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Dissertation

In der kunststoffverarbeitenden Industrie erlangt der Einsatz biobasierter Kunststoffe eine stetig wachsende Bedeutung. Besonders sind hier die vollständig biobasierten und kompostierbaren Lösungen hervorzuheben welche vor allem für den Verpackungsbereich die ökologisch sinnvollste Variante darstellen. Preislich rangieren diese Lösungen gegenwärtig aber immer noch deutlich über den herkömmlichen petrochemischen Kunststoffen weshalb hier der Einsatz eines kostengünstigen Reststoffes aus der Papierindustrie untersucht wurde. Ein häufiges und bekanntes Problem in Verbindung mit Naturstoffen in der Kunststoffverarbeitung ist die Materialfeuchtigkeit. Für eine reibungslose Verarbeitung sowie eine hohe Produktqualität sollte diese so gering wie möglich gehalten werden. Die dafür zur Verfügung stehenden Technologien wurden allerdings nur für sehr hohe Materialdurchsätze konzipiert und stehen kleinen und mittleren Unternehmen kaum oder nur sehr begrenzt zur Verfügung.
Als ein besonders günstiger Reststoff stellte sich Fangstoff der Papierindustrie dar, da dieser bereits als faserförmiges Ausgangsmaterial vorliegt. Für den Einsatz in der Kunststoffverarbeitung muss allerdings noch eine entsprechende Aufbereitung erfolgen da das Ausgangsmaterial mit einem sehr geringen Trockengehalt (ca. 36 %) und in agglomerierter Form vorlag. Zusätzlich mussten diverse Fremdstoffe wie Glas und Metall abgeschieden werden um eine störungsfreie Weiterverarbeitung zu gewährleisten.
Zur Umsetzung dieser Anforderungen wurde ein Verfahrenskonzept erstellt dessen Kern ein Heiz-Kühl-Mischer darstellt. Mit Hilfe dieser Anlage wurden die Faseragglomerate schonend aufgelöst und gleichzeitig der Faserstoff getrocknet. Im Anschluss wurde der Faserstoff in dem angegliederten Kühlbehälter auf unter 50 °C gekühlt um das Risiko einer Selbstentzündung zu minimieren. Abschließend werden die unerwünschten Fremdstoffe von dem Faserstoff gravimetrisch in einem Zyklon getrennt und der Faserstoff kann der Weiterverarbeitung zugeführt werden. Für den industriellen Einsatz besitzt die Wiederholgenauigkeit von Prozess und Produktquali-tät einen hohen Stellenwert. Aus diesem Grund wurde die Möglichkeit der Prozessberechnung für eine gleichbleibende Produktqualität untersucht. Als Ergebnis wurde eine logistische Wachstumsfunktion mit der Form:

Verfahren, Aufbereitung, lignocellulosen Reststoffe, Altpapieraufbereitung, faserverstärkte Kunststoffe