DE20301741U1 - Kunststoff-Profil mit Schaumkern - Google Patents
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Description
'··" ·"··**; :":"*!· 30.November 2002
Gebrauchsmusteranmeljiurjgj KLjpst^offjPrpfil rTiitjSctiaurrtkem Fagerdala DetrtscttlSnd GiTfbKOfirdruf *
Gebrauchsmusteranmeldung: Kunststoff-Profil mit Schaumkern
Erfinder:
Jürgen Bruning, Werther, Deutschland
Anmelder:
Fagerdala Deutschland GmbH Herrenhöfer Landstr.
99885 Ohrdruf
Anlage:
- Kurzzusammenfassung
- Beschreibung
- Patentansprüche
- Zeichnung
.··..*· ·"»·"» ;"·"!· 30.November 2002
GebrauchsmusteranmelÖuriil KJhStsJoffJPrcffil miiScfiaugikem Fagerdala Deutsch*land GmIaK"öfircW*
Die Erfindung betrifft einen Werkstoffverbund und daraus gefertigte Hohlprofile, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus lignocellulosegefüllten Thermoplasten bestehen, die zumindest teilweise mit Partikelschaumstoff gefüllt und/oder ausgeschäumt sind.
Es ist bekannt, Kunststoffprofile in Form von Vollprofilen oder Hohlprofilen für Anwendungen verschiedenster Art mittels Extrusion- oder Strangpressverfahren herzustellen. In der Regel werden hier Thermoplaste eingesetzt, wie beispielsweise PVC (Polyvinylchlorid), PE (Polyethylen) oder PP (Polypropylen). Zur verbesserten Wärmeisolierung werden Hohlprofile häufig als Mehrkammerprofile ausgebildet oder nachträglich mit wärmedämmenden Materialien gefüllt. Eine Variante ist auch die Herstellung geschäumter Wandungen wie in DE 19731163 beschrieben. Die Herstellung von Hohl-Profilen in Verbindung mit einem Schaumstoffkern wird in DE 3543767 beschrieben, wobei hier das extrudierte Profil in Längsrichtung aufgetrennt wird um ein Ausschäumen zu ermöglichen. Weitere Verfahren zum Einbringen eines Schaumstoffkerns beschreiben DE3328357 und DE 3305677, wobei hier zwei Halbschalen gefertigt mit Schaum gefüllt und anschließend zu einem Hohlprofil verbunden werden.
Auch der Einsatz von Füllstoffen in Verbindung mit Thermoplasten zur Fertigung von Platten und Profilen im Extrusionsverfahren ist Stand der Technik. DE 19542721 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von stranggepressten Formkörpern mit hohem Füllstoffanteil, wobei hier nur gut wärmeleitende synthetische Füllstoffe zum Einsatz kommen. Zur Herstellung von Profilen aus naturfasergefüllten Polymeren wird in DE 199 34 871 eine Ausführung eines Extrusionswerkzeuges zur Formgebung von Polymeren mit ca. 90 % Holzfaseranteil beschrieben.
Herkömmliche Hohlprofile weisen häufig unzureichende wärme- und schalldämmende Eigenschaften auf. Kostengünstige Hohlprofile aus naturfasergefüllten Polymeren sind bislang hinsichtlich ihrer Isolationseigenschaften nicht optimiert. Profile mit verbesserten Isolationseigenschaften bringen einen hohen Fertigungsaufwand mit sich wie beispielsweise durch nachträgliches Einbringen von Schaumstoffkernen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Hohlprofile bereitzustellen, die sich durch gute wärme- und schalldämmende Eigenschaften auszeichnen und in einem kostengünstigen Verfahren herstellbar sind.
Dies wird dadurch gelöst, dass in einem kontinuierlichen Verfahren ein Hohlprofil aus einem lignocellulosegefüllten Thermoplasten hergestellt wird, wobei vorzugsweise Holzfasern als Füllstoff und Polypropylen als Matrix eingesetzt werden und während oder unmittelbar im Anschluss an diesen Prozess zumindest teilweise mit Partikelschaumstoff gefüllt und/oder ausgeschäumt wird.
Der Partikelschaumstoff erfüllt hierbei die wärme- und schalldämmende Aufgaben. Ferner wird bei einem vollständigen Ausschäumen des Hohlprofils eine form-, kraft- oder stoffschlüssige Verbindung zwischen Schaumkern und Profilwand eingegangen, was zusätzlich zu einer Verbesserung der mechanischen Stabilität führt.
Die Verarbeitung der lignocellulosegefüllten Thermoplasten und Formgebung erfolgt vorzugsweise über Extrusions- oder Strangpressverfahren. Hierbei wird ein Thermoplast-Granulat oder -pulver mit 40-98 Gewichtsprozent Lignocellulose und gegebenenfalls Haftvermittlern wie Maleinsäureanhydrit oder Organosilanen gemischt. Über ein Extrusionswerkzeug werden Hohlprofile gefertigt, deren Querschnitt und Oberflächenstruktur durch die Werkzeuggeometrie des Extrusionswerkzeuges vorgegeben wird.
: ::.. : :· I : J ·* ' 30.November2002 GebrauchsmusteranmelflunfeJ Ki8is*tsSoffiProtü mit^cfiaumVern
Fagerdala Deutschland GmI)H* 'örVdruf *
Im Bereich der Düse oder nachträglich werden Schaumpartikel oder ein mit Treibmittel versetztes Granulat zugegeben. Die Zufuhr dieser Schaumpartikel oder des Granulates kann im Bereich der profilformgebenden Extrusionswerkzeuges über eine Zufuhr im Kern des Profilwerkzeuges erfolgen oder aber direkt im Anschluss an den Extrusionsprozess. Bei einer Schaumpartikelzufuhr im Anschluss an den Extrusionsprozess ist eine längsseitige Öffnung des Profils erforderlich.
Über Wärmezufuhr über das Extrusionswerkzeug und/oder Wärmeübertragung durch das extrudierte Profil wird ein Aufschäumen des mit Treibmittel versetzten Granulates und eine Verschweißung der Schaumpartikel erreicht. Aufgrund der Verdampfung der Restfeuchte der Naturfasern des lignocellulosegefüllten Thermoplasten wird ebenfalls eine Wärmeübertragung sowie eine Expansion der Schaumpartikel erzielt.
Zur Bildung des Schaumkems werden vorzugsweise expandiertes Polystyrol (EPS), expandiertes Polyethylen (EPE) und/oder expandiertes Polypropylen (EPP) eingesetzt. EPS kann in Form von mit Treibmittel versetztem Granulat oder als zumindest teilweise vorgeschäumte Schaumpartikel eingesetzt werden. EPE und/oder EPP wird in Form von Schaumpartikeln eingesetzt. Eine Variante bei EPE und/oder EPP ist der Einsatz komprimierter oder druckbeladener Schaumpartikel. Dies bewirkt eine zusätzliche Expansion der Schaumpartikel durch das verdampfenden Wasser der Lignocellulose.
Eine Variante ist der Einsatz von Naturfasern mit einem definierten Feuchtigkeitsgehalt um somit die Energiemenge des verdampfenden Wassers auf Grad des Aufschäumens und die Verschweißung der Schaumpartikel abzustimmen.
Vorteilhaft bei diesem Werkstoffverbund und Verfahren zu dessen Herstellung ist die Möglichkeit Hohlprofile mit hohem Anteil an Naturfasern vorzugsweise Holzfasern herzustellen, die zum einen preisgünstiger als reine Holzbauteile oder auch reine Kunststoffbauteile sind und sich durch eine gute Formbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, geringe Wasseraufnahme und lange Lebensdauer auszeichnen. Des weiteren ist durch die Kombination mit einem Schaumkern eine verbesserte Wärme- und Geräuschisolation gegeben. Über die Kombination der lignocellulosegefüllten Thermoplaste mit einer Schaumstofffüllung im Extrusionsprozess wird zudem eine kostengünstige, prozesssichere Fertigung gewährleistet.
: II., ; I* ; Il .* 30.November 2002 Gebrauchsmusteranmeliiurfe» KuVistabflSPraihl miiSciiaugikern Fagerdala Deutschland Gmbl-T/Orirdruf *
Ausführungsbeispiel
Ein Gemisch (1) aus Polypropylen-Granulat und 40-98 Gewichtsprozent Holzfasern als Füllstoff wird einer Extrusionseinrichtung (2) zugeführt. Am Extrusionswerkzeug (3) des Extruders (2) werden mit Treibmittel versetztes Granulat und/oder Schaumpartikel (4) beispielsweise in Form von EPP-Partikel zugeführt. Die Schaumpartikel (4) werden über den Kern (5) des Extrusionswerkzeuges in das Hohlprofil (6) befördert und bilden dort aufgrund der Wärmezufuhr über das Extrusionswerkzeug und den aus dem im Polypropylen-Holzfaser-Hohlprofil (6) austretenden Wasserdampf einen Schaumkern (7) im Hohlprofil (6) aus. Durch die Düsengeometrie des Extrusionswerkzeug (3) wird letztlich die Querschnittsgeometrie des extrudierten Profils (6) bestehend aus holzgefülltem Polypropylen und einem Schaumkern (7) erzielt.
Claims (8)
1. Werkstoffverbund und Hohlprofil dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus einer thermoplastischen Matrix in Verbindung mit Naturfasern mit einem Anteil zwischen 40 und 98 Massenprozent und einem Schaumstoffkern besteht.
2. Werkstoffverbund nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Naturfasern eine Restfeuchte zwischen 2 und 60 Massenprozent aufweisen.
3. Werkstoffverbund nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass als Naturfasern Holzfasern und/oder Holzmehl eingesetzt wird.
4. Werkstoffverbund nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass als Matrixwerkstoff Polypropylen eingesetzt wird.
5. Werkstoffverbund nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoffkern aus expandiertem Polystyrol (EPS), expandiertem Polyethylen (EPE) und/oder expandiertem Polypropylen (EPP) besteht.
6. Werkstoffverbund nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff Haftvermittler und/oder Farbpigmente beinhaltet.
7. Werkstoffverbund nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass es sich um im Extrusionsprozess hergestellte Profile handelt.
8. Hohlprofile nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass dessen Schaumkern während oder unmittelbar im Anschluss an den Extrusionsprozess in Form von Schaumpartikeln eingefüllt und/oder verschweißt wurde.
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