A kölni WPC konferencia tapasztalatai III.

Átírás

1 A kölni WPC konferencia tapasztalatai III. Garas Sándor * m"anyagipari szakért! december között rendezték meg Kölnben az ötödik német fa-m!anyag kompozit konferenciát és a hozzá kapcsolódó kiállítást. Sorozatunk harmadik, befejez" része szintén az elhangzott el"adásokból ad izelít"t. A WYOCOMP vezet! tudósokból, mérnökökb!l, egyetemek, vizsgáló intézmények szakemberib!l álló kutató és tanácsadó cég. A társaság iparági vezet! azokban az alkalmazásokban és feldolgozási technológiákban, amelyek a polimerek er!sítésére agráripari szálakat hasznosít. Ezen kívül a biomassza energetikai és egyéb célú felhasználásával is foglalkozik. A céget 2009-ben hozta létre Heath Van Eaton, aki a búzaszalma/ m"anyag kompozit épít!ipari célú feltalálója. A szalma is a fák fás sejt családjába tartozik, helyettesítheti a farostot sokféle alkalmazásban, er!sít és csökkenti a költségeket. Azonban megfelel! el!kezelés nélkül a természetes szálak tartalmaznak nedvességet, keményít!ket, cukrokat, lignint és más extraktumokat, amelyek gázképz!dést okoznak magas h!mérsékleten és nyomáson végbemen! polimer feldolgozási folyamatokban. Az AgriFi termékcsalád az alkalmazott el!kezelések révén kiküszöböli ezeket a problémákat 1. ábra. AgriFi gyártási folyamatábra [1] 2. ábra. Különböz! AgriFi rostok [1] 3. ábra. PolyFi termékek [1] 4. ábra. PolyFi pellet fröccsöntésre [1] (1. ábra) [1]. Az AgriFi évente megújuló természetes rostokból (lignocellulóz) származó szál tölt!anyag, szemben a fával, amelynek a növekedése sok évig tart. Hidrofób anyag, h!t"r! akár 310 C-ig, s"r"sége fele az ásványi tölt!anyagokénak (1,3 g/cm 3 ), színe a világosbarnától a feketéig változhat a h!- mérséklett!l és tartózkodási id!t!l függ!en. 80/20 töltési arány is elérhet! (AgriFi /PP) (2. ábra) [2]. A PolyFi az AgriFi rosttal töltött polimer kompozitot jelenti, néhány termék a 3 7. ábrákon látható. Roland Stoiber (RESYS- TA INTERNATIONAL GMBH) el!adásában bemutatta a rizshéjból, sóból, olajból és 14 további speciális adalékból álló Resysta * sandplast48@gmail.com évfolyam 12. szám 471

2 9. ábra. Hajlított profilok Resysta anyagból [4] 5. ábra. PoliFi -b!l készült termékek [2] 10. ábra. Üreges profilok Resysta anyagból [4] 6. ábra. PoliFi bútorelem rögzít! (Rail-Lock ) [2] 7. ábra. PoliFi beltéri szárító ventilátor háza [2] port, amely a faliszthez hasonló megjelenésében, de jobb fá -nak nevezhet!, mert nem duzzad, nem zsugorodik, nem szilánkosodik, nem rothad, teljesen vízálló. A trópusi fa kiváló alternatívája. Szintetikus anyagokkal kombi- 8. ábra. Homlokzati elemek Resysta anyagból 11. ábra. WPC-vel kombinált alumínium er!sítés" ablakok (Jingwu) [5] nálva hagyományos extrudálással feldolgozható. Kapható por és granulátum formában is. Számos neves gyártócéggel alakítottak ki együttm"ködést, amelyekb!l többféle alkalmazási területre születtek termékek (Kompaundáló cégek: INEOS COMPOUNDS SWITZERLAND AG; POLY- MER-CHEMIE GMBH; BRASKEM, BRASILIEN; WESTLAKE CHEMICAL CORPORATION. Gépgyártók: KRAUSSMAFFEI TECHNOLOGIES GMBH; HANS WEBER GMBH MASCHINEN- FABRIK; BATTENFELD-CINCINNATI GERMANY GMBH; BERNHARD IDE GMBH, WERKZEUG- UND MASCHI- NENBAU. Ipari partnerek: TTP GMBH [SALAMANDER GROUP]; TER HÜRNE GMBH & CO. KG; SI- MONA AG [SIMOWOOD]; WESTECH [TRUGRAIN]) (8 10. ábrák) [3]. Wayne Song, a FUTURE MATE- RIALS INC. cég munkatársa a kínai WPC gyártásról és piacról tartott el!adást. Adatai szerint, a WPC iparban 2000 óta 650 szabadalmat ítéltek meg, húsz egyetem foglal évfolyam 12. szám

3 kozik kutatás-fejlesztéssel, több nemzeti szabvány született, és a fejlesztések hangsúlya a végtermékeken van [5]. Az alumínium-wpc kombinálású ablakok 2009 óta vannak piacon (11. áb - ra). A BEIJING HENGTONG és az ANHUI GUOFENG cég tonna WPC profilt gyárt évente, amelyekb!l akár komplett házakat lehet építeni vagy házak burkolatát kialakítani (12. ábra). Az FMI (FUTURE MATERIALS INC.) WPC termékeket készít kínai és nemzetközi piacra, valamint tapasztalatait hasznosítja az amerikai és európai piacokon. Az FTI (FUTURESOFT TECHNOLOGIES INC.) WPC feldolgozó gépeket (extrudereket, fröccsgépeket stb.) kínál habosított, koextrudált WPC termékekhez, értékesít Észak-Amerikában, Európában, Ausztráliában, Kínában és Dél-Afrikában. Összegezve: 422 kínai cég gyárt különféle WPC termékeket, 90 berendezéseket, 30 szerszámokat, 15 adalékokat, 20 egyéb alkalmazásokat. A kínai WPC ipar értékesítésének növekedését mutatja a 13. ábra [5]. Kína a világ legnagyobb ablak, ajtó és falpanel gyártója. A 12. ötéves terv ( ) során keresi a biztonságos, környezetbarát, energiatakarékos, égésgátolt épít! anyagokat, amelyek egyikének tartják a WPC-t (14. ábra). A WPC ipar kulcsszerepl!i: GEM, SENTAI, DUSHIBAO, LESCO-KINGFA, NEWTECH, WPC LANDSCAPE LTD., JIA- JING WPC, SHIXU WPC, AOBO WPC DOOR, JUFENG WPC. A SUNBOW cég 2001-ben alakult, az olasz beruházó kivásárolta a kínai tulajdonrészt, ezért a cég ma már WOODN INDUSTRIES SRL néven m"ködik olasz központtal és kínai gyártóbázissal. A 15. ábrán láthatók a milánói Libeskind épületeken elhelyezett WPC elemek [5]. Kínában is vizsgálják a WPC tartósságát, a kültéri termékeket három különböz! helyszínen teszik ki éves id!- járás-állósági vizsgálatokra (Kína legmelegebb és leghidegebb vidéke és a tengerpart, 16. ábra), de xenonlámpás gyorsított vizsgálatokra is sor kerül. Számos gyártmányt sokféleképpen összehasonlítottak. Vizsgálták például, hogy a 6 hónapos kitéti és az 500 órás xenonlámpás minták között milyen különbségek mutathatók ki. Az EAST CHINA UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNO- LOGY [ECUST]) egyetem professzora, Weihong Guo be- 12. ábra. WPC házak [5] 13. ábra. Becsült kínai értékesítés WPC-b!l [5] 14. ábra. Kültéri alkalmazások 15. ábra. Libeskind amerikai építész épületei 16. ábra. Kitéti hely Hainanban [5] évfolyam 12. szám 473

4 17. ábra. Bambusz szálak és bambusz kompozit 18. ábra. Bambuszszál töltés" autó alkatrészek [6] 19. ábra. Bambuszszál töltés" háztartási termékek mutatta az egyetem múltját, hazai és nemzetközi kapcsolatait, a kutatási tevékenységeik területeit: biomasszák, WPC, m"szaki m"anyagok, polimerek reciklálása, új gumi anyagok, keményít! bázisú anyagok [6]. A WPC területen belül különféle természetes tölt!/er!sít! anya - gokkal dolgoznak, pl. bambusz (17. ábra), rizshéj, kókusz, földimogyoró, cukornád, len, juta, szizál, kender stb., extruziós és fröccsöntési célokra. A bioanyagok és a polimerek közötti kapcsolódás biztosítására különféle felületkezel! technológiákat (lúgos, savas stb.), kapcsoló anyagokat alkalmaznak. A ábrákon néhány fröccsöntött termék látható bambuszszál töltés" kompozitokból. A bambusz két tulajdonságát lehet kiemelni: az egyik az antibakteriális, a másik a szagtalanító hatása. Hans Korte, a nevét visel! INNOVATIONSBERATUNG HOLZ & FASERN cég tulajdonosa (FA ÉS FAROST INNOVÁ- CIÓS TANÁCSADÓ) egy nagyszabású projekt eredményeir!l számolt be két másik kollégával (a THÜNEN-t!l és az IPT INSTITUT FÜR POLIMERTECHNOLOGIEN-t!l), amelyben 13 farost feldolgozó (kever!, kompaundáló) technológiával készített kompaundot hasonlítottak össze [7]. Polipropilén mátrixú, 60 és 70% fatartalmú, extrudálható, valamint 40 és 50% fatartalmú, fröccsönthet! kompaundokat készítettek. A feldolgozó berendezések m"ködési vázlatai a 20. ábrasoron láthatók [7]. Az extrudált profilokból készített és a fröccsöntött próbatesteken fajlagos üt!munkát (hornyolt és hornyolatlan) (DIN EN ISO 179), szakító jellemz!ket (DIN EN ISO 527), hajlító jellemz!ket (DIN EN ISO 178), MFR értéket (DIN EN ISO 1133), hosszú távú duzzadást határoztak meg (100% relatív nedvesség/28 nap), elvégezték az 5 órás forró vizes vizsgálatot is (Qualitätsgemeinschaft für Holzwerkstoffe e.v. és VHI). A részletes eredményeket a [8] és [9] munka tartalmazza. A spektroszkópiai elemzés arra figyelmeztet, hogy a lignin h! hatására történ! változása ismeretlen következményekkel járhat. Nagy különbségek lehetnek az azonos receptekb!l elérhet! tulajdonságok között a feldolgozási módszerekt!l függ!en. Egyértelm", hogy a gyártórendszer kiválasztása er!sen függ a recept összetev!it!l és a kívánt ár-teljesítmény aránytól is. Minél pontosabban tudja a felhasználó, hogy milyen WPC tulajdonságokat kell elérni, annál könnyebb a feldolgozási rendszer kiválasztása. Források [1] [2] van Eaton, H.: North American Market and Industry Overview Research & Manufacturing by WyoComp. [3] Stoiber, R.: Resysta the better wood. [4] [5] Song, W.; Zhao, M.: WPC in China: Markets and Life Cycle Assessment. [6] Guo, W.: Technical Developments and New Markets for Injection-Molding of WPC in China. [7] Korte, H.: Vergleich von 13 verschiedenen Compoundierverfahren für WPC Projektkonzeption und Bewertung. [8] Baranyai, F.; Hansmann, H.; Korte, H.: Comparison of 13 different compounding technologies for WPC technical results. [9] Koch, G.; Korte, H.: Microscopic and topochemical analyses of WPC from different manufacturing processes évfolyam 12. szám

5 Zeppelin meleg-hideg mixer Extruder Experts hengeres granuláló Kahl pelletprésel! Pallmann palltruder Weber kúpos, összeforgó csigás extruder MAS kúpos, egyirányban forgó csigás extruder Reifenhäuser párhuzamos, összeforgó csigás extruder Zeppelin párhuzamos, egyirányban forgó csigás extruder Extricom gy"r"s extruder Gneuss multi rotációs rendszer" extruder Entex bolygókerekes extruder Extruder Experts nyíróhengeres extruder HF Mixing group bels!kever! 20. ábra. Különféle feldolgozási technológiák kever! elemei [7] évfolyam 12. szám 475