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DE102013219960A1 - Co-extrusion, pultrusion of profiles with carbon waste - Google Patents

Co-extrusion, pultrusion of profiles with carbon waste Download PDF

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DE102013219960A1
DE102013219960A1 DE201310219960 DE102013219960A DE102013219960A1 DE 102013219960 A1 DE102013219960 A1 DE 102013219960A1 DE 201310219960 DE201310219960 DE 201310219960 DE 102013219960 A DE102013219960 A DE 102013219960A DE 102013219960 A1 DE102013219960 A1 DE 102013219960A1
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plastic
carbon fiber
fibers
components
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DE201310219960
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Josef Ulrich
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kunststoffgranulatmischung enthaltend kohlefaserverstärkte Kunststoffmaterialabfälle, sowie eine Formmasse, die einen Anteil an Rezyklat aus kohlefaserverstärktem Kunststoffmaterial umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung von polymeren Werkstoffen, insbesondere Werkstoffe zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, bei denen eine Komponente aus duroplastisch vernetzten Rezyklat-Fasern eines kohlefaserverstärktem Kunststoffabfallmaterials (Carbonfasern) verwendet wird.The invention relates to a Kunststoffgranulatmischung containing carbon fiber reinforced plastic waste material, and a molding composition comprising a proportion of recycled carbon fiber reinforced plastic material, and a method for producing polymeric materials, in particular materials for use in motor vehicles, in which a component of thermosetting reticulated recycled fibers of a carbon fiber reinforced plastic waste material (carbon fibers) is used.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kunststoffgranulatmischung gemäß Anspruch 1, sowie eine Formmasse gemäß Anspruch 5 sowie ein Verfahren zur Herstellung von polymeren Werkstoffen gemäß Anspruch 6.The invention relates to a plastic granulate mixture according to claim 1, as well as a molding composition according to claim 5 and a process for the preparation of polymeric materials according to claim 6.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Kunststoffgranulatmischung enthaltend kohlefaserverstärkte Kunststoffmaterialabfälle, sowie eine Formmasse, die einen Anteil an Rezyklat aus kohlefaserverstärktem Kunststoffmaterial umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung von polymeren Werkstoffen, insbesondere Werkstoffe zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, bei denen eine Komponente aus duroplastisch vernetzten Rezyklat-Fasern eines kohlefaserverstärktem Kunststoffabfallmaterials verwendet wird.More particularly, the invention relates to a plastic granulate mixture containing carbon fiber-reinforced plastic waste material, and a molding composition comprising a proportion of recycled carbon fiber-reinforced plastic material, and a process for the production of polymeric materials, in particular materials for use in motor vehicles, in which a component of thermosettingly crosslinked recycled fibers a carbon fiber reinforced plastic waste material is used.

Im Stand der Technik ist bekannt, Kunststoffe einem Rezyklat-Prozess zuzuführen, um diese in einem späteren Weiterverarbeitungsprozess wieder zu verwenden. So wird z. B. in der DE 19710098 A1 ein Verfahren offenbart zur Erzeugung von Polyethylen-Terephthalat(PET)-Rezyklat aus Flakes, sowie ein nach dem Verfahren erzeugtes PET-Produkt. PET-Produkte finden vielfältig Verwendung, bspw. als Flaschen, qualifizierte Folien und Fasern, medizinische Geräte, insbesondere medizinische Spritzen und medizinische Behältnisse. Dabei ist man bestrebt, die Produkte möglichst vollständig im Wertstoffkreislauf zu führen. Ein wesentliches Problem besteht allerdings darin, dass mit zunehmendem Anteil an PET-Rezyklat die Qualität der Produkte verändert wird.It is known in the prior art to supply plastics to a recyclate process in order to reuse them in a later further processing process. So z. B. in the DE 19710098 A1 discloses a process for producing polyethylene terephthalate (PET) recycled pulp from flakes, and a PET product produced by the process. PET products are used in a variety of applications, for example as bottles, qualified films and fibers, medical devices, in particular medical syringes and medical containers. It is endeavored to lead the products as fully as possible in the recycling cycle. A major problem, however, is that as the proportion of PET recyclate increases, the quality of the products is changed.

Formteile aus polymeren Werkstoffen, die insbesondere im Innenraum von Kraftfahrzeugen zur Anwendung kommen, müssen hohe mechanische und umwelttechnische Anforderungen erfüllen und vor allem bzgl. ihrer mechanischen Eigenschaften, ihrer Oberflächeneigenschaften, ihres Alterungs- sowie ihres Geruchs- und Emissionsverhaltens den Anforderungen genügen. Es ist bekannt, dass für die Herstellung von Bauteilen und Formteilen für den Kraftfahrzeuginnenbereich verschiedene polymere Werkstoffe verwendet werden. Ein typisch verwendeter Werkstoff ist ein glasfaserverstärktes ABS/PC-Material (Polymer-Blend aus Acryl-Butadien/Styrol-Copolymer und Polycarbonat). Dieser Werkstoff weist jedoch eine unzureichende UV-Beständigkeit, schlechte Fließfähigkeiten, ein schlechtes Wärmealterungsverhalten (Zähigkeit und Bruchdehnung nach Wärmelagerung) und ungünstige Oberflächeneigenschaften sowie schlechte Schaumhaftung sowie insbesondere ein schlechtes Geruchsverhalten auf. Unter Geruchsverhalten bei Kunststoffen wird die Neigung verstanden, dass nach einer Klimalagerung und insbesondere einer Temperaturbeaufschlagung von festgelegter Dauer und festgelegter Temperatur die Teile dazu neigen, flüchtige Bestandteile abzugeben, die ein Mensch wahrnehmen kann.Molded parts made of polymeric materials, which are used in particular in the interior of motor vehicles, must meet high mechanical and environmental requirements and above all respect. Their mechanical properties, their surface properties, their aging and their odor and emission behavior meet the requirements. It is known that various polymeric materials are used for the production of components and moldings for the motor vehicle interior. A typical material used is a glass fiber reinforced ABS / PC material (polymer blend of acrylic-butadiene / styrene copolymer and polycarbonate). However, this material has inadequate UV resistance, poor flowability, poor heat aging behavior (toughness and elongation at break after heat storage) and unfavorable surface properties, as well as poor foam adhesion and, in particular, poor odor behavior. Odor behavior in plastics is understood to mean the tendency, after climate storage and in particular temperature exposure of a fixed duration and temperature, to tend to release volatile components which a human being can perceive.

Als weiterer Werkstoff ist im Stand der Technik bekannt ein zäh[?]modifiziertes und glasfaserverstärktes SMA (Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer) zu verwenden. Auch dieser Kunststoff weist nur unzureichende Oberflächeneigenschaften auf und zeigt eine niedrige Wärmeformbeständigkeit sowie eine unzureichende Wärmealterungsbeständigkeit.As a further material is known in the art to use a tough [?] Modified and glass fiber reinforced SMA (styrene-maleic anhydride copolymer). Also, this plastic has only insufficient surface properties and shows a low heat resistance and insufficient heat aging resistance.

Ein weiterer Werkstoff, der für die Herstellung von Formteilen in Fahrzeugen in Betracht kommt, ist PPE/HIPSGF (ein Polymer-Blend aus Polyphenylenether und Hi-Impact-Polystyrol sowie Glasfasern). Dieser Werkstoff weist allerdings ebenfalls unzureichende Fließfähigkeiten auf, eine niedrige UV-Beständigkeit, schlechte Wärmealterung und neigt auch dazu, flüchtige Bestandteile abzugeben, die sich in Form eines unbefriedigenden Geruchsverhaltens äußern.Another material which can be used for the production of molded parts in vehicles is PPE / HIPSGF (a polymer blend of polyphenylene ether and Hi-impact polystyrene and glass fibers). However, this material also has inadequate flowability, low UV resistance, poor heat aging, and also tends to release volatiles that manifest themselves as unsatisfactory odor behaviors.

Im Stand der Technik ist es weiter bekannt für mechanisch stabile Bauteile und Formteile, faserverstärkte Formkunststoffe einzusetzen. Als Verstärkungsfasern werden bei der Herstellung von Konstruktionsteilen zum Beispiel Glasfasern, Naturfasern oder Carbonfasern bzw. Füllstoffe verwendet. Allerdings sind Fasermaterialien, wie Glasfasern teuer. Ein weiterer Nachteil von Glasfasern besteht darin, dass diese relativ schwer sind.In the prior art it is further known for mechanically stable components and moldings to use fiber-reinforced molded plastics. As reinforcing fibers, for example, glass fibers, natural fibers or carbon fibers or fillers are used in the production of structural parts. However, fiber materials such as glass fibers are expensive. Another disadvantage of glass fibers is that they are relatively heavy.

Bei der Herstellung von Fahrzeugteilen sowie Fahrzeuginnenteilen, insbesondere bei der Herstellung von Profilen, werden Extrusions-, Coextrusions- und Pulstrusionsverfahren im Stand der Technik eingesetzt. Allerdings sind die hohen Kosten immer noch ein limitierender Faktor. Die Herstellung von kohlefaserverstärkten Profilen oder Werkstoffen mit diesen Verfahren ist daher erheblich von den Materialkosten und der verwendeten Menge der Fasern beeinflußt.In the production of vehicle parts and vehicle interior parts, in particular in the production of profiles, extrusion, coextrusion and Pulstrusionsverfahren are used in the prior art. However, the high cost is still a limiting factor. The production of carbon fiber reinforced profiles or materials by these methods is therefore significantly affected by the cost of materials and the amount of fibers used.

Es ist daher wünschenswert ein Herstellungsverfahren für Formteile aus polymeren Werkstoffen bereit zu stellen, bei dem die Herstellkosten reduziert sind und ein positiver Umweltfaktor erzielt wird, sprich bei dem der Einfluß auf die Umwelt reduziert wird und Ressourcen geschont werden.It is therefore desirable to provide a manufacturing method for polymer molded parts in which the manufacturing costs are reduced and a positive environmental factor is achieved, that is, the environmental impact is reduced and resources are conserved.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorbesagte Nachteile zu überwinden und insbesondere eine Kunststoffgranulatmischung, eine Formmasse und ein Verfahren bereit zu stellen, welche eine kostengünstige Herstellung von Formteilen aus polymeren Werkstoffen ermöglichen, die ferner gute Verarbeitungseigenschaften zeigen und darüber hinaus eine positive Wirkung auf die Umwelt haben.It is therefore an object of the present invention to overcome said disadvantages and in particular to provide a Kunststoffgranulatmischung, a molding material and a method which allow a cost-effective production of moldings made of polymeric materials, which also show good processing properties and beyond a positive effect on the Have environment.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die für die mechanischen Eigenschaften der polymeren Werkstoffe geeigneten Kohlenstofffasern (Carbonfasern) aus einem Rezyklat-Material zu gewinnen, das einem Kunststoffpolymer beigemischt wird, um dies mittels eines Extrusions-, Coextrusions- oder Pulstrusions-Verfahrens oder dergleichen zu verwenden, um daraus Formteile wie Profile oder Fahrzeug-Interieur-Teile herzustellen.The basic idea of the invention is that of the mechanical properties of the polymeric materials to obtain suitable carbon fibers (carbon fibers) from a recycled material, which is admixed with a plastic polymer to use this by an extrusion, coextrusion or Pulstrusions method or the like, to moldings such as profiles or vehicle interior parts manufacture.

Ein erster Aspekt der Erfindung besteht darin, kohlenfaserverstärkte Kunststoffabfälle bzw. kohlenfaserverstärkte Kunststoffmaterialien mechanisch derart zu zerkleinern, dass daraus Rezyklat-Fasern hergestellt werden, vorzugsweise duroplastisch vernetzte und rieselfähige Rezyklat-Fasern, um diese einer Kunststoffgranulatmischung in einem gewünschten Mischungsverhältnis beizumischen, um dadurch die gewünschten mechanischen und technischen Eigenschaften des Kunststoffpolymers bzw. des Formteils zu erreichen.A first aspect of the invention is to mechanically comminute carbon fiber reinforced plastic or carbon fiber reinforced plastics materials to produce recycled fibers, preferably thermoset crosslinked and free flowing recycled fibers, to admix them to a plastic granule mixture in a desired mixing ratio to thereby provide the desired mechanical and technical properties of the plastic polymer or the molding to achieve.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren, insbesondere ein Extrusions-, Coextrusions- und Pulstrusionsverfahren bereit zu stellen zum Herstellen von Profilen und Formteilen aus Carbonabfällen, d. h. aus Fasern, die durch mechanische Zerkleinerung eines kohlefaserverstärkten Kunststoffabfallmaterials gewonnen wurden.Another aspect of the present invention is to provide a process, particularly an extrusion, coextrusion and pultrusion process, for producing profiles and moldings from carbon wastes, i. H. from fibers obtained by mechanical comminution of a carbon fiber reinforced plastic waste material.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, Formmassen bereit zu stellen, die geeignet sind zur Verarbeitung in einem Extrusions-, Coextrusions- oder Pultrusionsverfahren, welche als wenigstens eine Komponente ein Rezyklat aus Carbonfaserabfällen enthält.Another aspect of the present invention is to provide molding compositions suitable for processing in an extrusion, coextrusion or pultrusion process which contains as a component at least one recycled carbon fiber waste scrap.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher eine Kunststoffgranulatmischung vorgeschlagen, die die Komponenten A bis C enthält, wobei bezogen auf die Summe der Komponenten A bis C diese insgesamt 100 Gew.-% ergeben, wobei

  • – die Komponente A ein Kunststoffgranulat eines Kunststoffpolymers in der Menge von bis zu (100 – x – y) Gew.-% ist;
  • – die Komponente B aus x Gew.-% duroplastisch vernetzten Rezyklat-Fasern besteht, die durch Zerkleinerung, vorzugweise mechanische Zerkleinerung aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoffmaterial gewonnen wurden; und
  • – die Komponente C aus 0 bis y Gew.-% an funktionsbildenden Additiven wie UV-Stabilisatoren, Pigmente, Oxidationsverzögerern, Gleit- und Entformungsmitteln besteht.
In a preferred embodiment of the invention, therefore, a Kunststoffgranulatmischung is proposed which contains the components A to C, wherein based on the sum of the components A to C, these total 100 wt .-% result, wherein
  • Component A is a plastic granulate of a plastic polymer in the amount of up to (100-xy)% by weight;
  • - The component B consists of x wt .-% thermosetting reticulated recycled fibers obtained by comminution, preferably mechanical comminution of a carbon fiber reinforced plastic material; and
  • Component C consists of 0 to 5% by weight of function-forming additives such as UV stabilizers, pigments, antioxidants, lubricants and mold release agents.

Bevorzugt wird hierfür eine Carbonfaser (Kohlenstofffaser) verwendet, welche mit einem duroplastischen Harzsystemen getränkt und ausgehärtet wurde, zerkleinert und der Kunststoffgranulatmischung zur Verwendung in einem Kunststoffverarbeitungsprozess zugeführt.Preferably, a carbon fiber (carbon fiber) is used for this, which was impregnated with a thermosetting resin systems and cured, comminuted and fed to the plastic granule mixture for use in a plastics processing process.

Durch Verwendung von Abfallstoffen aus kohlefaserverstärkten Kunststoffmaterialien, insbesondere aus solchen Kunststoffabfällen mit hohem Carbonfaser-Anteil, kann dadurch eine Kunststoffgranulatmischung bereitgestellt werden, die sich in Extrusions-, Coextrusions- und Pultrusionsverarbeitungsprozessen verwenden lässt und die insbesondere kostengünstig herstellbar ist und eine positive Wirkung in der Umweltbilanz zeigt, da einerseits Abfallstoffe verwertet wurden und darüber hinaus auch neue Rohstoffe, insbesondere Kohlefasern eingespart werden können.By using waste materials from carbon fiber reinforced plastic materials, in particular from such plastic waste with a high carbon fiber content, a plastic granulate mixture can be provided which can be used in extrusion, coextrusion and pultrusion processing processes and which in particular can be produced inexpensively and has a positive effect in the environmental balance shows that, on the one hand, waste materials were utilized and, in addition, new raw materials, in particular carbon fibers, can be saved.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher eine Kunststoffgranulatmischung bereitgestellt, bei der die Rezyklat-Fasern Kohlenstofffasern darstellen, die mittels eines Recyclingprozesses z. B. durch Zerkleinerung aus einem kohlefaserverstärktem Kunststoffabfallmaterial gewonnen wurden.In a particularly preferred embodiment of the invention, therefore, a plastic granulate mixture is provided, in which the recycled fibers represent carbon fibers, which by means of a recycling process, for. B. were obtained by crushing of a carbon fiber reinforced plastic waste material.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist die Kunststoffgranulatmischung einen Gewichtanteil x an Kohlenstofffasern zwischen 10% und 30% auf.In a further preferred embodiment, the plastic granulate mixture has a weight fraction x of carbon fibers between 10% and 30%.

Die zuvor genannte Kunststoffgranulatmischung weist jedenfalls immer einen Gew.-% Anteil an duroplastisch vernetzten Rezyklat-Fasern auf, während der Anteil y der Komponente C an funktionsbildenden weiteren Additiven auch 0 Gew.-% betragen kann. Je nach Menge der Komponente B lässt sich die mechanische Stabilität und gewünschte mechanische Funktionalität des späteren Endprodukts beeinflussen.In any case, the aforementioned plastic granulate mixture always has a wt .-% content of thermosettingly crosslinked recycled fibers, while the proportion y of the component C to function-forming further additives may also be 0 wt .-%. Depending on the amount of component B, the mechanical stability and desired mechanical functionality of the future end product can be influenced.

Es wird bevorzugt eine Kunststoffgranulatmischung bereitgestellt, bei der die Komponente A aus einem duroplastischen Polymer besteht.It is preferred to provide a plastic granulate mixture in which the component A consists of a thermosetting polymer.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, Formmassen zur Verarbeitung in einem Extrusions-, Coextrusions- oder Pultrusionsverfahren bereit zu stellen. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, eine Formmasse bereit zu stellen, welche die zuvor genannten Komponenten A, B und C in einem gewünschten Mischungsverhältnis aufweist, wobei die Komponente C auch vollständig entfallen kann, sofern keine weitere funktionsbildenden Additive verwendet werden sollen.Another aspect of the present invention is to provide molding compositions for processing in an extrusion, coextrusion or pultrusion process. According to the invention, therefore, it is proposed to provide a molding composition which has the abovementioned components A, B and C in a desired mixing ratio, it also being possible for component C to be completely eliminated if no further function-forming additives are to be used.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von polymeren Werkstoffen, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, mit wenigstens den folgenden Schritten bereit zu stellen:

  • a) Zuführen einer Komponente A aus Kunststoffgranulat eines Kunststoffpolymers in der Menge von bis zu (100 – x) Gew.-%,
  • b) Zudosieren zur Komponente A eine Komponente B aus x Gew.-% duroplastisch vernetzten Rezyklat-Fasern, die durch mechanische Zerkleinerung aus einem kohlefaserverstärktem Kunststoffabfallmaterial gewonnen wurden; und
  • c) Herstellen eines Werkstoffs aus dem Komponentengemisch A und B mittels eines Kunststoffverarbeitungsprozesses, insbesondere mittels eines Extrusions-, Coextrusions- oder Pultrusionsverfahrens.
Another aspect of the present invention is to provide a process for producing polymeric materials, in particular for use in motor vehicles, comprising at least the following steps:
  • a) feeding a component A of plastic granules of a plastic polymer in the amount of up to (100 - x) wt .-%,
  • b) adding to component A a component B of x wt .-% thermosetting reticulated recycled fibers, which were obtained by mechanical comminution of a carbon fiber reinforced plastic waste material; and
  • c) producing a material from the component mixture A and B by means of a plastic processing process, in particular by means of an extrusion, coextrusion or pultrusion process.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Komponente A in der Menge (100 – x – y) Gew.-% verwendet und die Komponente C in der Menge von 0 bis y Gew.-%, die zu den Komponenten A und B hinzu dosiert wird, wobei die Summe der Komponenten A, B und C insgesamt 100 Gew.-% ergibt.In a preferred embodiment of the process, component A is used in the amount (100-xy)% by weight and component C in the amount of 0 to 5% by weight, which is added to components A and B. is, wherein the sum of the components A, B and C results in a total of 100 wt .-%.

Auf diese Weise lassen sich die mechanischen, optischen und anderen technischen Eigenschaften der mit dem Verfahren herzustellenden polymeren Werkstoffen entsprechend den Anforderungen einstellen.In this way, the mechanical, optical and other technical properties of the polymer materials to be produced by the process can be adjusted according to the requirements.

Es ist weiter bevorzugt, die Komponente B als eine duroplastisch vernetzte Kohlenstofffaser zu verwenden, die rieselfähig ist, so dass eine Zudosierung mittels gravimetrischer Zudosierung in eine Förderschnecke erfolgen kann. Darüber hinaus weisen duroplastisch vernetzte Kohlenstofffasern Oberflächeneigenschaften auf, die sich im Hinblick auf die Vernetzung im Extrusions-, Coextrusions- oder Pultrusionsverfahren positiv auf die Vernetzungseigenschaften der Werkstoffe Einfluss nimmt.It is further preferred to use the component B as a thermosetting crosslinked carbon fiber, which is free-flowing, so that a metered addition by gravimetric metering can be done in a screw conveyor. In addition, thermosettingly crosslinked carbon fibers have surface properties which have a positive effect on the crosslinking properties of the materials with regard to crosslinking in the extrusion, coextrusion or pultrusion process.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden als Komponente C funktionsbildende Additive, wie UV-Stabilisatoren, Pigmente, Oxidationsverzögerer, Gleit- und Entformungsmittel verwendet, um den Werkstoff mit den erforderlichen zusätzlichen Eigenschaften, wie Farbe, Verformbarkeit, UV-Resistenz oder weiteren Materialeigenschaften auszubilden.In a further preferred embodiment of the process, component-forming additives such as UV stabilizers, pigments, antioxidants, lubricants and mold release agents are used as component C to form the material with the required additional properties such as color, deformability, UV resistance or other material properties ,

Es ist besonders bevorzugt, ein duroplastisches Kunststoffgranulat oder eine duroplastische Formmasse im Extrusions-, Coextrusions- oder Pultrusionsverfahren zu verwenden, da diese besonders gute Vernetzungseigenschaften mit duroplastisch vernetzten Kohlenstofffasern aufweisen. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.It is particularly preferred to use a thermosetting plastic granulate or a thermosetting molding composition in the extrusion, coextrusion or pultrusion process, since these have particularly good crosslinking properties with thermoset crosslinked carbon fibers. Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to FIGS.

Es zeigen:Show it:

1 Ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von polymeren Werkstoffen. 1 A block diagram of the process according to the invention for the production of polymeric materials.

In 1 sind in einem Blockschaltbild die Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Arbeitsverfahrens zur Herstellung von polymeren Werkstoffen W mittels eines Extruders E in einem Extrusionsprozesses gezeigt.In 1 are shown in a block diagram, the process steps of a method according to the invention for the production of polymeric materials W by means of an extruder E in an extrusion process.

In dem Verfahren wird zunächst der Komponente A, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein duroplastisches Kunststoffpolymer in der Menge von 90 Gew.-% ist, bereitgestellt. Zu der Komponente A wird mittels einer gravimetrischen Dosierung D die Komponente B zudosiert. Die Komponente B ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein duroplastisch vernetzte Rezyklat-Faser, in einer Menge von 9 Gew.-%. Ferner wird der Komponente A eine Komponente C in Form eines Additivs zudosiert in der Menge von 1 Gew.-%.In the method, first, the component A, which is a thermosetting plastic polymer in the amount of 90% by weight in the present embodiment, is provided. Component B is metered into component B by means of a gravimetric metering D. Component B in the present embodiment is a thermoset crosslinked recycled fiber in an amount of 9% by weight. Furthermore, the component A is a component C in the form of an additive added in the amount of 1 wt .-%.

Wie ferner zu erkennen ist, ist der Zudosierung der Komponente B ein Herstellungsverfahren vorgeschaltet. Zunächst wird hierzu ein Abfallstoff enthaltend Carbonfasern bereitgestellt. Vorzugsweise wird ein Abfallstoff mit einem hohen Carbonfaser-Anteil von über 30% bereitgestellt, wobei die Carbonfasern mit einem duroplastischen Harzsystem getränkt und ausgehärtet wurden und somit einen duroplastischen Abfallstoff darstellen. Der die Carbonfaser enthaltende Abfallstoff wird mittels einer mechanischen Zerkleinerung zerkleinert, wodurch die rieselfähigen duroplastisch vernetzten Rezyklat-Fasern entstehen. Die so erhaltenen Rezyklat-Fasern, welche die Komponente B darstellen, werden wie zuvor beschrieben der Komponente A bei dem Herstellungsverfahren zudosiert. Aus dem Komponentengemisch der Komponenten A, B und C, die einem Extruder E zugeführt werden, wird ein Werkstoff hergestellt, der im vorliegenden Fall ein Profil für ein Kraftfahrzeug darstellt.As can also be seen, the metered addition of component B is preceded by a production process. First, for this purpose, a waste material containing carbon fibers is provided. Preferably, a waste having a high carbon fiber content of over 30% is provided, the carbon fibers being impregnated and cured with a thermosetting resin system and thus constituting a thermosetting waste. The waste containing the carbon fiber is comminuted by means of mechanical comminution, resulting in the free-flowing thermosetting crosslinked recycled fibers. The recycle fibers thus obtained, which constitute component B, are metered into component A as described above in the production process. From the component mixture of components A, B and C, which are fed to an extruder E, a material is produced, which in the present case represents a profile for a motor vehicle.

In einer alternativen Ausführungsform können die Mischungsverhältnisse der Komponenten A, B und C auch abweichen. So kann z. B. durch Erhöhen der Gewichtsanteile der Komponente B, d. h. der duroplastisch vernetzten Kohlenstofffasern die mechanische Stabilität des Werkstoffs W beeinflusst werden.In an alternative embodiment, the mixing ratios of the components A, B and C may also differ. So z. B. by increasing the weight proportions of component B, d. H. the thermoset crosslinked carbon fibers, the mechanical stability of the material W are affected.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19710098 A1 [0003] DE 19710098 A1 [0003]

Claims (10)

Kunststoffgranulatmischung enthaltend die Komponenten A bis C, wobei bezogen auf die Summe der Komponenten A bis C, diese insgesamt 100 Gew.-% ergeben, wobei – die Komponente A ein Kunststoffgranulat eines Kunststoffpolymers in der Menge von bis zu (100 – x – y) Gew.-% ist; – die Komponente B aus x Gew.-% duroplastisch vernetzten Recyclat-Fasern besteht, die durch Zerkleinerung, vorzugsweise mechanische Zerkleinerung aus einem kohlenfaserverstärkten Kunststoffmaterial gewonnen wurden; und – die Komponente C aus 0 bis y Gew.-% an funktionsbildenden Additiven wie UV Stabilisatoren, Pigmente, Oxidationsverzögerern, Gleit- und Entformungsmitteln besteht.Plastic granules containing the components A to C, wherein based on the sum of the components A to C, these give a total of 100 wt .-%, wherein Component A is a plastic granulate of a plastic polymer in the amount of up to (100-xy)% by weight; - The component B consists of x wt .-% thermosetting reticulated recycled fibers, which were obtained by comminution, preferably mechanical comminution of a carbon fiber reinforced plastic material; and - The component C from 0 to y wt .-% of function-forming additives such as UV stabilizers, pigments, oxidation retardants, lubricants and mold release agents. Kunststoffgranulatmischung gemäß Anspruch 1, wobei die Recyclat-Fasern Kohlenstofffasern darstellen, die mittels eines Recyclingprozesses durch Zerkleinerung aus einem kohlenfaserverstärktem Kunststoffabfallmaterial gewonnen wurden.A plastic granule mixture according to claim 1, wherein the recycled fibers are carbon fibers obtained by means of a recycling process by comminution from a carbon fiber reinforced plastic waste material. Kunststoffgranulatmischung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Gewichtsanteil x an Kohlenstofffasern zwischen 10% und 30% liegt.Plastic granulate mixture according to claim 1 or 2, wherein the weight fraction x of carbon fibers is between 10% and 30%. Kunststoffgranulatmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet dass die Komponente A aus einem duroplastischen Polymer besteht.Plastic granulate mixture according to one of claims 1 to 3, characterized in that the component A consists of a thermosetting polymer. Formmasse umfassend wenigstens die Komponenten A, B und C gemäß einem der Ansprüche 1–4 zur Verarbeitung in einem Extrusions-, Coextrusions oder Pulstrusionsverfahren.Molding composition comprising at least the components A, B and C according to any one of claims 1-4 for processing in an extrusion, coextrusion or Pulstrusionsverfahren. Verfahren zur Herstellung von polymeren Werkstoffen insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen mit wenigstens den folgenden Schritten: a) Zuführen einer Komponente A aus Kunststoffgranulat eines Kunststoffpolymers in der Menge von bis zu (100 – x) Gew.-%; b) Zudosieren zur Komponente A eine Komponente B aus x Gew.-% duroplastisch vernetzten Recyclat-Fasern, die durch mechanische Zerkleinerung aus einem kohlenfaserverstärktem Kunststoffabfallmaterial gewonnen wurden; c) Herstellen eines Werkstoffes aus dem Komponentengemisch A und B mittels eines Kunststoffverarbeitungsprozesses.Process for the production of polymeric materials, in particular for use in motor vehicles, comprising at least the following steps: a) supplying a component A of plastic granules of a plastic polymer in the amount of up to (100 - x) wt .-%; b) adding to component A a component B of x wt .-% thermosetting reticulated recycled fibers, which were obtained by mechanical comminution of a carbon fiber reinforced plastic waste material; c) producing a material from the component mixture A and B by means of a plastic processing process. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A in der Menge (100 – x – y) Gew.-% verwendet wird und ferner eine Komponente C in der Menge von 0 bis y Gew.-% zu den Komponenten A und B hinzudosiert wird und die Summe der Komponenten A, B und C insgesamt 100 Gew.-% ergibt.A method according to claim 6, characterized in that the component A is used in the amount (100-xy) wt .-% and further comprises a component C in the amount of 0 to y wt .-% to the components A and B. is metered in and the sum of the components A, B and C results in a total of 100 wt .-%. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente B eine duroplastisch vernetzte Kohlenstofffaser darstellt und dass das Zudosieren der Menge der Komponente B in Schritt b) vorzugsweise mittels gravimetrischer Zudosierung erfolgt.A method according to claim 6, characterized in that component B is a thermosetting crosslinked carbon fiber and that the metered addition of the amount of component B in step b) is preferably carried out by means of gravimetric addition. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente C aus funktionsbildenden Additiven wie UV Stabilisatoren, Pigmenten, Oxidationsverzögerern, Gleit- und Entformungsmitteln besteht, um den Werkstoff mit den erforderlichen Eigenschaften wie Farbe, Verformbarkeit, UV-Resistenz oder andere Materialeigenschaften auszubilden.Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that the component C of function-forming additives such as UV stabilizers, pigments, oxidation retardants, lubricants and mold release agents to the material with the required properties such as color, ductility, UV resistance or others Form material properties. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei zur Herstellung des Werkstoffes ein Extrusions-, Coextrusions oder Pultrusionsverfahrens angewendet wird.Method according to one of claims 6 to 9, wherein an extrusion, coextrusion or pultrusion method is used for the production of the material.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4640413A1 (en) * 2024-04-23 2025-10-29 Top Glass Industries S.p.A. Pultrusion process for producing an elongated body of reinforced polymerizable resin and profile obtained by said process
EP4640414A1 (en) * 2024-04-23 2025-10-29 Top Glass Industries S.p.A. Process of manufacturing an elongated hollow body made of composite material and pole obtained by such a process

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5449123A (en) * 1991-03-13 1995-09-12 Asaoka Co., Ltd. Method and apparatus for pulverizing scrapped fiber reinforced thermosetting plastic materials
DE19710098A1 (en) 1997-03-12 1998-09-17 Paul Stehning Gmbh Process for the production of recycled PET from flakes, as well as PET product produced by the process
JP2000254919A (en) * 1999-03-10 2000-09-19 Toray Ind Inc Discarded frp crushed material and cement material, concrete member or resin member containing the crushed material
JP2004107672A (en) * 2003-09-29 2004-04-08 Asics Corp Thermoplastic resin composition
EP1892072A1 (en) * 2006-08-22 2008-02-27 HONDA MOTOR CO., Ltd. Recycling fibres reinforced plastics (FRP) in injection moulding process
DE102011081374A1 (en) * 2011-08-23 2013-02-28 Sgl Carbon Se A method of making a carbon fiber reinforced plastic molded article using recycled carbon fiber reinforced plastic
WO2014020532A1 (en) * 2012-08-01 2014-02-06 Bonaiti Giacomo Filippo Maria Process for recycling thermosetting composite materials, and thermosetting composite materials obtained thereby

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5449123A (en) * 1991-03-13 1995-09-12 Asaoka Co., Ltd. Method and apparatus for pulverizing scrapped fiber reinforced thermosetting plastic materials
DE19710098A1 (en) 1997-03-12 1998-09-17 Paul Stehning Gmbh Process for the production of recycled PET from flakes, as well as PET product produced by the process
JP2000254919A (en) * 1999-03-10 2000-09-19 Toray Ind Inc Discarded frp crushed material and cement material, concrete member or resin member containing the crushed material
JP2004107672A (en) * 2003-09-29 2004-04-08 Asics Corp Thermoplastic resin composition
EP1892072A1 (en) * 2006-08-22 2008-02-27 HONDA MOTOR CO., Ltd. Recycling fibres reinforced plastics (FRP) in injection moulding process
DE102011081374A1 (en) * 2011-08-23 2013-02-28 Sgl Carbon Se A method of making a carbon fiber reinforced plastic molded article using recycled carbon fiber reinforced plastic
WO2014020532A1 (en) * 2012-08-01 2014-02-06 Bonaiti Giacomo Filippo Maria Process for recycling thermosetting composite materials, and thermosetting composite materials obtained thereby

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 2000-254 919 A, englische Maschinenübersetzung aus AIPN
JP 2004- 107 672 A, englische Maschinenübersetzung aus AIPN

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4640413A1 (en) * 2024-04-23 2025-10-29 Top Glass Industries S.p.A. Pultrusion process for producing an elongated body of reinforced polymerizable resin and profile obtained by said process
EP4640414A1 (en) * 2024-04-23 2025-10-29 Top Glass Industries S.p.A. Process of manufacturing an elongated hollow body made of composite material and pole obtained by such a process

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