Konstrukční automobilové díly z dřevních odpadů

Evropské výzkumné středisko Ford v Cáchách spuštění programu vstřikovaných konstrukčních dílů z kompozitu WPC (Wood Plastic Composite), vyrobeného z odpadu dřeva a polyolefinových plastů. Současně se objevily nové informace o využívání materiálu Arboform na bázi přírodních vláken a ligninu, který je odpadem z rozvlákňování dřeva při výrobě papíru a celulózy.

První WPC materiály a zařízení k jejich výrobě byly vyvinuty ještě před rokem 2000. Jednalo se o nenáročné výrobky profilů a obkladů, které měly naznačit možnosti využití odpadu. Kompozit WPC je vyroben z odpadu dřeva, dřevěných pilin bez prachu a 20 až 40 procent polypropylenu.

Hlavní přínos deskových a profilových materiálů z WPC je lepší než pouhé energetické zhodnocení dřevného odpadu, úspora kovů, nižší hmotnost a nově docílené konstrukční, technologické a užitné vlastnosti. Cena se v roce 2006 pohybovala kolem 1 USD/kg. Na méně náročné výrobky lze přitom užít i recyklovaného polypropylenu (PP).

WPC splňují i nároky staticky nízkonamáhaných konstrukcí s větším výběrem tvarového sortimentu i komplexní geometrie s řadou užitných vlastností – barevné provedení, odolnost vůči vodě, korozi, UV záření a požáru, biocidní vlastnosti (obsahují např. nový organický biocid Vinyzene od firmy Rohm & Haas bez toxických iontů arsenu, chromu a mědi), tepelně izolační vlastnosti ap. Jsou příznivější k životnímu prostředí, téměř CO2 neutrální a nevyžadují pojiva na bázi formaldehydových pryskyřic, uvolňujících toxický formaldehyd. Materiály s obsahem 20-30 % PP jsou ještě biologicky odbouratelné. Jsou několikanásobně recyklovatelné, mají nízkou nasákavost vody a mají vysokou trvanlivost, pro niž se např. v USA používají na přímořská mola a mobiliář. Vytlačování (extruze) umožňuje výrobu profilů, které nelze ekonomicky vyrábět obráběním. Určitým problémem zůstalo zvládnutí technologie vstřikování tvarově komplexních dílů pro vysokou viskozitu WPC při teplotě vstřikování směsí s nízkým podílem PP příp. PE a vysokými podíly odpadu dřeva.

KOMPOZITY V AUTOMOBILECH

Po dlouhé době existence WPC se i automobilky odhodlaly k zavádění dílů z WPC kompozitu i do automobilů. Uvažované aplikace WPC v automobilech mají být ověřeny v rámci tříletého programu zahájeného v květnu tohoto roku.

Program s rozpočtem přes 1 mil. eur je podporován z veřejných prostředků a k jeho partnerům patří univerzity i průmyslové firmy. Je zaměřen na aplikace v exteriéru, interiéru a v motorovém prostoru, např. na držáky akumulátorů, odolávající korozi. Hlavním cílem projektu je příprava vhodných technologií pro hromadnou výrobu dílů, zatím se jako ekonomicky nejvýhodnější jeví vstřikování tvarových dílů na běžných vstřikovacích lisech. U vozů Ford je v současnosti 290 dílů využívajících bavlnu, dřevo, len, konopí, jutu a přírodní kaučuk. Díky novým technologiím by se počet dílů z obnovitelných materiálů měl rychle zvýšit.

LIGNIN NENÍ DŘEVO

V roce 1998 vznikl v ústavu Fraunhofer Institut für Chemische Technologie (ICT) v bádenském Pfinztalu termoplastický materiál ARBOFORM® využívající lignin – odpad ze sulfitového nebo sulfátového procesu výroby celulózy v papírnách. Téhož roku založili původci vynálezu H. Nägele a J. Pfitzer pro jeho využití Tecnaro GmbH v Eisenachu a zahájili zde v roce 2000 jeho výrobu.

Celosvětově vzniká při výrobě celulózy přes 50 mil. tun ligninu ročně, z čehož se asi 95 % s malou efektivitou spaluje a pouze 5 % zpracovává při výrobě dřevotřískových desek, jako přísada do betonu a do krmiv. Výhledově se má lignin zpracovávat na biopalivo.

Vytvořením směsi ligninu s krátkými přírodními vlákny ze lnu nebo konopí a jejím tepelným zpracováním se získá granulát termoplastického charakteru, který je vhodný pro zpracování vstřikováním při 140-170 oC (podobně jako termoplasty) na tvarové díly nebo lisováním na deskové konstrukční díly. Z odpadu se tak získá nový přírodní konstrukční materiál s výbornými technologickými (vysoká tvarová stabilita za tepla a nízké smrštění ve formě) a mechanickými vlastnostmi ve srovnání s komerčními plasty. Vedle původu z málo využitelného odpadu je předností surovina z obnovitelných zdrojů, nízká cena a CO2 neutralita.

Granuláty ARBOFORM, ARBOBLEND (biologicky odbouratelná směs s biopolymery) a ARBOFILL (kompound s jinými termoplasty) lze zpracovávat vstřikováním, vytlačováním, kalandrováním, vyfukováním, lisováním aj. Přírodní ARBOFORM má nepěknou červenohnědou barvu a musí se probarvovat, druhé granuláty se dodávají s rozsáhlou barevností.

Arboform nachází využití v automobilovém průmyslu na výplně dveří a přístrojové desky. Francouzský výrobce loveckých zbraní Blaser z Isny z nového materiálu vyrábí pažby. Novinky se chopili módní designeři; hodinářská firma Lacher z Pforzheimu vyrábí vstřikováním hodinková pouzdra vzhledu dřeva a šperkařská firma Reho z Ettlingenu navrhuje módní doplňky. Převážně se však jedná o aplikace na periferii trhu, a tak potenciál materiálu není ani zdaleka využit.

– ab –

 

V laboratořích Ford v Cáchách se již zkoumají vlastnosti dílů z WPC kompozitu zvaného »tekuté dřevo«

Právě pro odolnost vůči povětrnosti a korozi se používají lavičky z WPC kompozitu v parcích na Floridě a na plážích Mexického zálivu

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *