Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 4 - nova-Institut ...

Wood-Plastic-Composite 273
Zweistufige Verfahren
Im zweistufigen Extrusionsprozess wird das Mischen, gegebenenfalls auch das Trocknen, sowie das Kompaktierens
in einem Aggregat und das Extrudieren durch ein Werkzeug in einem anderen Aggregat durchgeführt. Beide können
direkt gekoppelt oder räumlich und zeitlich getrennt sein.
Zum Mischen und Kompaktieren werden gleichlaufende, parallele Doppelschneckenextruder (Compounder),
Heiz-Kühl-Mischer oder Pelletierpressen sowie Mahlverfahren eingesetzt. Die damit erzeugten
WPC-Zwischenprodukte können als Rohstoff für die Profilextrusion, für den Spritzguss oder die Plattenpresstechnik
eingesetzt werden. Für den Rotationsguss sind nur frei fließende, kunststoffbeschichtete Holzpartikel geeignet.
• Compounder arbeiten kontinuierlich und erzeugen eine sehr homogene Mischung, können aber in der Regel nicht
genügend Druck für eine Profilextrusion aufbauen. Der Druck verdichtet bereits die Holzmatrix. Die Verweilzeit
im Compounder beträgt wenige Minuten. Die Mischung muss die Schmelztemperatur des Thermoplasten
erreichen. Liegt diese Temperatur oberhalb von 160° C, kann ein thermischer Abbau des Holzes beginnen.
Compounder arbeiten kontinuierlich und es können geometrisch weitgehend einheitliche WPC-Pellets als
Zwischenprodukt erzeugt werden. Üblich ist auch das WPC-Compound in der Schmelzephase in ein
Extrusionsaggregat, wie einen Einschneckenextruder oder eine Schmelzepumpe zu geben. Die erzeugten Pellets
erlauben eine einfache und gleichmäßige Dosierung mit den üblichen Dosiereinrichtungen. Extrudierte Pellets
haben Feuchtigkeiten unter 1 % und erleichtern die Weiterverarbeitung.
• Heiz-Kühl-Mischer arbeiten diskontinuierlich. Im Heizmischer werden Holz- und Kunststoffpartikel gemischt und
bis zum Schmelzpunkt des Thermoplasts aufgeheizt. Die Verweilzeiten im Heizmischer sind meist länger als im
Compounder. Am Schmelzpunkt zieht der Thermoplast auf die Holzfasern auf und die WPC-Mischung wird in
einen Kühlmischer überführt. Sie wird abgekühlt und grobe Agglomerate werden in kleinere Stücke
aufgebrochen. Das WPC-Zwischenprodukt ist ein trockenes, nicht verdichtetes Granulat mit unregelmäßiger
Kornform.
• In Pelletierpressen werden Holzpartikel und Kunststoffpartikel unter Druck miteinander kompaktiert. Beim
Pressen durch eine Lochmatrize wird Reibungswärme erzeugt, um den Kunststoffanteil anzuschmelzen. Eine
homogene Vermischung wie im Compounder oder Heiz-Kühlmischer findet nicht statt, so dass die so erzeugten
Pellets nicht für alle Weiterverarbeitungsprozesse geeignet sind. Der Holzanteil wird durch den hohen Druck
beim Pressen verdichtet.
• Bei Mahlverfahren werden Holz- und Kunststoffanteile gleichzeitig vermahlen. Bei einer Mahltemperatur die auf
den Kunststoffanteil abgestimmt ist erfolgt eine Verbindung mit den Holzpartikeln. Je nach Mahlverfahren und
Prozessführung können verklumpte oder einzelne, frei fließende Holzpartikel erzeugt werden.
Spritzguss
Beim Spritzgießen muss das Material homogen und problemfrei
dosierbar sein, damit alle Teile der Schmelze eine gute Fließfähigkeit
aufweisen. Eingesetzt werden vornehmlich compoundierte
WPC-Pellets mit im Vergleich zu Extrusionsware geringem
Holzgehalt. Sie werden in einem Plastifizierer aufgeschmolzen und in
einem diskontinuierlichen Verfahren unter hohen Drücken bis zu 2400
bar „schussweise“ in eine Metallform gespritzt. Die WPC-Masse
erstarrt beim Abkühlen. Der Spritzguss kann im „Injection Moulding
Compounder“ auch in einem Arbeitsschritt erfolgen.
Spritgegossene Schale aus holzfaserverstärktem
PLA-Blend Fibrolon