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Mit „Bio“ in die Produkt-Offensive

Naturfaser-Kunststoff glänzt als Öko-Material und kann Kosten senken
Mit „Bio“ in die Produkt-Offensive

Erfolgreich sein mit einem eigenen, exotischen Produkt – geht das überhaupt für kleinere Spritzgießer? Ja, sagen die Compoundeure von WIS Kunststoffe. Sie empfehlen dafür ihren Werkstoff PolyWood, der den Produkten eine besondere, naturnahe Optik verleiht, Ressourcen und Umwelt schont und darüber hinaus sehr gute mechanische Eigenschaften bietet.

Norbert Scheiderer ist Chef der PHI Technik für Fenster und Türen GmbH im fränkischen Markt Erlbach. Ein Produktionsbetrieb mit eigenem Werkzeugbau, der das Handwerk mit stetig weiterentwickeltem Zubehör für Fenster und Türen versorgt. Vor ein paar Jahren kam Scheiderer jedoch auf eine noch ganz andere Produkt-Idee. Und zwar während der Gartenarbeit. „Es ärgerte mich, dass der Rasen immer in die Blumenbeete reinwächst“, erklärt er, „nur weil ich die Umfassung weggelassen hatte.“ Was nun? Neu aufreißen, Fundament setzen und aufwändig Betonsteine verlegen? Eine andere Lösung musste her. Der Geschäftsführer entwickelte spritzgegossene Rasenkantensteine, die einer nach dem anderen verkettet in die Erde getrieben werden, so dass sich nichts verschieben kann – fertig.

Nur der Werkstoff war ein Problem. Denn Polypropylen (PP) ist nicht robust genug und sieht einfach zu künstlich und billig aus. Zum Durchbruch kam das Projekt, als der Rohstofflieferant WIS Kunststoffe GmbH aus Breitungen ein neues Material anbot: „PolyWood“ – ein thermoplastisches Compound mit einem Naturfaser-Anteil von bis zu 82 Gewichtsprozent, je nach Anwendung und gewünschtem Eigenschaftsprofil.
„Der Werkstoff ist klasse“, schwärmt Norbert Scheiderer. „In grau sieht er durch die natürliche Struktur wie ein Stein aus. Man muss schon zweimal hinschauen, um den Unterschied zu erkennen. Und das Granulat lässt sich problemlos verarbeiten.“
Spritzgegossen aus PolyWood seien die Rasenkantensteine steif genug und fühlten sich fast so hart wie echte Steine an. Was hinzukommt: Mit einem Feinholz-Faseranteil von 35 % gilt das Spritzgussmaterial als Bio-Werkstoff – wichtig für Gartenfreunde.
Auf den Technologietagen von Spritzgießmaschinenhersteller Arburg (14. bis 17. März) wird die Herstellung der Rasenkantensteine übrigens live vorgeführt. Alles spricht dafür, dass das exotische PHI-Produkt ein Renner wird. „Hobbygärtner, die es testeten, waren von der einfachen Verlegung begeistert“, sagt Norbert Scheiderer. Dem in Kürze beginnenden Verkauf sieht er mit Zuversicht entgegen. Denn die praktischen Rasenkantensteine sehen nun mal wie echte Steine aus.
Und doch handelt es sich um einen gefüllten Kunststoff. Die WIS Kunststoffe GmbH, Händler und Compoundeur, präsentierte PolyWood daher auch erstmals auf der Kunststoffverarbeitermesse Fakuma der Fachwelt, gemeinsam mit dem Hersteller Advanced Compounding (ACI) GmbH & Co. KG in Kreuztal. Die Zuhörer staunten nicht schlecht, als sie vor dem Vortrag ein kreisrundes Kellner-Servierbrett als Anschauungsobjekt in die Hand gedrückt bekamen: Es sah wirklich holzähnlich aus.
Nur der Anspritzpunkt auf der Unterseite verriet, dass das Tablett spritzgegossen war – und einen Holz(faser)anteil von nur 25 % hat. Gleichzeitig fühlt sich das Tablett so hart an, dass Macken – anders als bei Holz – wohl kaum zu befürchten sind. Der Grund ist die höhere, kunststofftypische Packungsdichte. Das polymere Produkt mit Holz-Touch erweitert das Sortiment an originellen Polystyrol-Serviertabletts, das die Plastic Decor Wachsmann GmbH in Ulm im Programm führt.
PHI und Plastic Decor fallen durch kreative Produkte auf und sind damit gut gerüstet für die Zukunft. In die Enge getrieben werden können heute schon eher Kunststoffverarbeiter ohne eigene Produkte, wenn der Preisdruck übermächtig wird. Eröffnet ihnen ein Werkstoff wie PolyWood die Chance, sich mit eigenen, ausgefallenen Produkten ein zweites Standbein zu verschaffen? Mit „Bio“ in die Produkt-Offensive?
„Unbedingt“, meint Dipl.-Ing. (FH) Claus Forster, Anwendungstechniker der WIS Kunststoffe GmbH. PolyWood biete eine Fülle von Möglichkeiten, mit denen sich ein Hersteller von Kunststoffprodukten absetzen könne: etwa durch die besondere Optik und Haptik, durch ökologische Vorzüge, durch bessere mechanische Eigenschaften (gegenüber unverstärkten Werkstoffen) oder schlichtweg durch niedrigere Kosten im Vergleich zu Kunststoffen, die mit Glasfasern oder mineralisch verstärkt werden.
So übertreffe das spritzgieß- und extrusionsfähige Material in seinen Eigenschaften die klassischen Wood Plastics Compounds (WPC), biete höhere Schrauben-Ausreißkräfte und größere Langzeit-Wasserbeständigkeit als Holz und sei sogar besser als alle anderen Naturfaser-Compounds auf dem Markt.
Warum das so ist, erklärt Forster mit dem neuartigen Prozess, durch den PolyWood beim Partner ACR hergestellt wird: „Die ACR-Technologie ermöglicht es, alle Parameter des mehrstufigen Compoundierprozesses nahezu unabhängig voneinander zu steuern. ACR kann die Eigenschaften von Polywood maßschneidern. Das ist mit den klassischen Extrusionsverfahren nicht möglich.“
Anstatt Fasern, Matrixmaterial und Additive zusammen in einen Extruder zu geben, wo sie in begrenzter Durchlaufzeit vermischt werden, operiert ACR mit einem diskontinuierlichem Prozess. Ein Kneter trennt die einzelnen Phasen voneinander: Zuerst werden die Naturfasern aufbereitet und entfeuchtet, dann mit dem Haftvermittler benetzt und erst anschließend durch Zugabe des Polymers compoundiert. „Die Parameter Verweildauer, Temperatur und Scherung der Fasern werden in jeder Phase so eingestellt, dass sich ein optimales Ergebnis ergibt“, erklärt Forster. Dies hat zum Beispiel zur Folge, dass zwischen Fasern und Matrix nicht nur eine physikalische Bindung entsteht sondern auch eine chemische – sie haften besser.
Die Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften dokumentiert WIS Kunststoffe mit Zahlen. Für PolyWood auf PP-Basis mit 70 % Holzfasern ergibt sich demnach eine rund fünfmal höhere Steifigkeit als für reines Polypropylen: Der E-Modul beträgt bis zu 7000 N/mm² gegenüber rund 1400 N/mm² für reines PP – so lauten die WIS-Angaben. Ebenfalls deutlich bessere Kennwerte nennt der Anbieter für die Zugfestigkeit, die Durchbiegung, die Schlagzähigkeit, die Schwindung und das akustische Dämpfungsverhalten.
Die WIS Kunststoffe GmbH vertreibt zurzeit ACR-Naturfasercompounds mit thermoplastischer Matrix auf Basis von PP, PE und PS und Faserlängen zwischen 150 und 2500 µm. Bei Bedarf können auch Additive beigemischt werden, um das Material biologisch abbaubar zu machen.
Die Preise für das Compound siedelt Forster vorsichtig „zwischen den Marktpreisen von unverstärktem und herkömmlich verstärktem Polypropylen“ an – je nach Spezifikation und Abnahmemenge.
Aus diesen Zusammenhängen heraus entwickelt Claus Forster nun seine Argumente für den PolyWood-Einsatz. Die verbesserten mechanischen Eigenschaften (im Vergleich zu unverstärkten Kunststoffen) spielen zum Beispiel bei den Rasenkantensteinen eine wichtige Rolle. Für sie sind auch das natürliche Aussehen und die besondere Haptik wichtig, ebenso wie für die Serviertabletts und eine Vielzahl weiterer denkbarer Produkte: etwa für Gartenmöbel und -geräte, Spielzeug, Haushaltsgegenstände, für Verkleidungen im Fahrzeugbau oder, oder…
Noch ein drittes, ökologisches Argument führt Forster an: das Einsparen von Rohöl, das von weit her transportiert wird. Je höher der Naturfaser-Anteil aus heimischem Anbau ist, desto weniger Öl verbraucht ein Teil. „Und 35 Gewichtsprozent Holzfasern kriege ich in fast jedem Spritzgussteil unter“, meint der Anwendungstechniker. „Über den Daumen gepeilt sind für jedes Kilogramm Polypropylen etwa zwei Liter Rohöl nötig. Daran können Sie sehen, wieviel Öl wir global einsparen könnten.“ Und eines Tages könnte dies sogar zur Kostenfrage werden. Denn dass der Ölpreis nicht stehen bleiben wird, das zeigen die kletternden Spritpreise an den Tankstellen.
Industrieanzeiger
Titelbild Industrieanzeiger 7
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7.2022
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