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Faserkunststoff


Kurzfassung

Die vorliegende Technologie beschreibt ein einstufiges Compoundierverfahren zur Herstellung von (natur-) faserverstärkten Thermoplasten bzw. Kunststoffen für technische Anwendungen.


Hintergrund

Die Verwendung von faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen zur Herstellung von Werkstücken im Spritzgussverfahren ist hinreichend bekannt. Solche Granulate, auch Compounds genannt, werden in Compoundierprozessen hergestellt. Für die Herstellung derartiger Compounds oder Granulate werden Faserstränge verwendet, die aus einer Vielzahl von Filamenten bestehen. Die Faser- oder Garnstränge können bspw. aus Natur- bzw. Zellulosefasern oder auch aus Glasfasern bestehen. Nachteilig hierbei ist, dass die Fasern bei den Granulaten die zur Herstellung des Werkstücks dienen, nicht gleichmäßig verteilt sind, so dass sich im Werkstück einzelne Fasernester bilden, die Inhomogenität bewirken. Thermische und mechanische Belastungen führen insbesondere bei der Verwendung von technischen Thermoplasten während der Compoundierung zur Vorschädigungen der Faser und damit zur Minderung der mechanischen Kennwerte.


Bilder & Videos


Lösung

Das neu entwickelte Verfahren zur Herstellung des faserverstärkten und thermoplastischen Polymers wird mittels eines speziell entwickelten Extrusionswerkzeugs realisiert. Dieses ist so ausgelegt, dass alle notwendigen Schritte innerhalb des Werkzeugs in einem Prozessschritt ablaufen. Hierbei wird ein (oder mehrere) Faserstrang dem Extrusionswerkzeug zugeführt, welcher in diesem aufgefächert wird. Im aufgefächerten Zustand erfolgt die Imprägnierung des Faserstrangs mit der Polymerschmelze. Nach erfolgter Imprägnierung wird der Faserstrang aus dem Extrusionswerkzeug ausgetragen. Besonders zu erwähnen ist die auf Naturfasern optimierte Trocknung mittels IR-Strahlen, die es erlaubt im laufenden Prozess die hydrophilen Fasern zu trocknen.


Vorteile

  • Erhebliche Reduzierung der Energie- und Herstellungskosten.
  • Eliminierung des zweiten Compoundierschritts gegenüber herkömmlichen Verfahren.
  • Minimierung von Raum- und Zeitbedarf zur Herstellung eines fertigen Granulates.
  • Definierte Faserlängen im Compound.
  • Signifikant verbesserte Mechanik der Verbunde.
  • Schonende Einarbeitung der Fasern (minimale thermische und mechanische Belastung insb. bei Naturfasern).
  • Gute Granulierbarkeit des imprägnierten Faserstrangs.
  • Keine Vortrocknung der Fasern notwendig.
  • Vermeidung von Hydrolyse und Blasenbildung durch feuchte Naturfasern.
  • Hohe Schüttdichte und Rieselfähigkeit des Granulats.

Anwendungsbereiche

Compounds für technische Anwendungen mit besonderen Anforderungen


GINo Gesellschaft für Innovation Nordhessen mbH

Ute Emde
0561/804-1985
emde@gino-innovativ.de
www.gino-innovativ.de
Adresse
Universitätsplatz 12
34127 Kassel



Entwicklungsstand

Labormuster


Patentsituation

  • DE 10 2011 010 330 erteilt
  • US 8,920,693 erteilt

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr