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Dokumentenidentifikation DE10038034A1 28.02.2002
Titel Verfahren zur mechanischen Stabilisierung von im wesentlichen faserfreien, porösem pflanzlichen Material
Anmelder Möller Plast GmbH, 33649 Bielefeld, DE
Erfinder Beckmann, Friedhelm, Dipl.-Ing., 32120 Hiddenhausen, DE
Vertreter BOEHMERT & BOEHMERT, 33605 Bielefeld
DE-Anmeldedatum 03.08.2000
DE-Aktenzeichen 10038034
Offenlegungstag 28.02.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.02.2002
IPC-Hauptklasse B27N 3/02
IPC-Nebenklasse B27N 1/00   
Zusammenfassung Bei der Verwendung von Fasern von Einjahrespflanzen fallen beträchtliche Mengen an Schäben an, die eine poröse schwammartige Struktur aufweisen. Durch die Erfindung wird ein Verfahren angegeben, bei dem Schäben bzw. allgemein faserfreie, poröse pflanzliche Materialien mechanisch so verfestigt werden, daß sie auch höheren Druck- und Temperaturbelastungen widerstehen.
Erfindungsgemäß wird in die Poren des pflanzlichen Materials ein stabilisierendes Material eingebracht und/oder das pflanzliche Material so ummantelt, daß das pflanzliche Material eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Komprimierungen aufweist und damit höheren Belastungen standhalten kann.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Stabilisierung von im wesentlichen faserfreien, porösem pflanzlichen Material, insbesondere aus Schäben oder holzigen Bestandteilen von Chinaschilf.

In der Praxis werden immer stärker Fasern von Einjahrespflanzen für die verschiedensten Anwendungsgebiete eingesetzt. Dabei fallen beträchtliche Mengen an Schäben an, die eine poröse, schwammartige Struktur aufweisen. Dadurch sind der Verwendung der Schäben enge Grenzen gesetzt. So kompaktieren die Schäben bei höheren Temperaturen. Auch halten die Schäben einem hohen Druck nicht stand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem Schäben bzw. allgemein faserfreie, poröse pflanzliche Materialien mechanisch so stabilisiert werden können, damit sie auch höheren Druck- und Temperaturbelastungen widerstehen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem in die Poren des pflanzlichen Materials ein stabilisierendes Material eingebracht wird und/oder das pflanzliche Material mit dem stabilisierenden Material ummantelt wird, so daß das pflanzliche Material eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Komprimierung aufweist und höheren Druck- und Temperaturbelastungen standhält. Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß das pflanzliche Material zerkleinert wird, bevor es mit dem stabilisierenden Material versehen wird. Vorzugsweise wird das pflanzliche Material auf eine Länge zwischen 0,5 mm und 10 mm, weiter bevorzugt zwischen 0,5 mm und 5 mm und weiter bevorzugt zwischen 0,5 mm und 3 mm zerkleinert. Vorteilhafterweise werden die Schäben von Flachs und/oder Hanf und/oder Kenaf verwendet.

Es kann vorgesehen sein, daß Poren und Hohlräume des Verstärkungsmaterials weitestgehend mit dem stabilisierenden Material ausgefüllt werden. Dies kann beispielsweise durch Eintauchen des Materials in ein entsprechend flüssiges stabilisierendes Material erfolgen. Alternativ kann das Verstärkungsmaterial im wesentlichen ausschließlich ummantelt werden. Dies kann durch Aufsprühen eines viskosen Materials erfolgen, welches möglichst rasch aushärtet. Es besteht die Möglichkeit, das stabilisierende Material durch Aufsprühen und/oder Tauchimprägnieren aufzubringen. Zweckmäßigerweise wird ein schäumbares stabilisierendes Material, insbesondere Epoxidharz verwendet. Dadurch kann der Gewichtsvorteil von Schäben weitgehend beibehalten werden. Bei einem bevorzugten Verfahrensschritt wird in einem ersten Schritt ein erstes stabilisierendes Material und in mindestens einem weiteren Schritt mindestens ein weiteres stabilisierendes Material aufgebracht. Als stabilisierendes Material kann Wasserglas, Epoxidharz, expandierbares Epoxidharz und/oder lackartige Substanzen bzw. synthetische und/oder biologische Werkstoffe verwendet werden.

Eine Aushärtung des stabilisierenden Materials kann thermisch bei einer Temperatur zwischen etwa 100°C und 220°C, bevorzugt zwischen etwa 120°C und 200°C und weiter bevorzugt zwischen etwa 120°C und 150°C erfolgen.

In einer konkreten Ausführungsform kann bspw. Wasserglas verwendet werden, das auf Schäben im Sprühverfahren oder durch Tauchimprägnierung aufgebracht wird. Die schwammartige Struktur der Schäben saugt die Wasserglaslösung aufgrund der hohen Hygroskopizität bzw. durch Kapillarwirkung auf, wobei die Dosiermenge durch das Sprühverfahren selbst oder durch die Verweilzeit in einem Tauchbad vorgegeben werden kann.

Alternativ kann ein expandierbares Epoxidharz in ähnlichen Verfahrensschritten auf die Schäben aufgebracht werden und in einer nachgeschalteten Beheizungsstrecke oder durch sonstige Energiezufuhr expandiert und ausreagiert werden. Dabei dringt das Harz in die Porenstrukturen ein und umhüllt die Schäben gleichzeitig mit einer schützenden Schicht.

Alternativ oder zusätzlich können lackartige Substanzen oder dünnflüssige synthetische und/oder biologische Werkstoffe wie Lignin oder PHP aufgetragen werden, die ebenfalls zu stabilisierenden Schichten führen.

Die Auswahl des stabilisierenden Materials kann unter dem Gesichtspunkt erfolgen, daß eine Einbettung der Schäben entweder in ein biologisches Basismaterial zur Herstellung von Bauteilen erfolgt, so daß auch eine biologische Basis für das stabilisierende Material gegeben sein sollte, oder daß das Verstärkungsmaterial (z. B. Schäben) in eine Kunststoffschmelze eingebracht wird, wobei dann das stabilisierende Material ein gleiches oder verträgliches Kunststoffmaterial sein kann. In jedem Falle sollte das stabilisierende Material zu einer erhöhten Widerstandsfähigkeit führen, so daß poröse Materialien wie insbesondere Schäben bei einer Verarbeitung wie bspw. einer Extrusion weniger leicht zusammengedrückt werden, wobei auch eine Temperaturbeständigkeit bis zu etwa 200°C gegeben sein sollte.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur mechanischen Stabilisierung von im wesentlichen faserfreien, porösem pflanzlichen Material, insbesondere aus Schäben oder holzigen Bestandteilen aus Chinaschilf, dadurch gekennzeichnet, daß in die Poren des pflanzlichen Materials ein stabilisierendes Material eingebracht wird und/oder das pflanzliche Material mit dem stabilisierenden Material ummantelt wird, so daß das pflanzliche Material eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Komprimierungen aufweist und höheren Druck- und Temperaturbelastungen standhält.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pflanzliche Material zerkleinert wird, bevor es mit dem stabilisierenden Material versehen wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das pflanzliche Material, insbesondere Schäben, auf eine Länge zwischen 0,5 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 0,5 mm und 5 mm und weiter bevorzugt zwischen 0,5 und 3 mm zerkleinert wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schäben von Flachs und/oder Hanfund/oder Kenafverwendet werden.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Poren und Hohlräume des Verstärkungsmaterials weitestgehend mit dem stabilisierenden Material ausgefüllt werden.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmaterial im wesentlichen ausschließlich ummantelt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das stabilisierende Material durch Aufsprühen und/oder Tauchimprägnieren aufgebracht wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein schäumbares stabilisierendes Material, insbesondere Epoxidharz, verwendet wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt ein erstes stabilisierendes Material und in mindestens einem weiteren Schritt mindestens ein weiteres stabilisierendes Material aufgebracht wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserglas, Epoxidharz, expandierbares Epoxidharz und/oder lackartige Substanzen als stabilisierendes Material verwendet werden.
  11. 11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß synthetische und/oder biologische Werkstoffe als stabilisierendes Material verwendet werden.
  12. 12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aushärtung des stabilisierenden Materials thermisch bei einer Temperatur zwischen etwa 100°C und 220°C, bevorzugt zwischen etwa 120°C und 200°C und weiter bevorzugt zwischen 120°C und 150°C erfolgt.






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