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DE3854646T2 - Mit hanffasern verstärktes thermoplastisches kompositmaterial. - Google Patents

Mit hanffasern verstärktes thermoplastisches kompositmaterial.

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DE3854646T2
DE3854646T2 DE3854646T DE3854646T DE3854646T2 DE 3854646 T2 DE3854646 T2 DE 3854646T2 DE 3854646 T DE3854646 T DE 3854646T DE 3854646 T DE3854646 T DE 3854646T DE 3854646 T2 DE3854646 T2 DE 3854646T2
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hemp
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thermoplastic composite
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Namba Press Works Co Ltd
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen neuen thermoplastischen Verbundwerkstoff, der mit "Hanffasern" verstärkt ist, so daß er eine hohe Schlagzähigkeit, Hitzebeständigkeit und Verformbarkeit aufweist und insbesondere, daß sich ein solcher thermoplastischer Verbundwerkstoff insbesondere für den Einsatz in der Herstellung von Auto- Innenausstattungen von leichtem Gewicht und dergleichen zu niedrigen Kosten eignet.
  • Es ist bekannt, daß sich gewisse thermoplastische Verbundwerkstoffe wie solche, die durch Mischen einer thermoplastischen Matrix wie Polypropylen und Holzspäne oder Sägemehl zubereitet werden und das Formen der sich ergebenden Mischung zu Folien oder Pellets, die im Vergleich zu Kunststoff selbst preiswerter und leichter im Gewicht sind, vorteilhaft zum Prägen oder für Spritzgußverfahren zur Hestellung verschiedenster Artikel einsetzen lassen wie die Innenausstattung von Automobilen, z.B. Armaturenbretter, Heizungskanäle und dergleichen.
  • Ein Beispiel für thermoplastische Verbundwerkstoffe, die Polyolefine und Holzspäne enthalten, wird im japanischen Patent SHO 60-40965 "Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Platten" (angemeldet am 22. März 1974, Konventionspriorität beruhend auf der Schweizer Patentanmeldung 4249/73 von GOR, Italien beanspruchend, veröffentlicht am 13. September 1985 (SHO 60)) beschrieben, wobei etwa 40 bis 60 Gewichtsprozent Polyolefine wie Polypropylen und Polyethylen und etwa 60 bis 40 Gewichtsprozent Zellulosefüllstoffe in Partikelform miteinander gemischt werden, um einen thermoplastischen Verbundwerkstoff zu bilden.
  • Es wurde jedoch festgestellt, daß Zellulosefüllstoffe in Partikelform, wie in dieser Veröffentlichkeit gelehrt, sehr schwierig im Hinblick auf das Erzielen von gleichmäßiger Größe und Form und nicht in der Lage sind, sich gleichmäßig in solchen Werkstoffen als thermoplastische Matrizen verteilen zu lassen, die eine ziemlich hohe Schmelzviskosität aufweisen. Die sich ergebenden Verbundwerkstoffe können daher keine ausreichende Gleichmäßigkeit in Qualität und physikalischen Eigenschaften in ihrer gesamten Masse bieten. Derartige ungleichmäßige Verbundwerkstoffe können zur Herstellung von Ausschuß durch Präge- oder Spritzgußverfahren wegen unterschiedlicher und ungleichmäßiger physikalischer Merkmale und Formbarkeit führen. Diese Verbundwerkstoffe, die keine Sicherheit für Gleichmäßigkeit bieten, setzen daher unvorteilhaft die Anwendung breiterer Sicherheitsnormen in der Qualitätskontrolle und in der Produktkonstruktion voraus.
  • Obgleich Zellulosefüllstoffe in Partikelform leichter zu handhaben sind als faserförmige Verstärkungen, sind sie diesen gegenüber in Schlagzzhigkeit, thermischer Verformungstemperatur, Tiefziehbarkeit und dergleichen schlechter. Thermoplastische Verbundwerkstoffe, die mit Zellulosefüllstoffen in Partikelform verstärkt sind, bieten daher einen beschränkten Freiheitsgrad bei der Konstruktion für die Produktion von dünnwandigen Artikeln und haben einen beschränkten Einsatzbereich.
  • Bei dem Versuch, diese Mängel zu beheben, wurde vorgeschlagen, Zellulosefüllstoffe in Partikelform in Verbindung mit einem faserförmigen Verstärkungsmaterial zu verwenden. Das veröffentlichte japanische Patent SHO 59-207966 "Verbundwerkstoffe unter Verwendung von synthetischen Faserabfällen" (Anmeldung vom 13. Mai 1983 von K. K. Mikuni Mfg., Japan, vorläufig am 26. November 1984 veröffentlicht (SHO 59)) enthält diesen Vorschlag, bei dem Anspruch 2 einen Verbundwerkstoff beschreibt, der etwa 70 bis 160 Gewichtsteile thermoplastisches Synthetikharz wie Polypropylen, Polyethylen und ABS enthält, 100 Gewichtsteile synthetische Faserabfälle wie Polyesterfasern und 50 Gewichtsteile Holzspäne oder Altpapier. Da jedoch Synthetikfasern wie Polyester thermoplastisch sind, eine geringe Härte und thermische Verformung aufweisen, scheint es, daß Synthetikfasern keine bedeutende verstärkende Wirkung ausüben, außer daß sie evtl. zur Kostenminderung von Verbundwerkstoffen beitragen können. Mit anderen Worten: Synthetikfaser-Abfälle können selten Mängel von ligninhaltigen Füllstoffen in Partikelform ausgleichen und verschlechtern die physikalischen Merkmale von Verbundwerkstoffen, indem sie die Biegefestigkeit derselben bei Erwärmen stark reduzieren. Folien, die daher aus Verbundwerkstoffen mit Synthetikfasern hergestellt werden, erweichen bei Erwärmen während des Prägeverfahrens, so daß sie nicht von den Händen des Bedieners im flachgepreßten Zustand gehalten werden können. Synthetikfasern senken ferner nicht die spezifische Wärmekapazität von Verbundwerkstoffen, so daß die Wärmeabstrahlung derselben schnell vor sich geht. Aus diesem Grund ist es schwierig, Verbundwerkstoffolien in Doppelschichten zu handhaben. Abgesehen davon ist die genaue Kontrolle der Formbedingungen bzw. die genaue Verfahrenskontrolle umständlich bei Verwendung von Verbundwerkstoffen, die Synthetikfaser-Verstärkungen enthalten.
  • JP-A-50060545 beschreibt einen Kunststoff, der aus Bastfasern, Abfallfasern und Obstfasern besteht. Die Zusammensetzung kann auch in Verbindung mit anderen Füllstoffen verwendet werden, wie zum Beispiel einer Zusammensetzung mit einem Gesamt-Füllstoffgehalt von 5 bis 75 Teilen Füllstoff pro 100 Teile Kunststoff. Eine derartige Zusammensetzung ist jedoch für Tiefziehen nicht anpassungsfähig.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines thermoplastischen Verbundwerkstoffes von hoher Qualität mit einheitlichen physikalischen Merkmalen, für den unter erhöhten Temperaturen kein Verlust von Festigkeit, Steifigkeit und spezifischer Wärmekapazität entsteht.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein thermoplastischer Verbundwerkstoff von leichtem Gewicht mit hoher Schlagzähigkeit, Wärmefestigkeit und Verformbarkeit.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein thermoplastischer Verbundwerkstoff mit den vorstehenden Eigenschaften, der in Form von Folien für Prägeverfahren oder Pellets für den Einsatz in Spritzguß- und Spritzpreßverfahren geeignet ist.
  • Ein spezifisches Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein thermoplastischer Verbundwerkstoff, der beim Prägeformen leicht zu handhaben ist und in komplizierte Konfigurationen einschließlich tiefgezogene Formen verformt werden kann.
  • Diese und andere Ziele der Erfindung werden durch neue thermoplastische Verbundwerkstoffe erzielt, bestehend aus:
  • (1) Thermoplastischen Matrizen wie Polypropylen, Polyethylen, Nylon, Akrylnitril-Butadien-Styrol-Kopolymer (ABS) und dergleichen,
  • (2) "Hanffasern" in Form von Einzelfasern, die hart, steif, wärmestabil und trotzdem leicht sind und
  • (3) ligninhaltigen Füllstoffen in Form von Partikeln, Mehl oder Schuppen, wobei die letzteren beiden Bestandteile gleichmäßig in der Plastikmatrix verteilt werden.
  • Die vorliegende Erfindung bietet einen thermoplastischen Verbundwerkstoff für den Einsatz bei der Verformung von dünnen extrudierten Folien. Dieses Material besteht aus einer thermoplastischen Matrix mit Hanffasern und ligninhaltigen Füllstoffen in Partikel-, Mehl- oder Schuppenform, die gleichmäßig in der Matrix verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf 100 Gewichtsteile der Matrix 15 bis 110 Gewichtsteile Hanffasern und 5 bis 65 Gewichtsteile ligninhaltige Füllstoffe entfallen, so daß insgesamt 80 bis 115 Gewichtsteile Hanf und Füllstoff(e) entstehen.
  • Entsprechend der Erfindung wird festgestellt, daß aus einer Gruppe gewählte Einzelfasern, bestehend aus Ramie (Boehmeria nivea), Flachs (Linum usitatissimum), Hanf (Cannabis sativa), Jute (Corchorus capsularis), Manilahanf (Musa textilis) und Sisalhanf (Agave sisalana) vorteilhalft als neue Verstärkungen für Kunststoffe eingesetzt werden können. Diese Fasern werden in der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen der Einfachheit halber allgemein mit "Hanffasern" bezeichnet. Die in Klammern erscheinende lateinische Bezeichnung ist der botanische Name für die Pflanze, von der jede vor den Klammern aufgeführte Faser stammt.
  • "Hanffasern" sind dadurch gekennzeichnet, daß sie im Wesentlichen gleichmäßige Formen aufweisen und sich relativ einfach auf einheitliche Längen schneiden lassen. Ferner sind sie gut mit ligninhaltigen und Zellulosefüllstoffen in Partikelform verträglich, die bisher eingesetzt wurden, besonders unter Verwendung von geeigneten Misch- und Vermengverfahren. Hanffasern, verbunden mit ligninhaltigen Füllstoffen, die gleichmäßig in diesen verteilt sind, können daher thermoplastischen Matrizen in einer Weise zugegeben werden, daß Hanffasern und ligninhaltige Füllstoffe im Wesentlichen gleichmäßig in den Matrizen verteilt werden, was sonst durch Zusatz von ligninhaltigen Füllstoffen allein nicht erzielbar wäre.
  • In der vorliegenden Erfindung verwendete Hanffasern bieten positive Merkmale wie geringes Gewicht, hohe Härte und Wärmebeständigkeit und können die optimalen Verstärkungsfasern sein, um den Verbundwerkstoffen eine hohe Schlagzähigkeit und Zugfestigkeit zu verleihen, die durch Verwendung von ligninhaltigen Zellulosefüllstoffen in Partikelform allein nicht erzielbar wäre. Hanffasern können ferner die thermischen Verformungstemperaturen und Tiefziehbarkeit der sich ergebenden Verbundwerkstoffe wesentlich verbessern und bieten damit einen neuen thermoplastischen Verbundwerkstoff, der sich besonders zur Herstellung von dünnwandigen Artikeln wie Innenausstattungen von Automobilen eignet.
  • Ferner bieten Hanffasern eine höhere spezifische Wärmekapazität als Synthetikfasern, wie bereits erwähnt und eine hohe thermische Biegefestigkeit, die im Wesentlichen den von ligninhaltigen Zellulosen ähnlich ist. Diese Merkmale von Hanffasern gewährleisten, daß Verbundwerkstoffe, die Hanffasern enthalten, gut einsetzbar und handhabbar sind, zum Beispiel in Prägeverfahren.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden etwa 15 bis 110 Gewichtsteile Hanffasern von etwa 0,3 bis 10 mm Länge mit etwa 5 bis 65 Gewichtsteilen ligninhaltiger Füllstoffe in Form von Partikeln, Mehl oder Schuppen in einer Größe von etwa 0,3 bis 10 mm vermischt, um eine Mischung zu bilden, die im Wesentlichen gleichmäßig verteilte Bestandteile aufweist, 100 Gewichtsteilen der thermoplastischen Matrix zugegeben und gleichmäßig in dieser verteilt, so daß auf insgesamt 100 Gewichtsteile der Matrix 80 bis 115 Gewichtsteile Hanf und Füllstoffe entfallen. Damit wird ein neuer thermoplastischer Verbundwerkstoff gebildet. Vorzugsweise werden die sich ergebenden Verbundwerkstoffe in Folien zum Einsatz beim Prägen extrudiert oder pelletisiert, um Pellets zum Einsatz in Spritzguß- und Spritzpreßverfahren zu bilden.
  • In der Erfindung einsetzb&e thermoplastische Matrizen sind u.a. Polypropylen, Polyethylen, Ethylen- und Propylenkopolymere, Akrylnitril-Butadien-Styrol- Kopolymer (ABS), Nylon und dergleichen. Unter diesen ist Polypropylen die am meisten bevorzugte Matrix.
  • In der Erfindung einsetzbare Hanffasern sind u.a. ausgewählte Einzelfasern von Ramie, Flachs, Hanf, Jute, Manilahanf, Sisalhanf oder dergleichen. Wegen ihrer Steifigkeit, Zähigkeit oder Härte und ihres leichten Gewichts sind insbesondere Hanf und Jute als Verstärkungen zu bevorzugen, obgleich die Beschränkung auf diese nicht beabsichtigt ist. Die Hanffaserabschnitte können im Bereich von 0,3 mm bis 10 mm liegen, vorzugsweise bei etwa 4 mm bis 7 mm.
  • Ligninhaltige Füllstoffe, die in der Erfindung eingesetzt werden können, stammen von Nadel- oder Laubbäumen bzw. gemahlenen Hartfaserplatten oder Zellstoff sowie anderem Nutzholz in Form von Partikeln, Schuppen, Spänen oder Mehl im Größenbereich von 0,3 mm bis 10 mm, vorzugsweise etwa 2 mm bis 4 mm.
  • Vorzugsweise werden Hanffasern mit Ligninfüllstoffen in unterschiedlichen Proportionen gemischt, einschließlich einem als Beispiel genannten Verhältnis von 46 Gewichtsteilen Hanffasern auf 65 Gewichtsteile ligninhaltige Fasern. Dieser Mischung (110 Gewichtsteile) können 100 Gewichtsteile Polypropylen zugesetzt und gründlich vermengt werden, um den thermoplastischen Verbundwerkstofflaut der Erfindung zu bilden. Der sich ergebende Verbundwerkstoff kann zu extrudierten Folien geformt werden, die sich besonders für den Einsatz in Prägevorgängen eignen, wo Tiefziehverfahren erforderlich sind, um ausgezeichnete Produkte von sehr hoher Schlagzähigkeit zu erzielen.
  • Wo besondere Behandlungen wie der Zusatz eines Gleitmittels bei Polypropylen und anderen thermoplastischen Stoffen erforderlich sind, können bis zu 140 Gewichtsteile Hanf-Einzelfasern 100 Oewichtsteilen der Kunststoffmatrix zugesetzt werden, um noch günstigere Ergebnisse zu erzielen.
  • Zum Vergleich werden 111 Gewichtsteile ligninhaltigem Füllstoff in Partikelform allein 100 Gewichtsteile Polypropylen zugesetzt, um einen thermoplastischen Verbundwerkstoff zu bilden, der sich als ungleichmäßig in der Verteilung von Füllstoffen und daher durch schlechte Verformbarkeit auszeichnet, um unvermeidlich zu starkem Ausschuß zu führen.
  • Weitere Zusätze sind Füllstoffe wie zum Beispiel Talkum, die thermoplastischen Matrizen im Verhältnis von etwa 10 bis 40 Gewichtsteilen zugesetzt werden, z.B. um die physikalischen Eigenschaften wie das Biegemodul zu verbessern. Entsprechende Weichmacher und Gleitmittel werden dem Verbundwerkstoff zugesetzt, um seine Verformbarkeit weiter zu verbessern.
    • BEISPIEL 1
  • Ein Turbomischer von 500 l wird mit 23 kg Manilahanf-Fasern von etwa 5 mm Länge gefüllt, die auf 5 bis 6% ihres Feuchtigkeitsgehalts getrocknet wurden. Dieser Charge werden 32,5 kg Sägemehl zugegeben, das auf eine Partikelgröße von 2 mm bis 3 mm gesiebt und auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 5% getrocknet wurde. Der Mischer läuft mit einer Geschwindigkeit von 1000 U/min. drei Minuten lang, um die Charge gründlich zu vermengen. Nach Abschluß des Mischvorgangs kann festgestellt werden, daß sich die Hanffasern und das Sägemehl gut miteinander gemischt haben, um eine im Wesentlichen gleichmäßige und glatte Mischung zu bilden.
  • Dann werden dem Mischer, der die gleichmäßige Mischung von Hanffasern und Sägemehl enthält, 50 kg pelletisiertes Polypropylen portionsweise zugegeben, während der Mischer 15 Minuten lang bei 1500 U/min. und bei Temperaturen von unter 190º betrieben wird, um die Hanffasern, das Sägemehl und das Polypropylen gründlich zu mischen.
  • Die sich ergebende Mischung wird schnell aus dem Mischer genommen und in eine gekühlte Rührkammer umgeladen, in der die Mischung abgeschreckt wird, um eine Verbundpartikel-Agglomeratmasse zu bilden, mit der dann in einem normalen Extruder Folien von 2,0 mm Stärke hergestellt werden.
  • Thermoplastische Verbundwerkstoffolien, die auf diese Weise hergestellt werden, eignen sich insbesondere zum Einsatz in Prägeformverfahren und sind bei Erwärmen gut zu handhaben, zeigen eine gute Verformbarkeit und physikalische Merkmale und im allgemeinen gut ausgewogene Eigenschaften. Insbesondere haben geformte Artikel, die mit den neuen thermoplastischen Verbundwerkstoffen der Erfindung hergestellt werden, eine hohe Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen und hohe Wärmeverformbarkeitstemperaturen, die von fiüheren Verbundwerkstoffen, die nur ligninhaltige oder Zellulosefüllstoffe enthielten, nicht zu erwarten waren, und sie bieten trotzdem im Wesentlichen die gleichen Biegemodule und Zugfestigkeit wie frühere Verbundwerkstoffe mit ligninhaltigen Füllstoffen. Die neuen thermoplastischen Verbundwerkstoffe der Erfindung zeigen wenig Qualitätsschwankungen in der gesamten Masse und haben einen breiteren Einsatzbereich als bisher verwendete Verbundwerkstoffe, die ausschließlich aus ligninhaltigen Füllstoffen oder Synthetikfasern bestanden, insbesondere für Auto-Innenausstattungen wie Artnaturenbretter, Türinnenverkleidungen mit Armlehne, Mittelablagen, Sitzlehnen-Paneele, hoch angeordnete Konsolen, Heizungskanal-Abdeckungen und dergleichen.
  • Das gleiche Verfahren, wie vorstehend beschrieben, wird unter Verwendung von Jutefasern anstelle von Manilahanf wiederholt. Dabei wurde festgestellt, daß im Wesentlichen die gleichen günstigen Ergebnisse erzielt werden.
    • BEISPIEL 2
  • Etwa 55 kg Manilahanf-Fasern, die auf 5 bis 6% Feuchtigkeitsgehalt getrocknet wurden, mit einer Länge von 5 bis 7 mm werden in einen Turbomischer gegeben. Während 2,5 kg Holzspäne und Holzpartikel von etwa 3 mm zugegeben werden, die auf 5 bis 6% Feuchtigkeitsgehalt getrocknet wurden, wird der Mischer fünf Minuten lang bei einer Geschwindigkeit von 1200 U/min. betrieben. Nach Abschluß des Mischvorgangs werden die Partikel im Wesentlichen gleichmäßig auf die Hanffaser- Masse verteilt.
  • Nach Zugabe von 50 kg Polypropylen in den Mischer wird dieser dann 18 Minuten lang bei Temperaturen von unter 193ºC mit einer Geschwindigkeit von 1600 U/min. betrieben.
  • Die sich ergebende Mischung wird abgeschreckt, um ein Verbundwerkstoff- Partikelagglomerat zu bilden, das in der gleichen Weise wie in BEISPIEL 1 zu Folien extrudiert wird.
  • Die thermoplastischen Folien dieses Beispiels enthalten eine größere Menge Hanffasern im Vergleich zu denen von BEISPIEL 1 und zeigen durch ihre Faserverstärkung eine ausgezeichnete Wirkung. Obgleich sie nur eine kleine Menge ligninhaltige Füllstoffe enthalten, weisen die thermoplastischen Verbundwerkstoffolien bei Erwärmen eine ausreichende Härte auf, um eine gute Handhabbarkeit beim Stanzformverfahren zu erzielen, so daß die Folien durch ihre langsame Reaktion auf Wärmestrahlung in Doppelschichten verarbeitet werden können. Die Folien dieses Beispiels weisen insbesondere eine bessere Tiefzieh-Verformbarkeit auf als Verbundwerkstoffe, die ausschließlich ligninhaltige Füllstoffe oder Synethetikfasern enthalten. Obgleich ihr Biegemodul etwas niedriger ist, weisen diese Verbundwerkstoffolien eine stark verbesserte Schlagzähigkeit und mittlere Wärmeverformungstemperatur auf, so daß sie sich für den Einsatz in der Herstellung von tiefgezogenen Artikeln wie Sitzlehnenpaneele mit Artnlehne, Türverkleidungen mit Armlehne, Mittelablagen, vordere, mittlere und hintere Holmpaneele eignen. BEISPIEL 3
  • 7,5 kg Ramiefasern mit einer Länge von etwa 3 mm, die auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 5% getrocknet wurden, werden zuerst in einen Turbomischer gegeben, gefolgt von 32,5 kg Holzspänen von etwa 3 mm Partikelgröße, die auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 5% getrocknet wurden sowie 12,5 kg völlig getrocknetem Talkum. Der Mischer läuft dann drei Minuten lang bei 800 U/min. Nach drei Minuten wurde festgestellt, daß die drei Bestandteile gut gemischt waren und eine gleichmäßige Mischung gebildet hatten.
  • Dieser Mischung werden langsam 50 kg pulverförmiges Polypropylen zugegeben, und der Mischer wird 15 Minuten lang mit 1500 U/min. betrieben, um den Inhalt zu verrühren und zu vermengen.
  • Die sich ergebende Mischung wird abgeschreckt, um ein Partikelagglomerat zu bilden, das dann wie in den vorgenannten Beispielen zu Folien extrudiert wird.
  • Diese Verbundwerkstoffolien enthalten eine sehr kleine Mengen Hanffasern und verfügen über eine ziemlich geringe Schlagzähigkeit und Verformbarkeit, jedoch gute Zugfestigkeiten, Biegemodule und Wärmeverform-Temperaturen. Ferner können diese Verbundwerkstoffolien eine ausreichende verstärkende Wirkung durch Ramiefasern erzielen und weisen sehr wenig Schwankungen in den physikalischen Merkmalen in der gesamten Masse sowie eine mittelmäßige Schlagzähigkeit auf, die daher den Einsatz in der Herstellung von nicht tiefgezogenen Artikeln wie Heizungskanälen, hoch angebrachten Konsolen, Seitenwandverkleidungen, Mittelablagen usw. angepaßt werden können.
    • Anwendungen in der Industrie
  • Die durch die vorliegende Erfindung erzielten Vorteile liegen in der Tatsache, daß Hanffasern, die ein leichtes, hartes und wärmebeständiges Material sind, in einer Mischung mit ligninhaltigen Füllstoffen in Form von Partikeln, Mehl und Schuppen eingesetzt werden, um die gleichmäßige Verteilung des Verstärkungsmaterials im thermoplastischen Werkstoff zu erzielen, wobei der sich ergebende thermoplastische Verbundwerkstoff frei von Mängeln und Nachteilen sein kann, die durch ungleichmäßige Verteilung von partikelförmigen ligninhaltigen Füllstoffen ungleichmäßiger Form und Größe verursacht wird. Der thermoplastische Verbundwerkstoff der Verbindung kann praktisch ohne chargenweise Schwankungen in den physikalischen Merkmalen zusammengestellt werden und gewährleistet verbesserte, konstante physikalische Merkmale, thermische Eigenschaften und Verformbarkeit (Tiefziehbarkeit), die bei serienmäßig hergestellten Artikeln mit minimalen Ausschußraten erzielt werden können.
  • Insbesondere haben Hanffasern bei geringem Gewicht eine hohe Härte und Wärmebeständigkeit, die bei anderen Fasern wie synthetischen Kunststoffasern nicht erwartet würden, und sie zeigen eine neue Verstärknngsfunktion in Kunststoffmatrizen, um diesen eine verbesserte Tiefzieh-Verformbarkeit zu verleihen sowie hohe Schlagzähigkeiten, Wärme-Verformtemperaturen und Biegemodule.
  • Ferner bieten Hanffasern eine spezifische Wärmekapazität, die höher als die von Synthetik- oder Kunstfasern ist und ähnlich wie die von ligninhaltigen Füllstoffen, so daß thermoplastische Verbundwerkstoffe, die mit Hanffasern verstärkt sind, bei der Erwärmung von Prägeformteilen gut gehandhabt werden können und durch die verzögerte Wärmeabstrahlung des Werkstoffes mit hoher spezifischer Wärme als neue, doppelschichtige Verbundwerkstoffolien mit Erfolg in Prägeformverfahren eingesetzt werden können. Der neue thermoplastische Verbundwerkstoff der Erfindung erweitert den Funktionskontrollbereich einschließlich der Einstellung der Verformungsbedingungen, da er über ausgezeichnete und anpaßbare Merkmale vertugt und zur Herstellung von Artikel mit stabilisierter Qualität bzw. neuen Konstruktionen führt.

Claims (12)

1. Thermoplastischer Verbundwerkstoff für den Einsatz bei der Verformung von dünnen extrudierten Folien, wobei der Werkstoff aus einer thermoplastischen Matrix mit Hanffasern und Partikeln, Mehl oder Schuppen aus ligninhaltigen Füllstoffen besteht, die gleichmäßig in der Matrix verteilt werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf 100 Gewichtsteile der Matrix 15 bis 110 Teile Hanffasern und 5 bis 65 Teile ligninhaltige Fasern entfallen, insgesamt 80 bis 115 Gewichtsteile Hanf- und Füllstoff(e).
2. Thermoplastischer Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, bei dem die thermoplastische Matrix aus einer Gruppe, bestehend aus Polypropylen, Polyethylen, Ethylenpropylen-Kopolymer, Akrylnitril-Butadien-Styrol-Kopolymer und Nylon gewählt wird.
3. Thermoplastischer Verbundwerkstoff nach Anspruch 2, bei dem die genannte thermoplastische Matrix Polypropylen ist.
4. Thermoplastischer Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, ferner bestehend aus 10 bis 40 Gewichtsteilen anorganischer Füllstoffe.
5. Thermoplastischer Verbundwerkstoff nach Anspruch 4, bei dem der genannte anorganische Füllstoff Talkum ist.
6. Thermoplastischer Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 bis 5, jedoch mit Weichmacher- und Gleitmittelgehalt.
7. Thermoplastischer Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 bis 6, bei dem die genannten Hanffasern aus einer Gruppe, bestehend aus Ramie, Flachs, Hanf (von Cannabis sativa), Jute, Manilahanf und Sisalhanf gewählt werden.
8. Tbermoplastischer Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 bis 6, bei dem die genannten Hanffasern aus einer Gruppe, bestehend aus Ramie, Flachs, Hanf (von Cannabis sativa), Jute, Manilahanf und Sisalhanf gewählt werden.
9. Thermoplastischer Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, bei dem 46 Gewichtsteile Hanffasern und 65 Gewichtsteile ligninhaltiger Füllstoff in Partikel-, Mehl- oder Schuppenform 100 Gewichtsteilen Polypropylen zugesetzt werden.
10. Thermoplastischer Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, bei dem 110 Gewichtsteile Hanffasern und 5 Gewichtsteile ligninhaltige Füllstoffe in Partikel-, Mehl- oder Schuppenform 100 Gewichtsteilen Polypropylen zugesetzt werden.
11. Thermoplastischer Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, bei dem 15 Gewichtsteile Hanf-Einzelfasern, 65 Gewichtsteile ligninhaltige Füllstoffe in Partikel-, Mehl- oder Schuppenform und 25 Gewichtsteile anorganischer Füllstoff 100 Gewichtsteilen Polypropylen zugesetzt werden.
12. Thermoplastische Verbundwerkstoffolien, die durch Extrudieren des in den vorstehenden Ansprüchen beschriebenen Werkstoffes hergestellt werden.
DE3854646T 1987-06-26 1988-06-24 Mit hanffasern verstärktes thermoplastisches kompositmaterial. Expired - Fee Related DE3854646T2 (de)

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