DE2357886A1 - Thermoplastic compsns similar to wood - contg thermoplastic resin, pigment filler, and synthetic, inorg. natural or regenerated fibres - Google Patents

Thermoplastic compsns similar to wood - contg thermoplastic resin, pigment filler, and synthetic, inorg. natural or regenerated fibres

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Abstract

Thermoplastic compsns. having properties similar to those of wood consist, by wt., of 100 pts. thermoplastic resin, pref. polyethylene, polypropylene, polystyrene, PVC or their mixtures, 10-500 pts. (w.r.t. dry wt.) pigment, pref. CaCO3, MgCO3, CaSO4, CaSO3, silicate, TiO2, kieselguhr, a clay, mud, or boiler scale, and 2-100 pts. fibrous material, e.g. synthetic, inorganic, natural and regenerated fibres, pref. polyester, polyamide, or polyacrylic fibres, glass or SiO2-Al2O3 fibres, asbestos, cotton wool, artificial fibres. Products have high strength, hardness, elasticity and can be nailed or sawn through.

Description

"Thermoplastische Zusammensetzungen" Die Erfindung betrifft thermoplastische Zusammensetzungen, die geeignet sind für Bauteile, Büllmaterial und andere industrielle Anwendungen, -insbesondere solche Zusammensetzungen, die vorbestimmte Mengen thermoplastische Harze, Pigmente und faserige Stoffe enthalten. "Thermoplastic Compositions" The invention relates to thermoplastics Compositions suitable for building components, fillings and other industrial applications Applications, -in particular those compositions containing predetermined amounts of thermoplastic Resins, Contain pigments and fibrous substances.

Bislang sind viele holz ähnliche Materialien vorgeschlagen worden, die synthetische hochmolekulare Stoffe, wie niedrig geschFumte Kunststoffe, synthetische Harze, die mit feinen Hohlräumen versehen sind, wasserhaltige Polyester, synthetische Harze, die stark mit Pigmenten gefüllt sind, enthalten. Einige hiervon haben in gewissem Umfang kommerzielle Anwendung gefunden, die meisten von ihnen haben sich jedoch nicht als vollständig ausreichend erwiesen im Hinblick auf mangelnde mechanische Festigkeit, Elastizität und Bearbeitbarkeit. Ein weiterer Nachteil der konventionellen Stoffe ist der, daß sie außerordentlich teuer und schwierig anzulzenden und zu regenerieren sind.So far, many wood-like materials have been proposed, the synthetic high molecular substances like low foamed plastics, synthetic Resins with fine voids, hydrous polyester, synthetic Contain resins that are heavily filled with pigments. Some of these have in Found some commercial application, most of them have become however, it has not proven to be entirely sufficient in terms of lack of mechanical properties Strength, elasticity and machinability. Another disadvantage of the conventional Substances are that they are extremely expensive and difficult to burn and to regenerate are.

Angesichts dieser Schndirigkeiten ist es das wesentliche Ziel der vorliegenden Erfindung, verbesserte holz ähnliche Materialien zur Verfügung zu stellen, die ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, einschlieRlich Härte, Elastizität, Nagelbarkeit und Sägbarkeit, aufweisen und die billiger und gut anwendbar sind.In the face of this disagreement, it is the essential goal of the present invention to provide improved wood-like materials, the excellent mechanical properties, including hardness, elasticity, Nailability and sawability, and which are cheaper and easy to use.

Gegenstand der Erfindung sind thermoplastische Zusammensetzungen, die aus 100 GewichtstiLen thermoplastischen Substraten, 10 - 500 Gewichtsteilen (bezogen auf das Trockengewicht) Pigmenten und 2 - 100 Gewichtsteilen synthetischen Fasern, anorganischen Fasern, natürlich vorkommenden Fasern oder regenerierten Fasern bestehen.The invention relates to thermoplastic compositions, those made from 100 parts by weight of thermoplastic substrates, 10 - 500 parts by weight (based on dry weight) pigments and 2-100 parts by weight synthetic Fibers, inorganic fibers, naturally occurring fibers or regenerated fibers exist.

Die thermoplastischen Harze, die als Substrate verwendet werden, schließen Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid und deren Mischungen ein.The thermoplastic resins used as substrates include Polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride and their mixtures.

Pigmente sind z. B. -Calciumkarbonat, Magnesiumkarbonat, Calciumsulfat, Calciumsulfit, Silikat, Titandioxid, Kiesel-Fur, Toner Schlämme und Kesselstei-ne.Pigments are e.g. B. -Calcium carbonate, magnesium carbonate, Calcium sulfate, Calcium sulfite, silicate, titanium dioxide, silica fur, toner sludge and scale stones.

Geeignete synthetische Fasern sind z. B. Polyester-Polyamid- und Polyacrylfasern. Als anorganische Fasern kommen beispielsweise Glasfasern, Asbest und Siliciumdioxid-Tonerde-Faserde-Fasern in Betracht. Die natürlich vorkommenden Fasern schließen Baumwolle, Wolle und ähnliche ein. Regenerierte Fasern sind z. B. Kunstseide.Suitable synthetic fibers are e.g. B. polyester-polyamide and polyacrylic fibers. Inorganic fibers include, for example, glass fibers, asbestos, and silica-alumina-fiber earth fibers into consideration. The naturally occurring fibers include cotton, wool, and the like a. Regenerated fibers are e.g. B. Rayon.

Es wurde nun gefunden, daß die oben genannten verschiedenen Bestandteile in bestimmten vorgegebenen Mengen verwendet werden müssen, um die gewünschten Eigenschaften der erfindungsgemäßen holzähnlichen Materialien zu erhalten. Die Pigmentanteile sollten in dem Bereich von 50.- 300 -Gewichtsteilen liegen, weniger als 10 Teile führen zu schwerer Sägbarkeit und Nagelbarkeit, geringerer Elastizität und Steifheit, während Mengen über 500 Teile unbrauchbar sind.It has now been found that the above mentioned various ingredients Must be used in certain predetermined amounts in order to achieve the desired properties to obtain the wood-like materials according to the invention. The pigment proportions should be in the range of 50-300 parts by weight, less than 10 parts lead to difficult sawability and nailability, lower elasticity and stiffness, while quantities over 500 parts are unusable.

Die haben genannten Faserbestandteile sollten in Mengen von 5 - 30 Gewichtsteilen verwendet-werden. Weniger als 2 Teile dieser Fasern führen zu ungenügender Härte im Endprodukt, während Mengen von über 100 Teilen in der Praxis nicht zugeset-zt werden können.The fiber components mentioned should be in quantities of 5 - 30 Parts by weight are used. Less than 2 parts of these fibers result in insufficient Hardness in the end product, while quantities of over 100 parts are not allowed in practice can be.

Der Vorteil, zu dem die Verwendung der erfindungsgemäßen Pigmente führt, liegt darin, daß diese nicht nur zu einer Vermehrung der Nasse oder des Volumens der Zúsammensetzungen als Ganzes friert sondern auch die Elastizitat,- Steifheit und Verbrennbarkeit verbessert. Verbesserte Verbrennbarkeit bedeutet, daß die Zusammensetzungen mit einem Minimum an luft und ohne Rückstände, die als Rauch durch den Schornstein entweichen, verbrannt werden können. Es können jedoch keine zufriedenstellenden Zusammensetzungen erhalten werden, wenn man einfach Pigmente allein zu dem Ausgangsharz zusetzt, da. solche Zusammensetzungen wegen ihrer verringerten Härte, ihres verringerten Kriechwiderstandes und der schwierigeren Entfernbarkeit von Nageln daraus ungeeignet sind.The advantage to which the use of the pigments according to the invention leads, lies in the fact that this not only leads to an increase in the wetness or the volume of the compositions as a whole freezes but also the elasticity - stiffness and combustibility improved. Improved combustibility means that the compositions with a minimum of air and with no residue that passes through the chimney as smoke escape, can be burned. However, it cannot satisfactory Compositions are obtained by simply adding pigments to the starting resin clogs there. such compositions because of their reduced hardness, their reduced Creep resistance and the more difficult removal of nails from it unsuitable are.

Es wurde gefunden, daß sich diese physikalischen Eigenschaften.It has been found that these physical properties.

wesentlich durch den weiteren Zusatz der oben genannten faseriger Materialien verbessern lassen. Gemäß der Erfindung können einige synthetische oder natürliche Gummis verwendet werden, um die Viskosität zu verbessern, oder andere Zusätze, die für spezielle Anwendungen erforderlich sein können.essentially due to the further addition of the above-mentioned fibrous Let materials improve. According to the invention, some may be synthetic or natural gums used to improve viscosity, or others Additives that may be required for special applications.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung naher.The following examples explain the invention in more detail.

Beispiele 1 bis 5 Polyäthylen hoher Dichte (Dichte 0,96, Schmelzindex 5,0) wurde als Substrat verwendet, dem die gewünschten Bestandteile gemäß dem Mischungsrezept der Tabelle 1 zugesetzt wurden. Die Mischung wurde auf eine Walztemperatur von 160 - 170° C erhitzt und bei 180° C und 200 kg/cm2 zu einer Folie gepreßt. Die verschiedenen physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Produkts sind ebenfalls in der' Tabelle 1 im Vergleich mit einigen Vergleichsbeispielen gezeigt. Die Nylon-Stapelfaser, die hier benutzt wird, ist Nylon Nr. 6 von 3 Denier und 10 mm Schnittlänge, die Polyester-Stapelfaser ist Polyäthylenphthalat von 2 Denier und 7 mm Schnittlänge.~Der in Beispiel 5 verwendete Schlamm wurde aus einem Fußbett gesammelt und getrocknet.Examples 1 to 5 high density polyethylene (density 0.96, melt index 5.0) was used as a substrate to which the desired ingredients according to the mixing recipe Table 1 were added. The mixture was heated to a rolling temperature of 160 - Heated to 170 ° C and pressed into a film at 180 ° C and 200 kg / cm2. The different physical properties of the product obtained are also in the 'table 1 in comparison with some comparative examples. The nylon staple fiber, The nylon used here is 3 denier # 6 nylon and 10mm cut length Polyester staple fiber is polyethylene phthalate of 2 denier and 7 mm cut length. ~ The Mud used in Example 5 was collected from a footbed and dried.

Beispiel 6 Das Ausgangssubstrat war Polypropylen mit dem Schmelzindex 5,0.Example 6 The starting substrate was polypropylene with the melt index 5.0.

Hierzu wurden die weiteren Bestandteile, die in Tabelle 2 angegeben sind, zugefügt. Die Mischung wurde auf eine Walztemperatur von 1800 C erhitzt und mit einer Presse bei 2000 C 2 und 200 kg/cm2 zu einer Folie g'efortnt. Das erhaltene Produkt wird mit dem des Vergleichsbeispiels 4 verglichen.For this purpose, the other constituents indicated in Table 2 were given are added. The mixture was brought to a rolling temperature from 1800 C and heated with a press at 2000 C 2 and 200 kg / cm 2 to form a film. The product obtained is compared with that of Comparative Example 4.

Der Vergleich zeigt dessen Überlegenheit in den physikalischen Eigenschaften-(siehe Tabelle 2).The comparison shows its superiority in the physical properties (see Table 2).

Beispiel 7 Das Ausgangsmaterial war Polystyrol, dem die gewünschten Bestandteile gemäß der Zusammensetzung in Tabelle 2 zugefügt wurden. Das Magnesiumkarbonat und die Glasfaser (6 mm lang, mit einer Kupplung behandelt (coupling-treated), Stapelglasseide) wurden in einem Supermischer gemischt.Example 7 The starting material was polystyrene to which the desired Ingredients according to the composition in Table 2 were added. The magnesium carbonate and the glass fiber (6 mm long, coupling-treated, stacked glass fiber) were mixed in a super mixer.

Die Mischung wurde durch Extrudieren zu einer Folie geformt.The mixture was formed into a film by extrusion.

Das erhaltene Produkt wird mit dem des Vergleicl1sbeispiels 5 in Tabelle 2 verglichen.The product obtained is compared with that of Comparative Example 5 in Table 2 compared.

Beispiel 8 Das Ausgangs substrat war Polyvinylchlorid, dem die in der Tabelle 2-angegebenen Mischungsbestandteile zugesetzt wurden.Example 8 The starting substrate was polyvinyl chloride to which the in the mixture constituents indicated in Table 2 were added.

Die Mischung wurde unter -Rühren auf eine Walztemperatur von 190 - 2000 C erhitzt und bei 2000 C und 200 kg/cm2 zu einer Folie gewalzt. Das erhaltene Produkt wird mit dem des Vergleichsbeispiels 6 verglichen. Das dabei verwendete Nomex ist eine hitzebeständige Polyamidfaser der Firma Dupont.The mixture was stirred to a rolling temperature of 190 - Heated at 2000 C and rolled into a film at 2000 C and 200 kg / cm2. The received The product is compared with that of Comparative Example 6. The one used Nomex is a heat-resistant polyamide fiber from Dupont.

Beispiel 9 Zu einem Zellstoffschlamm (Zellstoff'aus Weichholz) in Suspension wurde eine alkoholische Polyvinylchlorid-Lösung und weiter unter Rühren Polypropylen-Partikel (Schmelzindex 5,0, durch 30 mesh gesiebt) gegeben.- Die Mischung wurde getrocknet, wodurch Partikel erhalten wurden, die aus Polypropylen bestanden, welches in baumwollähnlichen Zellstoff dispergiert war. Diese Mischung wurde auf eine Walztemperatur von 1800 C erhitzt. Anschließend wurde Schlamm (gesammelt 0 aus dem Bett einer Bucht und auf 200 C erhitzt, um Dampf zu entfernen) gemäß der in der Tabelle 2 gegebenen Vorschrift zugesetzt. Die Mischung wurde mit einer Presse bei 2000 C und 2 200 kg/cm zu einer Folie gepreßt.Example 9 A pulp sludge (cellulose from softwood) in Suspension became an alcoholic polyvinyl chloride solution and continued with stirring Polypropylene particles (melt index 5.0, sieved through 30 mesh). - The mixture was dried to obtain particles composed of polypropylene, which was dispersed in cotton-like pulp. This mixture was based on a rolling temperature of 1800 C is heated. Then sludge (collected 0 from the bed of a bay and heated to 200 C to add steam remove) added according to the instructions given in Table 2. The mixture was made with pressed in a press at 2000 C and 2200 kg / cm to form a film.

TABELLE 1 Zusammen- Biegeelas- biege- Bruch- M1% 3+ Bruchdehnung estzung der tizität festigkeit festigkeit (%) 2+ Mischung (kg/cm2) 1+ (kg/cm2) 2+ (kg/cm2) 2+ (kg/cm2) (%) 2+ Vergleichs-HDPE 100 1.16 x 104 174 212 76 134 beispiel 1 (streckgrenze) Vergleichsbeispiel 2 HDPE 100 2.11 x 104 156 126 98 1.3 Carciumkarbonat 100 Vergleichs- HDPE 100, EPDM 10, 2.81 x 104 140 122 122 1.0 beispiel 3 CaSO 1/32 H20 200 Beispiel 1 HDPE 100, Calciumkarbonat 3.55 x 104 344 225 210 1.2 100, Nylon-Stapelfaser 15 Beispiel 2 HDPE 100, SBR 20, 3.65 x 104 325 212 212 1.0 CaSO 1/32 H20 500, Nylon-Stapelfaser 30 Beispiel 3 HDPE 100, EPDM 10, SiO2 300, 3.60 x 104 310 205 - 0.9 Rayon-Stapelfaser 5 Beispiel 4 HDPE 100, Ton 10, 3.40 x 104 425 250 235 1.2 Polyester-Stapel faser 100 Beispiel 5 HDPE 100,Schlamm 3.25 x 104 320 220 202 1.3 50, Nylon-Stapelfaser 10 zu Tabelle 1: 1+ gemessen gemäß ASTND-790-66 2+ ein Muster, 50 mm lang, 10 mm breit und 2 mm dick wurde bei einer Geschwindigkeit von 5 mm/min. deformiert 3+ Zugwert bei 1 % Beanspruchung gemäß 2+ TABELLE 2 Zusammen- Biegeelas- Biege- Bruch- M1% Bruchdehnung setzung der tizität festigkeit festigkeit (%) (kg/cm2) Mischung (kg/cm2) (kg/cm2) (kg/cm2) Vergleichs- PP 100, Kiesel- 1.92 x 104 165 110 96. 1.2 beispiel 4 gur 100 Vergleichs- PSt 100, Magne- 2.64 x 104 208 116 110 1.1 beispiel 5 siumkarbonat 100 Vergleichs- PVC 100, Calcium-2.70 x 104 292 142 115 1.2 beispiel 6 sulfat 100, Stearinsäure 1, Butylstearat 1, DBTM 3.5,DBTL 0.1 Beispiel 6 PP 100, Kieselgur 100,Silicium- 3.94 x 104 345 242 211 1.3 dioxid-Tonerde-Faser 30 Beispiel 7 PSt 100, Magne-4.65 x 104 472 241 241 1.0 siumkarbonat 100 Glasfaser 30 Beispiel 8 PVC 100, Caleium-5.11 x 104 611 296 204 1.4 sulfat 100, Stearinsäure 1, Butylstearat 1, DBTM 3.5, DBTL 0.1, Nomex 30 Beispiel 9 PP 100, PVA 10, 3.24 x 104 312 205 196 1.1 Zellstoff 40, Schlamm 100TABLE 1 flexural elastic fracture- M1% 3+ elongation at break estzung ticity strength strength (%) 2+ mixture (kg / cm2) 1+ (kg / cm2) 2+ (kg / cm2) 2+ (kg / cm2) (%) 2+ Comparison HDPE 100 1.16 x 104 174 212 76 134 example 1 (yield point) Comparative example 2 HDPE 100 2.11 x 104 156 126 98 1.3 Carcium carbonate 100 comparative HDPE 100, EPDM 10, 2.81 x 104 140 122 122 1.0 example 3 CaSO 1/32 H20 200 example 1 HDPE 100, calcium carbonate 3.55 x 104 344 225 210 1.2 100, nylon staple fiber 15 Example 2 HDPE 100, SBR 20, 3.65 x 104 325 212 212 1.0 CaSO 1/32 H20 500, nylon staple fiber 30 Example 3 HDPE 100, EPDM 10, SiO2 300, 3.60 x 104 310 205 - 0.9 rayon staple fiber 5 Example 4 HDPE 100, clay 10, 3.40 x 104 425 250 235 1.2 polyester staple fibers 100 Example 5 HDPE 100, slurry 3.25 x 104 320 220 202 1.3 50, nylon staple fiber 10 to Table 1: 1+ measured according to ASTND-790-66 2+ a sample, 50 mm long, 10 mm wide and 2 mm thick at a speed of 5 mm / min. deformed 3+ tensile value at 1% stress according to 2+ TABLE 2 Compound Flexibility Bending fracture M1% elongation at break setting of the ticity strength strength (%) (kg / cm2) mixture (kg / cm2) (kg / cm2) (kg / cm2) comparative PP 100, Kies- 1.92 x 104 165 110 96.1.2 example 4 gur 100 comparative PSt 100, magne- 2.64 x 104 208 116 110 1.1 example 5 silicon carbonate 100 comparison PVC 100, calcium 2.70 x 104 292 142 115 1.2 example 6 sulfate 100, stearic acid 1, butyl stearate 1, DBTM 3.5, DBTL 0.1 Example 6 PP 100, kieselguhr 100, silicon 3.94 x 104 345 242 211 1.3 dioxide-alumina fiber 30 Example 7 PSt 100, Magne-4.65 x 104 472 241 241 1.0 sium carbonate 100 glass fiber 30 Example 8 PVC 100, Caleium-5.11 x 104 611 296 204 1.4 sulfate 100, Stearic acid 1, butyl stearate 1, DBTM 3.5, DBTL 0.1, Nomex 30 Example 9 PP 100, PVA 10, 3.24 x 104 312 205 196 1.1 pulp 40, sludge 100

Claims (4)

P a t e n t a n s p r ii c h e: 1. Thermoplastische Zusammensetzung,bestehend aus 100 Gewichtsteilen eines thermoplastischen IJarzes, 10-500 Gewichtsteilen (bezogen auf das Trockengewicht) eines Pigmentes und 2-100 Genfichtsteilen eines faserigen Materials, wie z. B. synthetische Fasern, anorganische Fasern, natürlich vorkommende Fasern und regenerierte Fasern. P a t e n t a n s p r ii c h e: 1. Thermoplastic composition, consisting from 100 parts by weight of a thermoplastic resin, 10-500 parts by weight (based on on the dry weight) of a pigment and 2-100 weight parts of a fibrous Materials such as B. synthetic fibers, inorganic fibers, naturally occurring Fibers and regenerated fibers. 2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das thermoplastische Harz Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid oder deren Mischungen ist.2. Composition according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c Note that the thermoplastic resin is polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride or mixtures thereof. 3. Zusammensetzung gemäß llnspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Pigment Calciumkarbonat, Magnesiumkarbonat, Calciumsulfat, Caloiumsulfit, Silikat, Titandioxid, Kieselgur, ein Ton, ein Schlamm oder Kesselstein ist.3. Composition according to claim 1, thereby g e k e n n n -z e i c n e t that the pigment calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium sulfate, calcium sulfite, Is silicate, titanium dioxide, diatomaceous earth, a clay, a sludge or a scale. 4. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das faserige Material aus Polyester-, Polyamid- oder Polyacrylfasern, Glasfasern, Asbest, Siliciumdioxid-Tonerde-Fasern, Baumwolle, Wolle,Kunstfasern u.dgl. ist.4. Composition according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c n e t that the fibrous material made of polyester, polyamide or polyacrylic fibers, Glass fibers, asbestos, silica-alumina fibers, cotton, wool, synthetic fibers and the like.
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