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WO2012104041A1 - Faserverstärktes kunststoffmaterial - Google Patents

Faserverstärktes kunststoffmaterial Download PDF

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WO2012104041A1
WO2012104041A1 PCT/EP2012/000354 EP2012000354W WO2012104041A1 WO 2012104041 A1 WO2012104041 A1 WO 2012104041A1 EP 2012000354 W EP2012000354 W EP 2012000354W WO 2012104041 A1 WO2012104041 A1 WO 2012104041A1
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WO
WIPO (PCT)
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natural fibers
fiber
plastic material
biomass
reinforced plastic
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2012/000354
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Ludwig GASS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BIOWERT AG
Original Assignee
BIOWERT AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BIOWERT AG filed Critical BIOWERT AG
Priority to EP12707697.4A priority Critical patent/EP2670792A1/de
Publication of WO2012104041A1 publication Critical patent/WO2012104041A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12—Polypropene

Definitions

  • the invention relates to a fiber-reinforced plastic material, comprising natural fibers produced from biomass and a method for producing the fiber-reinforced plastic material.
  • thermoplastic such as polyethylene natural fibers such as hemp, flax or wood fibers.
  • Such natural fibers have the advantage of complete biodegradability and low
  • Plastic had deteriorated mechanical properties. Therefore, natural fibers have hitherto been regarded predominantly as a filler, merely used to reduce the proportion of non-organic material. In addition, the field of use was limited due to the poor mechanical properties of such compounds. A major field of application of conventional natural fiber-coated plastic materials is in automotive engineering
  • panels are made in the interior of a motor vehicle from such materials.
  • Wood fibers consist of elongated wood cells, with wood fibers containing about one fifth of lignin and four fifths of cellulose depending on the type of wood.
  • - Bast fibers consist of multicellular fiber bundles. They are long-drawn and thick-walled cells that are unharvested. The main ingredient of bast fibers are essentially
  • Typical natural fibers based on bast fibers are, for example, hemp fibers
  • Natural fibers from green cuttings consist predominantly of hard fibers which are also essentially based on cellulose.
  • Hard fibers usually have a higher hardness than bast fibers, but the hard fibers are more sensitive to bending stress.
  • the invention has for its object to provide a fiber-reinforced plastic material based on natural fibers, which has improved mechanical properties.
  • the fiber-reinforced plastic material according to the invention comprises fibrous biomass with a low lignin content
  • Natural fibers which are treated and embedded in the plastic material and connected to this, that the fiber-reinforced plastic material compared to the plastic material without natural fibers has a higher tensile modulus.
  • Under low Lignin content is based on the total mass of natural fibers, a lignin content of less than 5 wt.% To understand.
  • the fiber-reinforced plastic material has a tensile modulus according to ISO 527 of at least 3,000 MPa, preferably of at least 4,000 MPa.
  • Natural fibers a tensile modulus of up to 6,000 MPa can be achieved. These values are twice to four times the tensile modulus of a virgin virgin polypropylene.
  • thermoplastic preferably as thermoplastic
  • thermoplastics polypropylene and polyethylene for a variety of applications particularly commonly used
  • thermoplastic plastics are. Recycled plastics are also considered here.
  • Grass clippings and rye greens are characterized by a particularly low content of lignin.
  • the natural fibers of these substances consist mainly of alpha and hemi-cellulose.
  • Further advantageous raw materials for the biomass are bargasse, ie ensiled sugar cane waste and spent grains, in particular spent grains from husks. These are processed by the process according to the invention
  • Natural fibers are present in a particularly high purity, so that these natural fibers, provided with a primer, as
  • Fiber reinforcement in plastics lead to a significant improvement in the mechanical properties of the plastic. This is surprising in that the grass fibers and rye fibers, which consist predominantly of hard fibers, could be expected to have a lower strength than, for example, bast fibers-based
  • thermoplastic thermoplastic
  • Plastic processing can be processed, in particular, provided with the natural fibers plastic material can be processed in conventional injection molding and extrusion equipment.
  • the fiber-reinforced plastic material described above is supplied as a raw material, preferably in the form of pellets for further processing, wherein the fiber-reinforced plastic material by injection molding and extrusion a variety of different
  • Plastic articles can be produced. It is particularly advantageous that the fiber-reinforced plastic material conventional
  • Injection molding machines and extrusion machines can be supplied.
  • the method according to the invention for the provision and processing of natural fibers comprises the following steps:
  • the suspension at least one means for equipping the Natural fibers containing at least one adhesion promoter
  • biomass containing natural fibers is provided.
  • These may be natural fiber-containing plant parts of various plants. Especially suitable for that
  • plant parts which are not woody and therefore contain only small amounts or no lignin. Also advantageous are plant parts that are not horny to a small extent or not at all. Cornification is usually triggered by drying in plant fibers. Due to the removal of water between the cellulose molecules, covalent bonds form, causing the plant fibers to become brittle and the tendency to break increase. Therefore, it is proposed to use such plant parts
  • the dry matter contents are between 25 and 40 wt.%.
  • Dry matter content refers to the content of dry substance that remains when all water is removed.
  • a content of dry matter of 25 to 40% by weight therefore conversely corresponds to a water content of between 75 and 60% by weight.
  • Another suitable substance is rye green cuttings, with other renewable fiber-containing raw materials available depending on the region can be. However, these should have a low content of lignin, preferably less than 5 wt.% And consist mainly of hard fibers.
  • other conceivable raw materials are Bargasse, in particular ensiled
  • step 2 a suspension containing the biomass is prepared by adding water. This will be the biomass
  • the preparation of the suspension takes place exclusively with water, this also forms in the subsequent steps, the solvent which absorbs the soluble components of the biomass.
  • a first purification of the biomass takes place, wherein adhering to the biomass impurities and unwanted
  • the natural fibers are extracted from the biomass.
  • a macerator is preferably used, which separates the macerator supplied biomass into individual components and due to the friction generated opens the cells filled with cell liquid and leaves the cell juice.
  • a macerator on a rotating cutting knife which strikes along with or without touching a counter knife.
  • the counter knife can also be designed as a sieve.
  • the result of maceration is a suspension in which the biomass contained natural fibers and the liquid components contained in the biomass in the aqueous suspension go into solution.
  • the isolated individual natural fibers exist in the
  • Cutting time of biomass is dependent.
  • both types of cellulose are relevant: the alpha-cellulose allows a high mechanical stability of the fibers and the hemi-cellulose allows uniform incorporation of the finishing agent, such as the primer or the flame retardant.
  • hemi-cellulose improves the processability of the plastic compound, in particular its flowability in one
  • thermoplastic processing Preferred proportions of alpha-cellulose and hemi-cellulose are, in each case based on the total mass of 20 to 30 wt.% Alpha-cellulose and 15 to 25 wt.% Hemi-cellulose, most preferably the fibrous biomass contains 25 wt.% Alpha-cellulose and 15% by weight hemi-cellulose. Overall, the proportion of alpha-cellulose should be greater than that
  • step 4 a separation of the liquid from the
  • the suspension is fed to a press, preferably a screw press.
  • a press preferably a screw press.
  • the press there is a
  • Ingredients such as cell water, carbohydrates, proteins and
  • the solid in particular includes the natural fibers.
  • steps 2 to 4 are repeated at least once, preferably twice.
  • Purified water is used to prepare the suspension.
  • steps 2 to 4 which can also be referred to as a purification process, results in a particularly high purity of natural fibers.
  • This high purity of natural fibers is characterized by a particularly low content of natural fibers in carbohydrates and proteins.
  • the degree of purity of a natural fiber can be determined by the degree of
  • Coloring ability can be quantified.
  • natural fibers are dyed with a dye and then investigated, in which way the dye has incorporated or deposited in the natural fibers.
  • Suspension added a means of equipping the natural fibers. It is also conceivable to add to the suspension a combination of different agents. The finishing agent is deposited from the
  • the natural fibers special properties, such as increased mechanical strength values, special color design,
  • Thermoplastic plastics includes the agent one
  • Adhesion promoters This may comprise a carboxylated polypropylene, wherein for the carboxylation in particular maleic anhydride
  • Polypropylene is provided.
  • the bonding agent improves the bonding agent
  • the primer may be provided dissolved or suspended in the water. In this way, the primer may be provided dissolved or suspended in the water.
  • the natural fibers have a content of adhesion promoter of 0.5 wt.% To 5 wt.%, Advantageously, the content of
  • Adhesion promoters between 1% by weight and 3.5% by weight, with a content of adhesion promoter of from 1.25% by weight to 2.5% by weight being particularly preferred.
  • step 6 the natural fibers are dried.
  • this is the first drying of the
  • Natural fibers which were always kept moist until that time.
  • the drying is carried out in terms of the drying temperature and the drying time in such a way that the
  • Natural fibers are not damaged and a cornification
  • the drying is carried out in such a way that a sufficient amount of residual moisture is contained in the natural fibers, so that no keratinization of natural fibers takes place even after completion of the drying.
  • Fiber reinforcement in a plastic material is preferably carried out in a multi-stage process with pre- and final drying.
  • Drying process involves two-stage drying.
  • a first stage the predrying is carried out a drying in a belt dryer.
  • An advantageous drying of the first stage takes place at hot air temperatures of 60 to 80 ° C and a
  • the temperature is chosen so that a hornification of natural fibers is largely prevented. Furthermore, excessive local drying of the air stream facing natural fibers is prevented.
  • the final drying the natural fibers are dried in a stream of air, wherein the natural fibers are exposed directly to a heated air flow and carried with it.
  • an air-layer dryer is preferably used in which the natural fibers and the air flow in the DC through the
  • Air dryer are performed.
  • the air temperature of the heated air stream is preferably between 75 ° C and 1 10 ° C and the residence time of the natural fibers is 0.5 to 3 s.
  • step 7 the natural fibers are mixed with granules of a plastic, wherein the granules are distributed in the pores of the natural fiber matrix due to the large bulkiness.
  • step 8 the natural fibers provided with the granules are fed to an agglomeration device, here an extruder.
  • an extruder those provided with the granules
  • Natural fibers compressed and heated by friction In this case, the rest of the moisture contained in the natural fibers escapes and escapes from the extruder as steam.
  • an activation of the bonding agent is received by the direct contact with both the natural fibers and the plastic a particularly strong bond with both substances, so that the Natural fibers are particularly firmly integrated into the plastic.
  • the plastic at least partially melts, so that the natural fibers pass through the in the extruder
  • the pellets thus produced can be processed with conventional equipment for plastics processing, in particular, the pellets in conventional injection molding and extrusion equipment
  • the pellets are processed.
  • the pellets are fed to an injection molding or extrusion plant and molded into articles there.
  • equipping the natural fiber becomes one
  • the agent may comprise a flame retardant, in particular based on boron.
  • the means for equipping may comprise a light stabilizer.
  • a dye allows the coloring of natural fibers, the dye
  • the figure schematically illustrates a method for the provision and processing of natural fibers.
  • biomass containing natural fibers is provided.
  • These may be natural fiber-containing plant parts of various plants. Especially suitable for that
  • plant parts which are not woody and therefore contain only small amounts or no lignin. Also advantageous are plant parts that are not horny to a small extent or not at all. Cornification is usually triggered by drying in plant fibers. It is therefore proposed to use those parts of plants which have not been dried. Freshly cut grass or siled grass are particularly suitable for the process according to the invention. In this way a biomass
  • Dry matter content refers to the content of dry substance that remains when all water is removed.
  • a content of dry matter of 25 to 40% by weight therefore corresponds to a water content of between 75 and 60% by weight.
  • the silage has the advantage that the only available at certain seasons grass throughout the year without
  • a suspension containing the biomass is prepared by adding water.
  • the biomass is added to a mixing tank, water is added and brought into suspension by means of an agitator arranged in the mixing tank with water.
  • a first purification of the biomass wherein adhering to the biomass impurities and unwanted impurities are dissolved in the water.
  • the natural fibers are extracted from the biomass.
  • a macerator is used, which separates the macerator-supplied suspended biomass into individual components and due to the generated friction opens the cells filled with cell liquid and leaves the cell juice.
  • a macerator on a rotating cutting blade which strikes non-contact on a counter knife designed as a sieve. The result of the maceration is a suspension in which the in the
  • Biomass contained natural fibers are isolated and the biomass contained in the liquid components in the aqueous
  • the isolated natural fibers consist essentially of alpha-cellulose and hemi-cellulose, the natural fibers containing 25% by weight of alpha-cellulose and 15% by weight of hemi-cellulose.
  • step 4 a separation of the liquid from the
  • the suspension is fed to a screw press.
  • a separation of the screw press In the screw press, a separation of the screw press
  • Step 2) to 4 Water containing the components dissolved in the water such as cell water, carbohydrates, proteins and impurities from the natural fibers contained in the biomass.
  • steps 2) to 4 are repeated twice.
  • purified water is used to prepare the suspension, which means that water is provided without the previously dissolved constituents.
  • steps 2 to 4 which are also referred to as purification process, results in a particularly high purity of natural fibers.
  • a means for equipping the natural fibers is added to the purified water. This agent is then dissolved in the aqueous suspension and is deposited on the natural fibers in the wet phase.
  • the purity of natural fibers is determined by a dyeing test
  • Dyes used are Columbia real black BV 150% of CBW Chemie GmbH Wolfen, Solaminlichtgelb 5G 167% of CBW Chemie GmbH Wolfen, Solaminschreibscharlach FB 200% of CBW Chemie GmbH Wolfen, DyStar Remazol Yellow RR Gran of DyStar Colors Distribution GmbH Frankfurt / Main, DyStar Levafix Brilliant Red CA of DyStar Colors Distribution GmbH Frankfurt am Main and DyStar Remazol Red CA Gran of DyStar Colors Distribution GmbH Frankfurt am Main.
  • the examined with the microscope natural fibers are characterized by an almost continuous coloring, there are only minor defects. Starting from the by the Microscope visible surface of a natural fiber is the
  • the means for equipping contains a bonding agent based on a carboxylated with maleic anhydride polypropylene for better connectability to thermoplastics.
  • the composition further contains a flame retardant based on boron
  • the agent may be additionally provided with a light stabilizer and a dye allows the continuous coloring of natural fibers.
  • step 5 the natural fibers are dried.
  • this is the first drying of the
  • Natural fibers which were always kept moist until that time. To avoid cornification, the drying is carried out in such a way that the natural fibers after drying have a content of dry matter of 88 to 92 wt.%, At most 95 wt.% Have.
  • the drying takes place in a two-stage process. In a first stage, drying takes place in a belt dryer
  • the belt dryer is designed so that only a portion of the dried natural fibers is removed, while the remaining part of the
  • the natural fibers are placed in a stream of heated air and passed in co-current with the heated air, the natural fibers releasing moisture to the co-current air.
  • the natural fibers For this drying is a
  • Natural fibers entrained in the air flow and dried in a short time are preferably between 75 ° C and 110 ° C and the residence time of the natural fibers in the device is preferably between 0.5 s and 3 s done.
  • the air flow is accelerated by means of a blower to a speed of 1 m / s to 6 m / s.
  • the drying parameters during the drying in the second stage are adjusted so that the natural fibers have a content of dry matter of 88 to 92 wt.%, At most 95 wt.% After the second drying. After drying, the natural fibers are separated from the air, this can be done for example by a cyclone.
  • the natural fibers removed after the second drying have a bulk of 31 kg / m 3 .
  • the bulkiness can be quantified by a bulk density, or by determining the bulk density.
  • To determine the bulkiness of natural fibers are blown into an open-topped, dimensionally stable container with the dimensions of 1 m x 1 mx 0.25 in or manually filled and smoothed off at the top of the container, then the Weight of natural fibers filled in the container weighed. From the mass and the volume (0.25 m 3 ) the bulkiness is calculated. In this case, individual results and an average of three experiments must be stated.
  • a bulkiness of natural fibers according to the invention is between 30 kg / m 3 and 50 kg / m 3 , preferably between 35 and 60 kg / m 3 .
  • the natural fibers produced by the method described above are then packaged and sent for further use.
  • the natural fibers can either be formed into insulation boards or be introduced directly as blowing insulation into a building.
  • the natural fibers are mixed with granules of a plastic, the granules being distributed in the pores of the natural fiber matrix due to the large bulkiness. Subsequently, provided with the granules natural fibers of a device for
  • Plastic enters into a firm bond with both substances, so that the natural fibers are firmly integrated into the plastic. Furthermore, the plastic melts, whereby the natural fibers are uniformly melted in the melt by the screw arranged in the extruder
  • Plastic be distributed. After melting, the mixture becomes of natural fibers and plastic pressed through a sieve on which a cutting knife along strips. In this way, pellets of a fiber-reinforced plastic material are formed.
  • a thermoplastic material in particular polypropylene or polyethylene is used, wherein the two aforementioned plastics may also be formed as recycled material.
  • the pellets thus produced can be processed with conventional equipment for plastics processing, in particular, the pellets in conventional injection molding and extrusion equipment
  • the pellets are processed.
  • the pellets are fed to an injection molding or extrusion plant and molded into articles there.
  • test piece consisting of a fiber-reinforced plastic containing 50% by weight of the natural fibers according to the invention and 50% by weight of polypropylene achieves the following values:
  • melt flow index as the index of the flow behavior of a thermoplastic material, is compared to a pure
  • Polypropylene reduced by only 20%. This indicates similar good processability of the fiber reinforced plastic compared to a pure plastic. However, the strength values improve significantly over pure polypropylene. Both the tensile modulus and the impact strength of the fiber reinforced Plastics are significantly better than the comparative values of a polypropylene.
  • the values for pure polypropylene as new are: Density 0.9 g / cm 3
  • a test specimen which consists of ground, ie recycled fiber-reinforced plastic of the type described above, has a tensile strength which is also 32 MPa and thus behaves comparable to a non-processed specimen.
  • the fiber-reinforced plastic material according to the invention is particularly suitable for recycling.

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Abstract

Faserverstärktes Kunststoffmaterial, umfassend aus Biomasse bereitgestellte Naturfasern, welche in das Kunststoffmaterial eingebettet sind, wobei die Naturfasern aus faserhaltiger Biomasse mit geringem Ligningehalt hergestellt sind und in das Kunststoffmaterial eingebettet und mit diesen verbunden sind, dass das faserverstärkte Kunststoffmaterial im Vergleich zu dem Kunststoffmaterial ohne Naturfasern einen höheren Zug-E-Modul aufweist.

Description

Faserverstärktes Kunststoffmaterial
Die Erfindung betrifft ein faserverstärktes Kunststoffmaterial, umfassend aus Biomasse hergestellte Naturfasern und ein Verfahren zur Herstellung des faserverstärkten Kunststoffmaterials.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, einem thermoplastischen Kunststoff wie Polyethylen Naturfasern wie Hanf-, Flachs- oder auch Holzfasern beizumischen. Derartige Naturfasern weisen den Vorteil der vollständigen biologischen Abbaubarkeit und des geringen
spezifischen Gewichts auf. Bislang war jedoch nachteilig, dass ein mit Naturfasern versehenes Kunststoffmaterial gegenüber einem reinem Kunststoffmaterial oder gar einem mit Glasfasern verstärkten
Kunststoff verschlechterte mechanische Eigenschaften aufwies. Daher wurden Naturfasern bislang vorwiegend als Füllstoff betrachtet, lediglich eingesetzt, um den Anteil des nicht-organischen Materials zu reduzieren. Darüber hinaus war der Einsatzbereich aufgrund der schlechten mechanischen Eigenschaften derartiger Compounds begrenzt. Ein Haupteinsatzgebiet der herkömmlichen mit Naturfasern versehenen Kunststoffmaterialien liegt im Automobilbau wo
beispielsweise Verkleidungen im Innenbereich eines Kraftfahrzeugs aus derartigen Materialien hergestellt werden.
Grundsätzlich können verschiedene Formen von Naturfasern
unterschieden werden:
BESTÄTIGUNGSKOPIE Holzfasern bestehen aus langgestreckten Holzzellen, wobei Holzfasern je nach Holzsorte etwa ein Fünftel Lignin und vier Fünfteln Zellulose enthalten. - Bastfasern bestehen aus mehrzelligen Faserbündeln. Es sind lang gezogene und dickwandige Zellen, die unverholzt sind. Der Hauptbestandteil von Bastfasern sind im Wesentlichen
unterschiedlich dicke Schichten von lang gestreckten
Zellulosefibrillen, die von Hemi-Zellulose umschlossen sind. Typische Naturfasern auf der Basis von Bastfasern sind beispielsweise Hanffasern
Naturfasern aus Grünschnitt, insbesondere aus Grasschnitt oder Roggenschnitt bestehen vorwiegend aus Hartfasern, welche im Wesentlichen ebenfalls auf Zellulose basieren. Hartfasern weisen meist eine höhere Härte auf als Bastfasern, jedoch sind die Hartfasern empfindlicher gegenüber Biegebeanspruchung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auf Naturfasern basierendes faserverstärktes Kunststoffmaterial bereitzustellen, welches verbesserte mechanische Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 und 7 gelöst. Auf vorteilhaften Ausgestaltungen nehmen jeweils die Unteransprüche Bezug.
Das erfindungsgemäße faserverstärkte Kunststoffmaterial umfasst aus faserhaltiger Biomasse mit geringem Ligningehalt hergestellte
Naturfasern, welche derart behandelt und in das Kunststoffmaterial eingebettet und mit diesem verbunden sind, dass das faserverstärkte Kunststoffmaterial im Vergleich zu dem Kunststoffmaterial ohne Naturfasern einen höheren Zug-E-Modul aufweist. Unter geringem Ligningehalt ist, bezogen auf die Gesamtmasse der Naturfasern, ein Ligningehalt von weniger als 5 Gew.% zu verstehen.
Erfindungsgemäß weist das faserverstärkte Kunststoffmaterial einen Zug-E-Modul nach ISO 527 von mindestens 3.000 MPa, vorzugsweise von mindestens 4.000 MPa auf. Mit den erfindungsgemäßen
Naturfasern ist ein Zug-E-Modul von bis zu 6.000 MPa erreichbar. Diese Werte entsprechen dem doppelten bis vierfachen den Zug-E- Modules eines reinen als Neuware verarbeiteten Polypropylens.
Aufgrund der vielfältigen Möglichkeiten der Formgebung ist das Kunststoffmaterials vorzugsweise als thermoplastisches
Kunststoffmaterial ausgebildet, wobei in der Gruppe der
thermoplastischen Kunststoffe Polypropylen und Polyethylen für eine Vielzahl von Anwendungen besonders häufig verwendete
thermoplastische Kunststoffe sind. Dabei kommen auch recyclierte Kunststoffe in Betracht.
Grasschnitt und Roggengrünschnitt ist durch einen besonders geringen Gehalt an Lignin gekennzeichnet. Die Naturfasern dieser Stoffe bestehen vorwiegend aus Alpha- und Hemi-Zellulose. Weitere vorteilhafte Rohstoffe für die Biomasse sind Bargasse, also silierter Zuckerrohrabfall und Treber, insbesondere Biertreber aus Spelzen. Diese durch das erfindungsgemäß Verfahren aufbereiteten
Naturfasern liegen in einer besonders hohen Reinheit vor, so dass diese Naturfasern, mit einem Haftvermittler versehen, als
Faserverstärkung in Kunststoffen zu einer signifikanten Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs führen. Dies ist insofern überraschend, als dass die vorwiegend aus Hartfasern bestehenden Grasfasern und Roggenfasern eine geringere Festigkeit erwarten ließen als beispielsweise auf Bastfasern basierende
Hanffasern. In Versuchen hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, dass die Zugfestigkeit eines mit Gras- oder Roggenfasern verstärkten Probekörpers aus thermoplastischem Kunststoff besser ist als die ein mit Hanffasern verstärkten Probekörpers aus
thermoplastischem Kunststoff. Ferner kann das mit den Naturfasern versehene Kunststoffmaterial auf herkömmlichen Anlagen zur
Kunststoffverarbeitung verarbeitet werden, insbesondere kann das mit den Naturfasern versehene Kunststoffmaterial in herkömmlichen Spritzgieß- und Extrusionsanlagen verarbeitet werden.
Das zuvor beschriebene faserverstärkte Kunststoffmaterials wird als Rohmaterial, vorzugsweise in Form von Pellets der Weiterverarbeitung zugeführt, wobei aus dem faserverstärkten Kunststoffmaterial mittels Spritzgießen und Extrusion eine Vielzahl verschiedener
Kunststoffartikel herstellbar sind. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass das faserverstärkte Kunststoffmaterial herkömmlichen
Fertigungsmaschinen der Kunststoffverarbeitung wie
Spritzgießmaschinen und Extrusionsmaschinen zugeführt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bereitstellung und Aufbereitung von Naturfasern umfasst folgende Schritte:
1) Bereitstellen einer Naturfasern enthaltenden Biomasse mit einer Trockensubstanz von höchstens 50 Gew.%;
2) Zugeben von Wasser zum Herstellen einer die Biomasse
enthaltenden Suspension;
3) Herauslösen der Naturfasern aus der Biomasse;
4) Abtrennen der Flüssigkeit aus der Suspension;
5) wenigstens einmalige Wiederholung der Schritte 2) bis 4), wobei bei der letztmaligen Wiederholung der Schritte 2) bis 4) die Suspension wenigstens ein Mittel zum Ausrüsten der Naturfasern enthält, umfassend wenigstens einen Haftvermittler;
6) Trocknen der Naturfasern;
7) Mischen der Naturfasern mit einem Kunststoffgranulat;
8) Pelletieren des mit den Naturfasern versehenen Kunststoffs.
In Schritt 1 wird eine Naturfasern enthaltende Biomasse bereitgestellt. Hierbei kann es sich um Naturfasern enthaltende Pflanzenteile von verschiedenen Pflanzen handeln. Besonders geeignet für das
beschriebene Verfahren sind Pflanzenteile, welche nicht verholzt sind und daher nur geringe Mengen oder kein Lignin enthalten. Vorteilhaft sind weiterhin Pflanzenteile, die in nur geringem Maß oder gar nicht verhornt sind. Eine Verhornung wird bei Pflanzenfasern in der Regel durch eine Trocknung ausgelöst. Dabei bilden sich aufgrund des Wasserentzugs zwischen den Zellulosemolekülen kovalente Bindungen aus, wodurch die Pflanzenfasern verspröden und die Bruchneigung zunimmt. Daher wird vorgeschlagen, solche Pflanzenteile zu
verwenden, die nicht getrocknet wurden. Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich einerseits frisch geschnittenes Gras und andererseits siliertes Gras besonders. Auf diese Weise werden als Ausgangsmaterial Faserqualitäten
bereitgestellt, deren Trockensubstanzgehalte zwischen 25 und 40 Gew.% liegen. Trockensubstanzgehalt bezeichnet dabei den Gehalt an trockener Substanz, der zurückbleibt, wenn sämtliches Wasser entfernt wird. Ein Gehalt an Trockensubstanz von 25 bis 40 Gew.% entspricht daher im Umkehrschluss einem Wassergehalt zwischen 75 und 60 Gew.%. Die Silierung hat darüber hinaus den Vorteil, dass das nur zu bestimmten Jahreszeiten zur Verfügung stehende Gras über das ganze Jahr ohne Qualitätsverlust verarbeitet werden kann. Ein weiterer geeigneter Stoff ist Roggengrünschnitt, wobei je nach Region verfügbare andere nachwachsende faserhaltige Rohstoffe eingesetzt werden können. Diese sollten jedoch durch einen geringen Gehalt an Lignin, vorzugsweise von weniger als 5 Gew.% aufweisen und vorwiegend aus Hartfasern bestehen. Vor diesem Hintergrund sind weitere denkbare Rohstoffe Bargasse, insbesondere silierter
Zuckerrohrabfall und Treber, insbesondere spelzenhaltiger Biertreber vorteilhaft.
In Schritt 2 wird durch Zugabe von Wasser eine die Biomasse enthaltene Suspension hergestellt. Dazu wird die Biomasse
beispielsweise in einen Mischtank gegeben, Wasser hinzugegeben und mittels einem in dem Mischtank angeordneten Rührwerk in
Suspension gebracht. Diese Suspension erleichtert die weitere
Behandlung der Biomasse. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Herstellung der Suspension ausschließlich mit Wasser, dieses bildet in den nachfolgenden Schritten auch das Lösungsmittel, welches die löslichen Bestandteile der Biomasse aufnimmt. In diesem Schritt erfolgt auch eine erste Reinigung der Biomasse, wobei an der Biomasse anhaftende Verunreinigungen und unerwünschte
Begleitstoffe in dem Wasser gelöst werden. In diesem Zusammenhang ist insbesondere vorteilhaft, dass das Freisetzen der Zellulosefasern aus der Biomasse ohne Einsatz möglicherweise umweltgefährdender Chemikalien erfolgt. Lösungsmittel ist ausschließlich Wasser.
In Schritt 3 werden die Naturfasern aus der Biomasse herausgelöst. Zum Herauslösen wird vorzugsweise ein Mazerator eingesetzt, welcher die dem Mazerator zugeführte suspendierte Biomasse in einzelne Bestandteile auftrennt und aufgrund der erzeugten Friktion die mit Zellflüssigkeit gefüllten Zellen öffnet und den Zellsaft austreten lässt. Dazu weist ein Mazerator ein rotierendes Schneidmesser auf, welches mit oder ohne Berührung an einem Gegenmesser entlangstreift. Das Gegenmesser kann auch als Sieb ausgebildet sein. Das Ergebnis der Mazeration ist eine Suspension, in der die in der Biomasse enthaltenen Naturfasern vereinzelt sind und die in der Biomasse enthaltenen flüssigen Bestandteile in der wässrigen Suspension in Lösung gehen. Die herausgelösten vereinzelten Naturfasern bestehen im
Wesentlichen aus Alpha-Zellulose und Hemi-Zellulose, wobei das Verhältnis zwischen diesen beiden Zellulosearten von dem
Schnittzeitpunkt der Biomasse abhängig ist. Zur Verwendung der Naturfasern als Verstärkungsfaser in einem Kunststoff-Compound sind beide Zellulosearten relevant: die Alpha-Zellulose ermöglicht eine hohe mechanische Stabilität der Fasern und die Hemi-Zellulose ermöglicht eine gleichmäßige Aufnahme des Ausrüstungsmittels, beispielsweise des Haftvermittlers oder des Flammschutzmittels.
Ferner verbessert Hemi-Zellulose die Verarbeitbarkeit des Kunststoff- Compounds, insbesondere dessen Fließfähigkeit bei einer
thermoplastischen Verarbeitung. Bevorzugte Mengenanteile von Alpha- Zellulose und Hemi-Zellulose betragen, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse 20 bis 30 Gew.% Alpha-Zellulose und 15 bis 25 Gew.% Hemi-Zellulose, besonders bevorzugt enthält die faserhaltige Biomasse 25 Gew.% Alpha-Zellulose und 15 Gew.% Hemi-Zellulose. Insgesamt soll der Mengenanteil der Alpha-Zellulose größer sein als der
Mengenanteil der Hemi-Zellulose.
In Schritt 4 erfolgt eine Abtrennung der Flüssigkeit aus der
Suspension. Dazu wird die Suspension einer Presse, vorzugsweise einer Schneckenpresse zugeführt. In der Presse erfolgt eine
Abtrennung der Flüssigkeit mit den in der Flüssigkeit gelösten
Bestandteilen wie Zellwasser, Kohlenhydraten, Proteinen und
Verunreinigungen von dem in der Biomasse enthaltenen Feststoff, wobei der Feststoff insbesondere die Naturfasern beinhaltet. In Schritt 5 werden die Schritte 2 bis 4 wenigstens einmal, bevorzugt zweimal wiederholt. Dabei wird zur Herstellung der Suspension jeweils aufgereinigtes Wasser verwendet. Durch die Wiederholung der Schritte 2 bis 4, welche auch als Aufreinigungsprozess bezeichnet werden können, ergibt sich eine besonders hohe Reinheit der Naturfasern. Diese hohe Reinheit der Naturfasern ist gekennzeichnet durch einen besonders geringen Gehalt der Naturfasern an Kohlenhydraten und Proteinen. Bei Versuchen hat sich gezeigt, dass an den Naturfasern anhaftende oder mit den Naturfasern fest verbundene
Verunreinigungen, die insbesondere aus Kohlenhydraten und
Proteinen gebildet werden, die Fixierbarkeit eines Mittels zum
Ausrüsten an den Naturfasern verschlechtern. Insgesamt hat sich gezeigt, dass die Fixierbarkeit der Ausrüstungsmittel umso besser, je größer der Reinheitsgrad der aus Zellulose-Verbindungen bestehenden Naturfaser ist. Ferner sind Naturfasern mit einer hohen Reinheit auch ohne zusätzliche Ausrüstung besonders haltbar.
Der Reinheitsgrad einer Naturfaser kann durch den Grad der
Anfärbbar keit quantifiziert werden. Dazu werden Naturfasern mit einem Farbstoff gefärbt und anschließend untersucht, auf welche Art und Weise sich der Farbstoff in den Naturfasern ein- oder angelagert hat.
Bei der letztmaligen Wiederholung der Schritte 2 bis 4 wird der
Suspension ein Mittel zum Ausrüsten der Naturfasern beigegeben. Ferner ist denkbar, der Suspension eine Kombination verschiedener Mittel beizugeben. Das Ausrüstungsmittel lagert sich aus der
Suspension, also aus der Nassphase, an den Naturfasern an. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass die Naturfasern bislang feucht gehalten wurden und noch keine Verhornung der Fasern erfolgt ist. Somit sind noch keine oder nur wenige Wasserstoffbrücken zwischen den
Zellulosemolekülen entstanden, welche die Erreichbarkeit der Zellulosemoleküle erschweren und eine Anlagerung des
Ausrüstungsmittels an den Naturfasern unterbinden können.
Aufgrund der Behandlung der Naturfasern in der Nassphase dringt das Mittel in die Matrix der Naturfasern ein und ist nach
abschließender Trocknung fest an den Naturfasern angebunden. Als Mittel zum Ausrüsten kommen verschiedenste Zusätze in Frage, die den Naturfasern besondere Eigenschaften, beispielsweise erhöhte mechanische Festigkeitswerte, besondere Farbgestaltung,
Lichtechtheit, verbessertes Haftverhalten oder reduzierte
Entflammbarkeit verleihen.
Zur besseren Verbindbarkeit mit Kunststoffen, insbesondere
thermoplastischen Kunststoffen umfasst das Mittel einen
Haftvermittler. Dieser kann ein carboxyliertes Polypropylen umfassen, wobei zur Carboxylierung insbesondere Maleinsäureanhydrid
vorteilhaft ist, wenn eine spätere Anbindung der Naturfasern an
Polypropylen vorgesehen ist. Der Haftvermittler verbessert die
Anhaftung der Kunststoffmoleküle des Polypropylens an die
Naturfasern, wodurch sich ein faserverstärktes Kunststoffmaterial mit verbesserten mechanischen Eigenschaften ergibt. Bei dem
bevorzugten Verfahren erfolgt die Ausrüstung mit dem Haftvermittler in wässriger Phase. Der Haftvermittler kann in dem Wasser gelöst oder suspendiert bereitgestellt werden. Auf diese Weise wird der
Haftvermittler in den Fasern aufgenommen oder an diesen angelagert. Die Ausrüstung mit dem Haftvermittler kann auf diese Weise genauso einfach erfolgen wie ein Färbeprozess.
Vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn die im feuchten Zustand bereitgestellten Naturfasern vor dem ersten
Trocknen unter Zugabe von Wasser aufgeschlossen und dann mit dem Haftvermittler ausgerüstet werden. Auf diese Weise wird eine gute Aufnahme des Haftvermittlers in die Naturfasern erreicht. Eine Trocknung vor der Ausrüstung würde hingegen zu einer Verhornung der Naturfasern führen. Hierdurch würden nicht nur die
mechanischen Eigenschaften der Naturfasern beeinträchtigt, sondern auch die Aufnahme mit dem Haftvermittler erschwert.
Die Naturfasern weisen einen Gehalt an Haftvermittler von 0,5 Gew.% bis 5 Gew.% auf, vorteilhafterweise beträgt der Gehalt an
Haftvermittler zwischen 1 Gew.% und 3,5 Gew.%, wobei ein Gehalt an Haftvermittler von 1 ,25 Gew.% bis 2,5 Gew.% besonders bevorzugt werden.
In Schritt 6 erfolgt eine Trocknung der Naturfasern. Bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren ist dies die erste Trocknung der
Naturfasern, welche bis zu diesem Zeitpunkt stets feucht gehalten wurden. Die Trocknung wird hinsichtlich der Trocknungstemperatur und der Trocknungsdauer dabei derart ausgeführt, dass die
Naturfasern nicht beschädigt werden und eine Verhornung
weitgehend verhindert wird. Ferner erfolgt die Trocknung derart, dass eine ausreichende Menge an Restfeuchte in den Naturfasern enthalten bleibt, so dass auch nach Abschluss der Trocknung keine Verhornung der Naturfasern erfolgt. In diesem Zusammenhang ist ein Gehalt an Trockensubstanz nach Abschluss der Trocknung von 88 bis 92
Gew.%, höchstens von 95 Gew.% besonders vorteilhaft. Diese Werte entsprechen anders ausgedrückt einer Restfeuchte von 5 Gew.% bzw. von 8 bis 12 Gew.%. Dadurch behalten die Naturfasern ihre
Geschmeidigkeit, was sich positiv auf die mechanische Stabilität bei der späteren Verwendung der Naturfasern, beispielsweise als
Faserverstärkung in einem Kunststoffmaterial auswirkt. Die Trocknung erfolgt vorzugsweise in einem mehrstufigen Verfahren mit Vor- und Endtrocknung. Ein besonders vorteilhaftes
Trocknungsverfahren umfasst eine zweistufige Trocknung. In einer ersten Stufe, der Vortrocknung erfolgt dabei eine Trocknung in einem Bandtrockner. Eine vorteilhafte Trocknung der ersten Stufe erfolgt bei Warmlufttemperaturen von 60 bis 80°C und einer
Verweilzeit von 25 bis 35 Minuten. Die Temperatur ist dabei so gewählt, dass eine Verhornung der Naturfasern weitgehend verhindert ist. Ferner wird eine zu starke lokale Trocknung der den Luftstrom zugewandten Naturfasern verhindert. In einer zweiten Stufe, der Endtrocknung werden die Naturfasern in einem Luftstrom getrocknet, wobei die Naturfasern direkt einem erhitzten Luftstrom ausgesetzt und mit diesem mitgeführt werden. Dazu wird vorzugsweise ein Flugschichttrockner verwendet bei dem die Naturfasern und der Luftstrom im Gleichstrom durch den
Flugschichttrockner geführt werden. Die Lufttemperatur des erhitzten Luftstroms beträgt vorzugsweise zwischen 75°C und 1 10°C und die Verweilzeit der Naturfasern beträgt 0,5 bis 3 s.
In Schritt 7 werden die Naturfasern mit Granulat eines Kunststoffs vermischt, wobei das Granulat aufgrund der großen Bauschigkeit in den Poren der Naturfasermatrix verteilt ist.
In Schritt 8 werden die mit dem Granulat versehenen Naturfasern einer Vorrichtung zur Agglomeration, hier einem Extruder zugeführt. In dem Extruder werden die mit dem Granulat versehenen
Naturfasern komprimiert und durch Friktion erhitzt. Dabei tritt der Rest der in den Naturfasern enthaltenen Feuchtigkeit aus und entweicht aus dem Extruder als Dampf. Durch die Erwärmung der Naturfasern und die Entfernung der Restmengen von Wasser erfolgt eine Aktivierung des Haftvermittlers der durch den direkten Kontakt sowohl mit den Naturfasern als auch mit dem Kunststoff eine besonders feste Bindung mit beiden Stoffen eingeht, so dass die Naturfasern besonders fest in den Kunststoff eingebunden sind.
Ferner schmilzt der Kunststoff aufgrund der Friktion zumindest teilweise, so dass die Naturfasern durch die in dem Extruder
angeordnete Schnecke gleichmäßig in dem aufgeschmolzenen
Kunststoff verteilt werden und anschließend fest mit diesem
verbunden sind.
Anschließend wird das Gemisch aus Naturfasern und Kunststoff durch ein Sieb gepresst an welchem ein Schneidmesser entlang streift. Auf diese Weise bilden sich Pellets eines faserverstärkten
Kunststoffmaterials.
Die so hergestellten Pellets können mit herkömmlichen Anlagen zur Kunststoffverarbeitung verarbeitet werden, insbesondere können die Pellets in herkömmlichen Spritzgieß- und Extrusionsanlagen
verarbeitet werden. Zur Herstellung eines Kunststoffartikels aus faserverstärktem Kunststoff werden die Pellets einer Spritzgieß- oder Extrusionsanlage zugeführt und dort zu Artikeln geformt. Durch das Mittel zum Ausrüsten wird die Naturfaser zu einer
funktionalen Naturfaser ausgerüstet, welche je nach Anforderung und Einsatzzweck besondere technische Eigenschaften aufweist. Zur Herabsenkung der Entflammbarkeit von Naturfasern in Dämmstoffen oder eines faserverstärkten Kunststoffartikels kann das Mittel ein Flammschutzmittel, insbesondere auf der Basis von Bor umfassen. Zur Verbesserung der Stabilität der Naturfasern, insbesondere von eingefärbten Naturfasern gegenüber UV-Strahlung kann das Mittel zum Ausrüsten einen Lichtstabilisator umfassen. Ein Farbstoff ermöglicht die Färbung der Naturfasern, wobei der Farbstoff
besonders gut an den erfindungsgemäßen Naturfasern anhaftet und sich dadurch eine durchgehende Färbung der Naturfasern ergibt. Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
Dabei bilden alle beschriebenen und / oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von der Zusammenfassung in einzelnen
Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Die Figur illustriert schematisch ein Verfahren zur Bereitstellung und Aufbereitung von Naturfasern.
In Schritt 1 wird eine Naturfasern enthaltende Biomasse bereitgestellt. Hierbei kann es sich um Naturfasern enthaltende Pflanzenteile von verschiedenen Pflanzen handeln. Besonders geeignet für das
beschriebene Verfahren sind Pflanzenteile, welche nicht verholzt sind und daher nur geringe Mengen oder kein Lignin enthalten. Vorteilhaft sind weiterhin Pflanzenteile, die in nur geringem Maß oder gar nicht verhornt sind. Eine Verhornung wird bei Pflanzenfasern in der Regel durch eine Trocknung ausgelöst. Daher wird vorgeschlagen, solche Pflanzenteile zu verwenden, die nicht getrocknet wurden. Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich frisch geschnittenes Gras oder siliertes Gras besonders. Auf diese Weise eine Biomasse
bereitgestellt, dessen Trockensubstanzgehalt zwischen 25 und 40 Gew.% liegt. Trockensubstanzgehalt bezeichnet dabei den Gehalt an trockener Substanz, der zurückbleibt, wenn sämtliches Wasser entfernt wird. Ein Gehalt an Trockensubstanz von 25 bis 40 Gew.% entspricht daher einem Wassergehalt zwischen 75 und 60 Gew.%. Die Silierung hat den Vorteil, dass das nur zu bestimmten Jahreszeiten zur Verfügung stehende Gras über das ganze Jahr ohne
Qualitätsverlust verarbeitet werden kann. Ein weiterer geeigneter Stoff ist Roggengrünschnitt, wobei auch je nach Region verfügbare andere nachwachsende faserhaltige Rohstoffe eingesetzt werden können. In Schritt 2 wird durch Zugabe von Wasser eine die Biomasse enthaltene Suspension hergestellt. Dazu wird die Biomasse in einen Mischtank gegeben, Wasser hinzugegeben und mittels einem in dem Mischtank angeordneten Rührwerk mit Wasser in Suspension gebracht. In diesem Schritt erfolgt auch eine erste Reinigung der Biomasse, wobei an der Biomasse anhaftende Verunreinigungen und unerwünschte Begleitstoffe in dem Wasser gelöst werden. In Schritt 3 werden die Naturfasern aus der Biomasse herausgelöst. Zum Herauslösen wird ein Mazerator eingesetzt, welcher die dem Mazerator zugeführte suspendierte Biomasse in einzelne Bestandteile auftrennt und aufgrund der erzeugten Friktion die mit Zellflüssigkeit gefüllten Zellen öffnet und den Zellsaft austreten lässt. Dazu weist ein Mazerator ein rotierendes Schneidmesser auf, welches berührungslos an einem als Sieb ausgebildeten Gegenmesser entlangstreift. Das Ergebnis der Mazeration ist eine Suspension, in der die in der
Biomasse enthaltenen Naturfasern vereinzelt sind und die in der Biomasse enthaltenen flüssigen Bestandteile in der wässrigen
Suspension in Lösung gehen.
Die vereinzelten Naturfasern bestehen im Wesentlichen aus Alpha- Zellulose und Hemi-Zellulose, wobei die Naturfasern 25 Gew.% Alpha- Zellulose und 15 Gew.% Hemi-Zellulose enthalten.
In Schritt 4 erfolgt eine Abtrennung der Flüssigkeit aus der
Suspension. Dazu wird die Suspension einer Schneckenpresse zugeführt. In der Schneckenpresse erfolgt eine Abtrennung des
Wassers mit den in dem Wasser gelösten Bestandteilen wie Zellwasser, Kohlenhydraten, Proteinen und Verunreinigungen von den in der Biomasse enthaltenen Naturfasern. Die zuvor beschriebenen Schritte 2) bis 4) werden zweimal wiederholt. Dabei wird zur Herstellung der Suspension jeweils aufgereinigtes Wasser verwendet, was bedeutet, dass Wasser ohne die zuvor gelösten Bestandteile bereitgestellt wird. Durch die Wiederholung der Schritte 2 bis 4, welche auch als Aufreinigungsprozess bezeichnet werden, ergibt sich eine besonders hohe Reinheit der Naturfasern. Bei der
letztmaligen, also zweiten Wiederholung der Schritte 2) bis 4) wird dem aufgereinigten Wasser ein Mittel zum Ausrüsten der Naturfasern zugemischt. Dieses Mittel ist dann in der wässrigen Suspension gelöst und lagert sich an den Naturfasern in der Nassphase an.
Die Reinheit der Naturfasern wird durch einen Färbetest
nachgewiesen. Dazu wird zunächst 0,5 g Direktfarbstoff in Wasser mit einer Temperatur von 40°C gelöst. Anschließend wird der Lösung 2 g Glaubersalz (NaSO*) zugemischt und die Lösung wird auf 60°C erhitzt. Anschließend werden Naturfasern beigegeben, welche nach der ersten Trocknung entnommen sind und einen Gehalt an Trockensubstanz von 60 bis 65 Gew.% aufweisen. Das so entstandene Gemisch wird unter Rühren auf 70°C erhitzt und unter Rühren 30 min. auf 70°C gehalten. Anschließend werden die Naturfasern mit einer Handpresse abgepresst, mehrfach mit Wasser gespült und an der Luft getrocknet. Die Analyse der Naturfasern erfolgt mittels eines Mikroskops.
Verwendete Farbstoffe sind Columbiaechtschwarz BV 150% der CBW Chemie GmbH Wolfen, Solaminlichtgelb 5G 167% der CBW Chemie GmbH Wolfen, Solaminlichtscharlach FB 200% der CBW Chemie GmbH Wolfen, DyStar Remazol Yellow RR Gran der DyStar Colours Distribution GmbH Frankfurt am Main, DyStar Levafix Brilliant Red CA der DyStar Colours Distribution GmbH Frankfurt am Main sowie DyStar Remazol Red CA Gran der DyStar Colours Distribution GmbH Frankfurt am Main. Die mit dem Mikroskop untersuchten Naturfasern sind gekennzeichnet durch eine nahezu durchgängige Färbung, es sind nur geringe Fehlstellen vorhanden. Ausgehend von der durch das Mikroskop sichtbaren Fläche einer Naturfaser beträgt der
Flächenanteil der Fehlstellen einer Naturfaser höchstens 5%.
Das Mittel zum Ausrüsten enthält zur besseren Verbindbarkeit mit thermoplastischen Kunststoffen einen Haftvermittler auf der Basis eines mit Maleinsäureanhydrid carboxylierten Polypropylens. Zur Herabsenkung der Entflammbarkeit der Naturfasern enthält das Mittel ferner ein Flammschutzmittel basierend auf Bor. Falls eine
Verwendung der Naturfasern in UV-Licht ausgesetzten Bereichen vorgesehen ist, kann das Mittel zusätzlich mit einem Lichtstabilisator versehen sein und ein Farbstoff ermöglicht die durchgehende Färbung der Naturfasern.
In Schritt 5 erfolgt eine Trocknung der Naturfasern. Bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren ist dies die erste Trocknung der
Naturfasern, welche bis zu diesem Zeitpunkt stets feucht gehalten wurden. Zur Vermeidung der Verhornung wird die Trocknung derart durchgeführt, dass die Naturfasern nach Abschluss der Trocknung einen Gehalt an Trockensubstanz von 88 bis 92 Gew.%, höchstens von 95 Gew.% aufweisen.
Die Trocknung erfolgt in einem zweistufigen Verfahren. In einer ersten Stufe erfolgt eine Trocknung in einem Bandtrockner bei
Warmlufttemperaturen von 60 bis 80°C und einer Verweilzeit der Naturfasern in dem Bandtrockner von 25 bis 35 min. Damit die
Naturfasern dennoch eine gleichmäßige Restfeuchte aufweisen, ist der Bandtrockner so ausgestaltet, dass nur ein Teil der getrockneten Naturfasern entnommen wird, während der übrige Teil dem
Bandtrockner für eine wiederholte Trocknung wieder zugeführt wird. Dazu wird der Teil der Naturfasern zurückgeführt, der während der Trocknung dem Luftstrom abgewandt war und dadurch die größte Restfeuchte aufweist. Dementsprechend wird lediglich der Teil der Naturfasern entnommen, der eine gleichmäßig geringe Restfeuchte aufweist. Die Trocknungsparameter während der Trocknung in der ersten Stufe sind dabei so eingestellt, dass die Naturfasern nach der ersten Trocknung eine Restfeuchte von 20 bis 40 Gew.%, höchstens von 50 Gew.% aufweisen.
In einer zweiten Stufe werden die Naturfasern in einen Luftstrom aus erhitzter Luft gegeben und im Gleichstrom mit der erhitzten Luft geführt, wobei die Naturfasern Feuchtigkeit an die im Gleichstrom geführte Luft abgeben. Für diese Trocknung wird ein
Flugschichttrockner eingesetzt. In diesem Trockner werden die
Naturfasern in dem Luftstrom mitgerissen und in kurzer Zeit getrocknet. Die Lufttemperatur des erhitzten Luftstroms beträgt vorzugsweise zwischen 75°C und 110°C und die Verweilzeit der Naturfasern in der Vorrichtung beträgt vorzugsweise zwischen 0,5 s und 3 s erfolgen. Dazu wird der Luftstrom mittels eines Gebläses auf eine Geschwindigkeit von 1 m/s bis 6 m/s beschleunigt.
Die Trocknungsparameter während der Trocknung in der zweiten Stufe sind dabei so eingestellt, dass die Naturfasern nach der zweiten Trocknung einen Gehalt an Trockensubstanz von 88 bis 92 Gew.%, höchstens von 95 Gew.% aufweisen. Nach erfolgter Trocknung werden die Naturfasern von der Luft abgetrennt, dies kann beispielsweise durch einen Zyklon erfolgen.
Die nach der zweiten Trocknung entnommenen Naturfasern weisen eine Bauschigkeit von 31 kg/m3 auf. Die Bauschigkeit kann durch ein Schüttgewicht, bzw. durch Bestimmung der Rohdichte quantifiziert werden. Zur Bestimmung der Bauschigkeit werden Naturfasern in einen oben offenen, formstabilen Behälter mit den lichten Maßen 1 m x 1 m x 0,25 in eingeblasen oder manuell eingefüllt und an der Oberkante des Behälters bündig abgestrichen, anschließend wird die Masse der in den Behälter eingefüllten Naturfasern gewogen. Aus der Masse und dem Volumen (0,25 m3) wird die Bauschigkeit berechnet. Dabei sind Einzelergebnisse und ein Mittelwert aus drei Versuchen anzugeben. Eine erfindungsgemäße Bauschigkeit der Naturfasern beträgt zwischen 30 kg/m3 und 50 kg/m3, vorzugsweise zwischen 35 und 60 kg/m3.
Die mit dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellten Naturfasern werden anschließend verpackt und der weiteren Verwendung zugeführt.
Zur Verwendung als Dämmstoff können die Naturfasern entweder zu Dämmplatten geformt werden oder direkt als Einblasdämmstoff in ein Bauwerk eingebracht werden.
Zur Verwendung als Faserverstärkung für ein Kunststoffmaterial werden die Naturfasern mit Granulat eines Kunststoffs vermischt, wobei das Granulat aufgrund der großen Bauschigkeit in den Poren der Naturfasermatrix verteilt ist. Anschließend werden die mit dem Granulat versehenen Naturfasern einer Vorrichtung zur
Agglomeration, hier einem Extruder zugeführt. In dem Extruder werden die mit dem Granulat versehenen Naturfasern komprimiert und erhitzt. Dabei tritt der Rest der in den Naturfasern enthaltenen Feuchtigkeit aus und entweicht aus dem Extruder als Dampf. Durch die Erwärmung der Naturfasern und die Entfernung der Restmengen von Wasser erfolgt eine Aktivierung des Haftvermittlers der durch den direkten Kontakt sowohl mit den Naturfasern als auch mit dem
Kunststoff eine fest Bindung mit beiden Stoffen eingeht, so dass die Naturfasern fest in den Kunststoff eingebunden sind. Ferner schmilzt der Kunststoff, wobei die Naturfasern durch die in dem Extruder angeordnete Schnecke gleichmäßig in dem aufgeschmolzenen
Kunststoff verteilt werden. Nach dem Aufschmelzen wird das Gemisch aus Naturfasern und Kunststoff durch ein Sieb gepresst an welchem ein Schneidmesser entlang streift. Auf diese Weise bilden sich Pellets eines faserverstärkten Kunststoffmaterials. Als Ausgangsmaterial des Kunststoffs wird ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere Polypropylen oder Polyethylen eingesetzt, wobei die beiden vorgenannten Kunststoffe auch als Recyclingmaterial ausgebildet sein können. Die so hergestellten Pellets können mit herkömmlichen Anlagen zur Kunststoffverarbeitung verarbeitet werden, insbesondere können die Pellets in herkömmlichen Spritzgieß- und Extrusionsanlagen
verarbeitet werden. Zur Herstellung eines Kunststoffartikels aus faserverstärktem Kunststoff werden die Pellets einer Spritzgieß- oder Extrusionsanlage zugeführt und dort zu Artikeln geformt.
Ein Probekörper bestehend aus einem faserverstärkten Kunststoff, enthaltend 50 Gew.% der erfindungsgemäßen Naturfasern und 50 Gew.% Polypropylen erzielt folgende Werte:
Dichte 0,82 g/cm3
Zugfestigkeit (ISO 527) 32 MPa
Zug-E-Modul (ISO 527) 4.000 Mpa
Charpy-Schlagzähigkeit (ISO 179) 1 1 kJ/m2
Der Schmelzflussindex, als die Kennzahl für das Fließverhalten eines thermoplastischen Werkstoffs, ist im Vergleich zu einem reinen
Polypropylen um lediglich 20% erniedrigt. Dies deutet auf eine ähnliche gute Verarbeitbarkeit des faserverstärkten Kunststoffs verglichen zu einem reinen Kunststoff hin. Jedoch verbessern sich die Festigkeitswerte gegenüber reinem Polypropylen signifikant. Sowohl der Zug-E-Modul als auch die Schlagzähigkeit des faserverstärkten Kunststoffs sind wesentlich besser als die Vergleichswerte eines Polypropylens. Die Werte für reines Polypropylen als Neuware betragen: Dichte 0,9 g/cm3
Zugfestigkeit (ISO 527) 26 MPa
Zug-E-Modul (ISO 527) 1.450 Mpa
Charpy-Schlagzähigkeit (ISO 179) 5 kJ/m2 Bezogen auf die Dichte sind die Festigkeitswerte des faserverstärkten Kunststoffs gegenüber reinem Kunststoff deutlich verbessert, so dass aufgrund der besseren Festigkeit eine weitere Gewichtsreduktion und damit Materialeinsparung möglich ist. Somit kann beispielsweise die Wandstärke eines Kunststoffartikels reduziert werden.
Ferner wurde überraschenderweise festgestellt, dass ein Probekörper, welcher aus zermahlenem, also wiederaufbereitetem faserverstärkten Kunststoff der zuvor beschriebenen Art besteht, eine Zugfestigkeit aufweist, die ebenfalls 32 MPa beträgt und sich somit vergleichbar zu einem nicht-aufbereiteten Probekörper verhält. Somit zeigt sich, dass das erfindungsgemäße faserverstärkte Kunststoffmaterial besonders gut für das Recycling geeignet ist.

Claims

Patentansprüche Faserverstärktes Kunststoffmaterial, umfassend aus Biomasse bereitgestellte Naturfasern, welche in das Kunststoffmaterial eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Naturfasern aus faserhaltiger Biomasse mit geringem Ligningehalt hergestellt sind und derart behandelt und in das Kunststoffmaterial eingebettet und mit diesen verbunden sind, dass das faserverstärkte Kunststoffmaterial im Vergleich zu dem Kunststoffmaterial ohne Naturfasern einen höheren Zug-E- Modul aufweist. Faserverstärktes Kunststoffmaterial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zug-E-Modul nach ISO 527 mindestens 3.000 MPa, vorzugsweise mindestens 4.000 MPa beträgt. Faserverstärktes Kunststoffmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial thermoplastischen Kunststoff aufweist. Faserverstärktes Kunststoffmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial aus Polypropylen oder Polyethylen gebildet ist. Faserverstärktes Kunststoffmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mengenanteil der faserhaltigen Biomasse in dem Kunststoffmaterial mindestens 40 Gew.%, vorzugsweise 50 Gew.% beträgt. Kunststoffartikel aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5. Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffmaterials, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: 1) Bereitstellen einer Fasern enthaltenden Biomasse mit einer Trockensubsatz von höchstens 50 Gew.%;2) Zugeben von Wasser zum Herstellen einer die Biomasse enthaltenden Suspension; 3) Herauslösen der Naturfasern aus der Biomasse; 4) Abtrennen der Flüssigkeit aus der Suspension; 5) wenigstens einmalige Wiederholung der Schritte 2) bis 4), wobei bei der letztmaligen Wiederholung der Schritte 2) bis 4) die Suspension wenigstens ein Mittel zum Ausrüsten der Fasern enthält, umfassend wenigstens einen Haftvermittler; 6) Trocknen der Naturfasern; 7) Mischen der Naturfasern mit einem Kunststoffgranulat;8) Pelletieren des mit den Naturfasern versehenen Kunststoffs. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zusätzlich ein Flammschutzmittel, Lichtstabilisatoren und/oder einen Farbstoff umfassen. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler ein carboxyliertes Polypropylen umfasst. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Carboxylierung Maleinsäureanhydrid verwendet wird.
1. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern enthaltende Biomasse Grasschnitt, Roggengrünschnitt, Treber und/ oder Bargasse enthält.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3235875A1 (de) * 2016-04-22 2017-10-25 Shi Xiang Industrial Co., Ltd. Bioplastischer verbundstoff mit treber und verfahren zur herstellung davon
WO2024208284A1 (zh) * 2023-04-06 2024-10-10 湖南协成管业科技有限公司 一种环保型天然竹纤维改性pe复合材料及制品的制备方法与应用
EP4585666A1 (de) 2024-01-05 2025-07-16 Müller, Marc Verbundwerkstoff

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1357462A (en) * 1972-04-14 1974-06-19 Plasti Fiber Formulations Inc Bagasse fibre product and process
WO2000040788A1 (en) * 1999-01-06 2000-07-13 Coöperatieve Verkoop- En Productievereniging Van Aardappelmeel En Derivaten Avebe B.A. Separating and recovering components from plants
WO2003079763A1 (en) * 2002-03-21 2003-10-02 Xyleco, Inc. Compositions and composites of cellulosic and lignocellulosic materials and resins, and methods of making the same
US20060043629A1 (en) * 2004-08-27 2006-03-02 Board Of Trustees Of Michigan State University Cellulosic biomass soy flour based biocomposites and process for manufacturing thereof
US20070199669A1 (en) * 2005-01-28 2007-08-30 University Of Nebraska-Lincoln Natural Cellulosic Fiber Bundles from Cellulosic Sources and a Method for Making the Same
WO2008073186A2 (en) * 2006-10-26 2008-06-19 Marshall Medoff Processing biomass
JP2010106056A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Shikibo Ltd 樹脂組成物および樹脂成形体
WO2011047804A1 (de) * 2009-10-23 2011-04-28 Biowert Ag Kunststoffmaterial mit erhöhter feuerbeständigkeit, dessen herstellungsverfahren sowie kunststoffartikel aus einem solchen kunstoffmaterial

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2011013733A (es) * 2009-06-30 2012-04-20 New Zealand Forest Res Inst Ltd Método para la producción de productos de compuesto mixto de fibra de madera-plasticos.
DE102010022186A1 (de) * 2010-05-21 2011-11-24 Hans Korte Faserverstärkte Thermoplastverbundwerkstoffe

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1357462A (en) * 1972-04-14 1974-06-19 Plasti Fiber Formulations Inc Bagasse fibre product and process
WO2000040788A1 (en) * 1999-01-06 2000-07-13 Coöperatieve Verkoop- En Productievereniging Van Aardappelmeel En Derivaten Avebe B.A. Separating and recovering components from plants
WO2003079763A1 (en) * 2002-03-21 2003-10-02 Xyleco, Inc. Compositions and composites of cellulosic and lignocellulosic materials and resins, and methods of making the same
US20060043629A1 (en) * 2004-08-27 2006-03-02 Board Of Trustees Of Michigan State University Cellulosic biomass soy flour based biocomposites and process for manufacturing thereof
US20070199669A1 (en) * 2005-01-28 2007-08-30 University Of Nebraska-Lincoln Natural Cellulosic Fiber Bundles from Cellulosic Sources and a Method for Making the Same
WO2008073186A2 (en) * 2006-10-26 2008-06-19 Marshall Medoff Processing biomass
JP2010106056A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Shikibo Ltd 樹脂組成物および樹脂成形体
WO2011047804A1 (de) * 2009-10-23 2011-04-28 Biowert Ag Kunststoffmaterial mit erhöhter feuerbeständigkeit, dessen herstellungsverfahren sowie kunststoffartikel aus einem solchen kunstoffmaterial

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2670792A1 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3235875A1 (de) * 2016-04-22 2017-10-25 Shi Xiang Industrial Co., Ltd. Bioplastischer verbundstoff mit treber und verfahren zur herstellung davon
WO2024208284A1 (zh) * 2023-04-06 2024-10-10 湖南协成管业科技有限公司 一种环保型天然竹纤维改性pe复合材料及制品的制备方法与应用
EP4585666A1 (de) 2024-01-05 2025-07-16 Müller, Marc Verbundwerkstoff

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