Lorenz Kunststofftechnik: Neu entwickelte Duroplaste mit Naturfaserverstärkung

Die neuen Öko-BMCs von Lorenz Kunststofftechnik mit Baumwolle (oben), Jute (mitte) und Sisal (unten).

Die Lorenz Kunststofftechnik, Spezialist für Duroplaste, hat ein Bulk Molding Compound (BMC) mit Jute-, Baumwoll- oder Sisal-Fasern entwickelt, das je nach Rezeptur ähnliche Eigenschaften wie klassische GFK aufweisen soll. Die Faserlänge könne gemäß den Anwendungsanforderungen gewählt werden, entsprechend lasse sich das Material formpressen oder auch spritzgießen. Zudem sollen die verschiedenen Naturstoffe neue Einsatzmöglichkeiten bieten, das Baumwoll-Duroplast beispielsweise lasse sich leicht färben, kaschieren oder lackieren und so auch für Designobjekte verwenden. Vorgestellt werden die neuen Öko-BMCs auf der diesjährigen Fakuma.

Basis für die Neuentwicklung war das bewährte BMC 0204, das mit Calciumcarbonat als Füllstoff und ATH als Flammschutzmittel bereits zwei umweltfreundliche Komponenten enthält. Die neuen Naturfasern ersetzen nun auch die Glasfasern, was zu einem deutlich geringeren Energieverbrauch bei der Herstellung und dadurch auch zu einer sehr guten CO2-Bilanz führen soll. Welche Faser in welcher Länge eingesetzt wird, lässt sich an die jeweilige Anwendung anpassen: So zeichne sich das Gemisch mit Sisal beispielsweise durch eine sehr niedrige Verarbeitungsschwindung von -0,1 bis -0,3 Prozent aus, während baumwollverstärktes Duroplast ein hohes Elastizitätsmodul von über 8.000 MPa und einen geringen Abrieb aufweise. Allen gemeinsam ist eine sehr niedrige Dichte von 1,65 bis 1,7 g/cm³, wodurch sich selbst gegenüber GFK noch Gewicht einsparen lasse.

Flammhemmend, feuchtigkeitsresistent und flexibel zu verarbeiten
Generell bieten die naturfaserverstärkten Kunststoffe (NFK) eine gute Thermo- und Schall-Isolierung. Über die konkrete Zusammensetzung des BMC können zudem weitere spezifische Eigenschaften individuell eingestellt werden. Auf diese Weise sei es unter anderem möglich, trotz der grundsätzlichen Brennbarkeit der Naturfasern eine sehr hohe Flammhemmung zu erreichen: Im Brennbarkeitstest nach UL94 erlosch laut Lorenz eine 1,5 mm dicke Probe innerhalb von zehn Sekunden, was die beste Klassifizierung von V0 bedeutet. Auch hätte das bei NFK häufige Problem der hohen Feuchtigkeitsaufnahme durch eine entsprechende Materialkomposition gelöst werden können, so dass das Öko-BMC mit Baumwolle gemessen nach ISO 62 bei lediglich ± 0,5 Prozent, mit Jute bei ± 1,3 Prozent und mit Sisal bei ± 1,8 Prozent liege.

Die Herstellung als BMC eröffnet darüber hinaus im Gegensatz zu bekannten, meist thermoplastischen NFK-Platten verschiedene Verarbeitungswege. Damit soll neben dem Formpressen auch der Spritzguss möglich sein - und so die Produktion komplexer oder filigraner Bauteile, die bislang noch aus GFK gefertigt werden mussten. Die nötige Spritzgießtemperatur beträgt im Zylinder 20 bis 40 °C, im Werkzeug 140 bis 170 °C. Damit eigne sich das Material für unterschiedliche Anwendungsbereiche von großen Formteilen, etwa für das Automobil-Interieur, bis hin zu kleinsten Komponenten, beispielsweise für den Elektronikbereich.

Umweltfreundlich und recycelbar
Alle Naturfaser-Duroplaste von Lorenz können recycelt werden, Schnitt- und Stanzabfälle lassen sich den Angaben zufolge je nach Materialzusammensetzung zu 100 Prozent wiederverwenden. Im Fall einer energetischen Verwertung verbrennen die Fasern CO2-neutral und praktisch rückstandsfrei. Da die RoHS-konformen Komposite zudem weder Halogene noch Schwermetallverbindungen enthalten, gelten sie insgesamt als sehr umweltfreundlich und unbedenklich für Mensch oder Ökosystem. Um diesen Aspekt noch zu verstärken, arbeiten die Experten bei Lorenz bereits an einer biologischen Harz-Matrix, mit der künftig das derzeit noch verwendete Polyesterharz ersetzt werden soll. Damit erhielte man einen vollständig aus natürlichen Materialien bestehenden Verbundwerkstoff.

Erste Proben und Anwendungsbeispiele des Öko-BMC werden auf der diesjährigen Fakuma in Friedrichshafen vorgestellt.

Weitere Informationen: www.lomix.de

Fakuma 2015, Friedrichshafen, 13.-17.10.2015, Halle B4, Stand 4108

Lorenz Kunststofftechnik GmbH, Wallenhorst-Hollage

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