives bzw. biogenes Monomer ist beispielsweise Milchsäure, ein Abbauprodukt aus dem Fermentationsprozeß. Native bzw. biogene Polymere sind beispielsweise Stärke aus der Familie der Polysaccharide, die pflanzlich sind, Lignin oder aber Keratin aus der Familie der Proteine, die tierisch sind. Biogene bzw. native Polymere oder Monomere können auch andere bekannte Materialien sein. Synthetische Polymere sind beispielsweise Poly- ethylen, Polypropylen, Polystyrol und andere Polymere. Vorzugsweise sind die Polymere thermoplastisch und dienen als Kunststoffmatrix. Die synthetischen Polymere sind vorzugsweise aus petrochemi sehen Grundsubstanzen hergestel lt.
Vorzugsweise können auch Additive vorgesehen sein. Diese sind beispielsweise Haftvermittler zwischen dem wenigstens einen Füllstoff und dem wenigstens einen Verstarkungsmittel und der Matrix bzw. dem Bindemittel. Hierbei eignen sich insbesondere Zusätze zum Reduzieren der Brenn- und Zersetzbarkeit der Bastfaserpflanzen und/oder der zerkleinerten Bastfaserpflanzen und/oder des Com- pounds. Im Rahmen dieser Erfindung bedeutet Bindemittel insbesondere auch Matrix.
Insbesondere vorzugsweise werden die Verstarkungsmittel und die Füllstoffe im wesentlichen vollständig durch das Bindemittel umschlossen und an ihrem Ort fixiert.
Wenn vorzugsweise der wenigstens eine Füllstoff und das wenigstens eine Verstarkungsmittel im wesentlichen, insbesondere in natürlicher Form, miteinander verbunden sind, ist ein besonders kostengünstiger Verbundstoff real i sierbar .
Wenn vorzugsweise der Verbundstoff außerdem wenigstens ein Treibmittel enthält, ist es möglich, den Verbundstoff aufzuschäumen, um so beispielsweise Dämmstoffe herstellen zu können. Vorzugsweise ist das Treibmittel chemisch und/oder physikalisch .wirkend. Ein chemisch wirkendes Treibmittel ist beispielsweise vorzugsweise ein schaumerzeugendes Material oder beispielsweise Na- triumbi carbonat (Backpulver). Ein physikalisch wirkendes Treibmittel ist beispielsweise vorzugsweise Wasser oder co2.
Wenn vorzugsweise der wenigstens eine Füllstoff und/oder das wenigstens eine Verstarkungsmittel als Träger für wenigstens ein Treibmittel und/oder ein Schäummittel fungiert, ist eine besonders einfache Möglichkeit der Herstellung entsprechender Verbundstoffe und damit auch entsprechender Formkörper möglich. Besonders gut eignet sich hierbei das in den Pflanzen bzw. Pflanzenteilen bereits vorhandene oder zusätzlich applizierte Wasser, das bei Verarbeitungstemperaturen jenseits von 100° C zu einem Aufschäumen der Matrix bzw. des Bindemittels führt. Auf diese Weise können preisgünstig und unter Ver- endung von unbedenklichen Treibmitteln auf leichte Art Dämmstoffe gefertigt werden. Der Feuchtegehalt der Pflanzenteile kann beispielsweise bei Hanf zwischen 3 % und 40 % variieren, wobei nach einem normalen Trocknungsvorgang üblicherweise ca. 12 % Restfeuchte in den Pflanzenteilen enthalten ist.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung der genannten Pflanzen und Pflanzenteile ist die geringere Verschleißwirkung im Gegensatz zu Synthesefasern auf entsprechenden Verarbeitungsmaschinen, so daß die Standzeiten von Com- poundier- und Produktionsmaschinen verlängert werden. Außerdem ist die Verarbeitung von Naturfasern im Gegensatz zur Verarbeitung von Glasfasern gesundheitlich unbedenklich, so daß weniger Schutzmaßnahmen getroffen werden müssen.
Vorzugsweise ist der Verbundstoff mittels Extrusion, Spritzgießen und/oder Strangablegen herstellbar.
Vorzugsweise umfaßt ein Verfahren zur Herstellung eines Produkts, insbesondere eines Granulats, aus einem vorgenannten Verbundstoff die folgenden Verfahrensschritte:
- Beschicken eines Extruders mit wenigstens einem Bindemittel und Bastfaserpflanzen und/ oder zerkleinerten Bastfaserpflanzen,
- Aufschmelzen wenigstens eines Bindemittels,
- Extrudieren des Materials,
- Granulieren des extrudierten Materials, und - Erstarren des Verbundstoffs durch Erkalten.
Das Granulieren kann auch nach dem vollständigen Erstarren des Materials durch Schneiden des Extrudats erfolgen.
Zum Herstellen von Formkörpern aus dem extrudierten und granulierten Material wird dieses in folgenden Verfahrensschritten weiterverarbeitet:
- Zuführen des Granulats in eine Spritzgießmaschine,
- Spritzen des aufgeschmolzenen Materials in eine Form, insbesondere unter hohem Druck, und
- Erstarren des Verbundstoffs in der Form durch Erkal ten.
Durch dieses bevorzugte Spritzgießverfahren ist eine einfache Herstellbarkeit insbesondere von Formkörpern aus den vorgenannten Verbundstoffen möglich, wobei insbesondere zerkleinerte Bastfaserpflanzen Verwendung finden .
Vorzugsweise erfolgt beim Hinzugeben der Bastfaserpflanzen oder der zerkleinerten Bastfaserpflanzen oder danach eine Vermengung und/oder Vermischung dieser mit dem aufgeschmolzenen Bindemittel. Ferner vorzugsweise werden die Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen vor dem Aufschmelzen des wenigstens einen Bindemittels hinzugegeben. Vorzugsweise sind die zerkleinerten Bastfaserpflanzen derart zerkleinert, daß sie eine Fraktion von bis zu 3 mm aufweisen. Vorzugsweise wird das Gemisch aus dem wenigstens einem Bindemittel und den Bastfaserpflanzen und/oder den zerkleinerten Bastfaserpflanzen derart aufgeheizt, daß wenigstens ein Treibmittel zum Treiben veranlaßt wird. Durch dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel erfolgt ein Aufschäumen des Gemisches und insbesondere des Bindemittels. Durch diese Maßnahme ist es auf einfache Art und Weise möglich, beispielsweise einen Dämmstoff herzustellen. Wenn vorzugsweise die Temperatur bei 100° C oder höher liegt und das Treibmittel Wasser ist, das in den Bastfaserpflanzen oder den zerkleinerten Bastfaserpflanzen und/oder in dem Füllstoff und/oder dem Verstärkungsstoff vorhanden ist oder zugegeben wird, ist eine besonders einfache und kostengünstige Aufschäumung möglich.
Vorzugsweise werden die Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen vor dem Zugeben bzw. Zuführen zu dem Bindemittel getrocknet. Ferner vorzugsweise werden die Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen vor dem Zugeben zu dem Bindemittel mit Wasser und/oder einem weiteren Treibmittel angereichert. Zusätzlich oder alternativ kann dem Bindemittel vor oder nach dem Zusetzen der zerkleinerten Bastfaserpflanzen ein Treibmittel zugesetzt werden. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme ist eine erhöhte Aufschäumwirkung möglich.
Vorzugsweise umfaßt ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem Verbundstoff, der vorstehend beschrieben ist, die folgenden Verfahrensschritte:
- Zuführen eines Gemisches aus wenigstens einem Bindemittel und Bastfaserpflanzen und/oder zerkleinerten Bastfaserpflanzen, insbesondere in deren natürlicher Zusammensetzung, in eine Strangpresse oder eine Strangablagevorrichtung, und
- Strangpressen oder Strangablegen des Gemisches, wobei das Gemisch wenigstens teilweise aufgeschmolzen wird.
Durch dieses vorzugsgemäße Verfahren können beispielsweise große Platten oder Halbzeuge hergestellt werden. Wenn vorzugsweise das Gemisch so stark erwärmt wird, daß wenigstens ein Treibmittel zum Treiben veranlaßt wird, können auf einfache Art und Weise Dämmaterial ien bzw. schall- und/oder wärmedämmende Formkörper hergestellt werden. Vorzugsweise liegt die Temperatur bei 100° C oder höher und vorzugsweise ist das Treibmittel Wasser, das in den Bastfaserpflanzen oder den zerkleinerten Bastfaserpflanzen oder in dem Füllstoff und/oder dem Verstärkungsstoff vorhanden ist oder zugegeben wird.
Vorzugsweise werden die Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen vor dem Vermischen mit dem wenigstens einen Bindemittel getrocknet. Ferner vorzugsweise werden die Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen vor dem Vermischen mit dem Bindemittel mit Wasser und/oder wenigstens einem weiteren Treibmittel angereichert. Zusätzlich oder alternativ kann dem Bindemittel vor oder nach dem Zusetzen der zerkleinerten Bastfaserpflanzen ein Treibmittel zugesetzt werden. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme ist eine erhöhte Aufschäumwirkung möglich. Durch diese vorzugsweise Ausgestaltung des Verfahrens kann eine erhöhte Aufschäumwirkung erzielt werden. Vorzugsweise besteht ein Formkörper wenigstens teilweise aus einem Verbundstoff, der vorstehend beschrieben wurde und/oder vorzugsweise nach einem der vorbeschriebenen Verfahren hergestellt ist. Bei Formkörpern in Form von Platten haben lange Bastfaserpflanzenfraktionen einen Vorteil. Mit Bastfaserpflanzen gefüllte Thermoplaste können beispielsweise als Plattenware oder als Halbzeuge für die Herstellung von Fensterbänken oder ähnlichem herangezogen werden. Das Que 1 verhal ten derartiger Formkörper aufgrund von Wassereinwirkung ist sehr gering. Herstellbare Formkörper sind beispielsweise vorzugsweise Wand-, Boden- und Böschungsbefestigungen, Bodenplatten mit Nabungen, die auf der Oberseite rutschfest sind und auf der Unterseite beispielsweise einen Anker aufweisen, Pfosten, Weide- oder Gartenzäune, Pflanzenkübel, Aufzuchtstangen, Schacht- und Rohrabdekkungen, Umhausungen für Abfallkörbe, Futtertröge, Leckschalen, Hundehütten, Hochsitze, Bl ockspiel häuser , Klettertürme, Gartenmöbel, Parkbänke und ähnliches. Außerdem eignen sich entsprechende Formkörper auch als Sicht- und Lärmschutzwände.
Insbesondere vorzugsweise werden als Bindemittel recy- celte Materialien verwendet. Die entsprechend vorzugsweise hergestellten Formkörper eignen sich für den Einsatz im Straßenbau und als Bauelemente für die Sicherung im Hang- und Böschungsbereich. Sie können, wie schon angedeutet, als Dämmstoffe fungieren oder als groß ausgelegte Spritzgußartikel, wie beispielsweise Surfboards, Boogieboards und ähnliche Vorrichtungen.
Zur Zerkleinerung der Faserpflanzen kann insbesondere eine Vorrichtung gemäß der WO 00/14312 Verwendung finden, wobei allerdings das Faserpflanzenmaterial nicht zu pressen ist und auch nicht aufgebrochen wird, sondern lediglich in gewünschter Länge zerschnitten wird. Hierzu wird das Faserpflanzenmaterial in einen Aufnahmeschacht überführt, und zwar in einen Aufnahmeschacht eines in der tabakverarbeitenden Industrie bekannten Tabakschneiders und zu einem Mundstück befördert und dort mittels einer Schneideinrichtung mit umlaufenden oder linear bewegten Messern in Abschnitte gewünschter Länge zerschnitten. Eine Separierung und getrennte Weiterbehandlung der Faseranteile und der Holz- und Schäbenanteil e ist vorzugsweise im Rahmen dieser Erfindung nicht vorgesehen.
Vorzugsweise sind Bastfaserpflanzenfraktionen von 0,1 bis 150 mm, insbesondere von 2 mm bis 50 mm, vorgesehen. Bei einem vorzugsweisen Spritzgießverfahren werden Faserfraktionen von 2 mm verwendet, wobei ein Anteil der Fasern von bis zu 40 % vorzugsweise Verwendung findet.
Bei einem vorzugsweise durchzuführenden Strangablegeverfahren ist vorzugsweise ein Faseranteil von bis zu 70 % real i si erbar .
Als Matrixmaterialien bzw. Bindemittel finden vorzugsweise Polyethylen hoher Dichte (PE-HD), Polypropylen Homopolymerisat (PP), Polystyrol (PS) und Stärke (Ma- terBi, Y-Type) Anwendung.

Claims

Patentansprüche
1. Verbundstoff für die Herstellung von Formkörpern, enthaltend wenigstens ein Bindemittel, wenigstens einen Füllstoff und wenigstens ein Verstarkungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Füllstoff und das wenigstens eine Verstarkungsmittel zerkleinerte Bastfaserpflanzen und/oder ganze Bastfaserpflanzen sind.
2. Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zerkleinerten Bastfaserpflanzen und/oder die ganzen Bastfaserpflanzen in der natürlichen Zusammensetzung der Pflanzenbestandteile vorliegen.
3. Verbundstoff nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen getrocknet sind.
4. Verbundstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen Hanf, Flachs, Gute, Kenaf, Brennessel und/oder Ölleinen sind.
5. Verbundstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel synthetische und/oder native Monomere und/oder Polymere umfaßt.
6. Verbundstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Füllstoff und das wenigstens eine Verstarkungsmittel im wesentlichen, insbesondere in natürlicher Form, miteinander verbunden sind.
7. Verbundstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundstoff außerdem wenigstens ein Treibmittel enthält.
8. Verbundstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel chemisch und/oder physikalisch wirkend ist.
9. Verbundstoff nach Anspruch 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Füllstoff und/oder das wenigstens eine Verstarkungsmittel als Träger für wenigstens ein Treibmittel fungiert.
10. Verbundstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundstoff mittels Extrusion, Spritzgießen und/oder Strangablegen herstellbar ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Produkts, insbesondere eines Granulats, aus einem Verbundstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch wenigstens folgende Verfahrensschritte:
- Beschichten eines Extruders mit wenigstens einem Bindemittel und Bastfaserpflanzen und/ oder zerkleinerten Bastfaserpflanzen,
- Aufschmelzen wenigstens eines Bindemittels,
- Extrudieren des Materials,
- Granulieren des extrudierten Materials, und
- Erstarren des Materials durch Erkalten.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulieren sowohl vor als auch nach dem Erstarren des Verbundstoffs erfolgen kann.
13. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem Verbundstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch wenigstens folgende Verfahrensschritte:
- Zuführen eines Granulats aus dem Verbundstoff in eine Spritzgießmaschine,
- Aufschmelzen άe s Granulats,
- Spritzen des aufgeschmolzenen Materials, insbesondere unter hohem Druck, und - Erstarren des Verbundstoffs in der Form durch Erkalten.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat nach einem oder beiden der Ansprüche 11 und 12 hergestellt wird.
15. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß beim Hinzugeben der Bastfaserpflanzen und/oder der zerkleinerten Bastfaserpflanzen oder danach eine Vermengung und/oder Vermischung dieser mit dem aufgeschmolzenen Bindemittel erfolgt.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11, 12 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen vor dem Aufschmelzen des wenigstens einen Bindemittels hinzugegeben werden.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11, 12, 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zerkleinerten Bastfaserpflanzen so zerkleinert sind, daß sie eine Fraktion von 0,1 bis 150 mm, insbesondere von 2 bis 50 mm, aufweisen.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11, 12, 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus dem wenigstens einen Bindemittel und den Bastfaserpflanzen und/oder den zerkleinerten Bastfaserpflanzen derart aufgeheizt wird, daß wenigstens ein Treibmittel zum Treiben veranlaßt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur bei 100° C oder höher liegt und daß das Treibmittel Wasser ist, das in den Bastfaserpflanzen und/oder den zerkleinerten Bastfaserpflanzen und/oder in einem weiteren Füllstoff und/oder einem weiteren Verst rkungsmittel vorhanden ist oder zugegeben wird.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11, 12, 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen vor dem Zugeben zu dem Bindemittel getrocknet werden.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11, 12, 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen vor dem Zugeben zu dem Bindemittel mit Wasser und/oder wenigstens einem weiteren Treibmittel angereichert werden .
22. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem Verbundstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch folgende Verfahrens- schri tte :
- Zuführen eines Gemisches aus wenigstens einem Bindemittel und Bastfaserpflanzen und/oder zerkleinerten Bastfaserpflanzen, insbesondere in deren natürlicher Zusammensetzung in eine Strangpresse oder eine Strangablagevorrichtung, und
- Strangpressen oder Strangablegen des Gemisches, wobei das Gemisch wenigstens teilweise aufgeschmolzen wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch so stark erwärmt wird, daß wenigstens ein Treibmittel zum Treiben veranlaßt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur bei 100° C oder höher liegt und daß das Treibmittel Wasser ist, das in den Bastfaserpflanzen und/oder den zerkleinerten Bastfaserpflanzen und/oder in einem weiteren Füllstoff und/oder einem weiteren Verstarkungsmittel vorhanden ist oder zugegeben wird.
25. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen vor dem Vermischen mit dem wenigstens einen Bindemittel getrocknet werden.
26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Bastfaserpflanzen und/oder die zerkleinerten Bastfaserpflanzen vor dem Vermischen mit dem Bindemittel mit Wasser und/oder wenigstens einem weiteren Treibmittel angereichert werden.
27. Formkörper, wenigstens teilweise bestehend aus einem Verbundstoff, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 und/oder hergestellt nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 und/oder 14 und/ oder nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 27.
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