DE3841310C1 - - Google Patents
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- DE3841310C1 DE3841310C1 DE3841310A DE3841310A DE3841310C1 DE 3841310 C1 DE3841310 C1 DE 3841310C1 DE 3841310 A DE3841310 A DE 3841310A DE 3841310 A DE3841310 A DE 3841310A DE 3841310 C1 DE3841310 C1 DE 3841310C1
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
- C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
preßfähigen Gemisches aus lignozellulosehaltigen Fasern und
einem thermoplastischen Kunststoff. Ein solches Verfahren
ist bekannt (DE-A 32 30 888).
Es werden bereits seit längerer Zeit in zunehmendem Umfang
Formteile, beispielsweise für die Verwendung in der Kraftfahrzeugproduktion,
aus Thermoplast-Glasfaser-Halbzeugplatten
hergestellt.
Glasfaser-Thermoplast-Formteile, auch GMT (Glasmattenverstärker
Thermoplast) genannt, werden üblicherweise in
folgender Weise hergestellt: Zunächst werden auf einer
Laminierpresse Halbzeugplatten aus Glasfasern und einem
thermoplastischen Kunststoff hergestellt. Diese Halbzeugplatten
werden in einen zweiten Verfahrensschritt außerhalb einer
Presse bis zur Erweichungstemperatur des Thermoplasten
aufgeheizt und anschließend in gekühlten Preßwerkzeugen unter
hohem Druck zu Formteilen verpreßt. Bei diesem Verfahren
ist üblicherweise der Materialzuschnitt der Halbzeugplatten
kleiner als die Größe des fertig gepreßten Formteiles, d. h.
der Werkstoff der Halbzeugplatte fließt gleichzeitig beim
Pressen. Es findet ein sogenanntes Fließpressen statt.
Diese durch Fließpressen hergestellten Glasfaser-Thermoplast-Formteile
erfüllten die an sie gestellten Anforderungen,
insbesondere auch hinsichtlich der Festigkeitswerte. Sie weisen
jedoch den Nachteil auf, daß sie verhältnismäßig teuer sind und
ihre Anwendung daher aus preislichen Gründen beschränkt ist.
Formteile für die bereits erwähnten und weitere Anwendungsfälle
ließen sich in gleicher Qualität, jedoch preisgünstiger herstellen,
wenn bei der Herstellung der Halbzeugplatten anstelle der
Glasfasern lignozellulosehaltige Fasern verwendet würden.
Bei den lignozellulosehaltigen Fasern könnte es sich beispielsweise
um zerkleinerte und getrocknete Holzspäne, Bagassefasern
u. ä. handeln. Es ist jedoch schwierig, aus den lignozellulosehaltigen
Fasern und einem Thermoplast Halbzeugplatten
herzustellen, weil die lignozellulosehaltigen Fasern natürliche
Harzanteile enthalten, welche verhindern, daß die Fasern mit
dem Thermoplast eine feste Bindung eingehen.
Bei dem eingangs erwähnten bekannten Verfahren ist zur Überwindung
dieses Hindernisses beispielsweise vorgeschlagen
worden, die lignozellulosehaltige Fasern vor dem Mischen
mit dem Thermoplast einer ionisierenden Bestrahlung, wie
einer γ-Bestrahlung, zu unterwerfen. Es ist fraglich ob
sich eine solche Behandlungsweise großtechnisch verwirklichen
ließe und falls dies zuträfe, sie zu einer kostengünstigeren
Herstellung von Thermoplast-Holzfaser-Halbzeugplatten
führen würde.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht
deshalb darin, ein Behandlungsverfahren für lignozellulosehaltige
Fasern anzugeben, mit dem diese in der Weise vorbereitet
werden, daß sie beim Pressen von Halbzeugplatten eine
feste Bindung mit dem Thermoplast eingehen.
Dieses Problem wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
die Fasern mit 2-8 Gew.-% eines Duroplastes, 0,5-2 Gew.-%
eines Hydrophobierungsmittels und 2-10 Gew.-% einer
Metacrylat-Polyäthylen-Dispersion in einem Mischer
gemischt werden und 100 Gewichtsteile der derart vorbehandelten
Fasern mit 120-150 Gewichtsteilen eines Thermoplastpulvers
gemischt werden.
Aus den in dieser Weise vorbehandelten Fasern können in an
sich bekannter Weise, beispielsweise mit Streumaschinen oder
Mattenformköpfen, Faserstoffmatten erzeugt werden. Diese
Faserstoffmatten können ebenfalls in an sich bekannter Weise
auf beheizten und ggf. rückgekühlten Pressen zu Halbzeugplatten
verpreßt werden. Aus den Halbzeugplatten schließlich
lassen sich auf den gleichen Vorrichtungen, mit welchen die
Glasfaser-Thermoplast-Halbzeugplatten verarbeitet werden,
und in gleicher Weise, nämlich durch Vorheizen der Halbzeugplatten
und anschließendes Fließpressen in gekühlten Werkzeugen
Formteile herstellen.
Diese Formteile weisen nach bisherigen Erkenntnissen nur
geringfügig schlechtere Eigenschaften als die Glasfaser-Thermoplast-Formteile auf. Sie sind jedoch für viele Anwendungsfälle
ausreichend und wesentlich besser als die bekannten
Holzfaser-Formteile aus einem Gemisch von lignozellulosehaltigen
Fasern und einem wärmehärtbaren Duroplast.
Bei Untersuchungen des erfindungsgemäßen Verfahrens haben
sich für die Vorbehandlung der lignozellulosehaltigen Fasern
folgende Einzelheiten als vorteilhaft erwiesen: Die lignozellulosehaltigen
Fasern sollten einen Feuchtigkeitsgehalt unter
2% atro aufweisen, d. h. daß das Gewicht des in den lignozelluhaltigen
Fasern enthaltenen Wassers weniger als 2% vom
Gesamtgewicht, bestehend aus absolut trockenen Fasern und
Wasser, beträgt. Als Duroplast können Kombinationen von
flüssigen Amino- bzw. Phenoplasten verwendet werden. Diese
wäßrigen Harzdispersionen verbessern die Anlagerungs- und
Haftfähigkeit des Thermoplastpulvers an den lignozellulosehaltigen
Fasern. Als Hydrophobierungsmittel, d. h. Feuchtigkeitsschutzmittel,
ist eine handelsübliche, beispielsweise 60%ige
Paraffinemulsion geeignet. Die Methacrylat-Polyäthylen-Dispersion
verbessert im Zusammenwirken mit dem Harnstoffharz
die Verbindungsfähigkeit von lignozellulosehaltigen Fasern
und Thermoplast weiter.
Günstige Ergebnisse mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
sind dann erzielt worden, wenn die Fasern mit 3 Gew.-% des
Duroplast und 3 Gew.-% der wäßrigen Methacrylat-Polyäthylen-Dispersion
gemischt wurden, sowie zusätzlich 2-10
Gew.-% einer wäßrigen Methacrylatdispersion und/oder einer
Polyäthylendispersion zugegeben wurden.
Das Thermoplastpulver ist entsprechend den Eigenschaften zu
wählen, welche das fertige Formteil besitzen soll. Für manche
Formteile wird beispielsweise Polypropylen der geeignete
Thermoplast sein und für andere Formteile Polyäthylen oder
ein anderer Thermoplast.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung eines preßfähigen Gemisches
aus lignozellulosehaltigen Fasern und einem thermoplastischen
Kunststoff,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mit
2-8 Gew.-% eines Duroplastes,
0,5-2 Gew.-% eines Hydrophobierungsmittels und
2-10 Gew.-% einer Methacrylat-Polyäthylen-Dispersion
in einem Mischer gemischt werden und 100 Gewichtsteile der derart vorbehandelten Fasern mit 120 bis 150 Gewichtsteilen eines Thermoplastpulvers gemischt werden.
2-8 Gew.-% eines Duroplastes,
0,5-2 Gew.-% eines Hydrophobierungsmittels und
2-10 Gew.-% einer Methacrylat-Polyäthylen-Dispersion
in einem Mischer gemischt werden und 100 Gewichtsteile der derart vorbehandelten Fasern mit 120 bis 150 Gewichtsteilen eines Thermoplastpulvers gemischt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mit 3 Gew.-%
des Duroplastes und 3 Gew.-% einer wäßrigen Methacrylat-Polyäthylen-Dispersion
gemischt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung beim Vorbehandeln
der Fasern zusätzlich 2-10 Gew.-% einer
wäßrigen Methacrylatdispersion und/oder einer Polyäthylendispersion
zugegeben werden.
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