Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen pflanzlichen Materials, ein leitfähiges pflanzliches Material und eine Ver wendung eines leitfähigen pflanzlichen Materials.

Es ist bekannt, dass der Trend zur Verwendung von pflanzlichen Materialien in vielen technischen Gebieten zunimmt. Die Verwendung ist im Wesentlichen dadurch begründet, dass die Struktur des pflanzlichen Materials jeweils einzigartig ist und so mit dem Gegenstand eine Einzigartigkeit für den Verwender verleiht. So werden pflanzliche Materialien z.B. als Dekor in Innenausstattungen von Fahrzeugen ver wendet. Ebenso finden pflanzliche Materialien Verwendung in z.B. sichtbaren Berei chen von Schalttafeln von elektrischen Geräten.

Aus DD205692A1 und DE102016109467A1 ist bekannt pflanzlichem Material eine leitfähige Eigenschaft zu verleihen, um so das Einsatzgebiet des pflanzlichen Materials zu erweitern. Bei dem bekannten pflanzlichen Material wird hierzu das pflanzliche Material mit einem leitfähigen Material überzogen.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen pflanzliche Materials anzugeben. Eine weitere Aufgabe besteht in der An gabe eines leitfähigen pflanzlichen Materials. Eine weitere Aufgabe besteht in der Angabe einer Verwendung eines leitfähigen pflanzlichen Materials.

Diese Aufgabe wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprü che gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter ansprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen pflanzli chen Materials, zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus:

a) Bereitstellen eines pflanzlichen Ausgangsstoffes, welcher ein Teil einer Pflanze ist, welche kein sekundäres Dickenwachstum aufweist und eine in Wuchsrichtung der Pflanze verlaufende kapillare Struktur aufweist, b) Einbringen eines leitfähigen Stoffes in die kapillare Struktur des pflanzlichen Aus gangsstoffs.

Eine Pflanze ist ein natürlich gewachsener aus Wurzeln, Stamm und Blättern bestehender Organismus. Eine für die Erfindung geeignete Pflanze ist insbesondere Palme bzw. Rattan oder Bambus. Diese Pflanzen weisen in Wurzel und Stamm kein sekundäres Dickenwachstum auf. Ferner weist die Pflanze in Wurzel und Stamm eine in Wuchsrichtung der Pflanze verlaufende kapillare Struktur auf. Die kapillare Struktur erstreckt sich dabei über den gesamten Querschnitt der Wurzel bzw. des Stamms.

Das pflanzliche Ausgangsmaterial ist ein Teil oder Ausschnitt der Pflanze, ins besondere der Wurzel oder des Stamms. Das pflanzliche Ausgangsmaterial kann da bei in Form einer Stange, einem Block oder einer aus einer Stange oder einem Block dünn geschnittenen Schicht (z.B. Furnier) vorliegen. Das für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete pflanzliche Ausgangsmaterial weist dabei in seinem Quer schnitt dieselben natürlich gewachsenen kapillaren Struktureigenschaften auf wie die Pflanze selbst. Mit anderen Worten, das pflanzliche Ausgangsmaterial liegt hierbei nicht als Fasermaterial oder als weiterverarbeitetes, z.B. zu Stangen oder Blöcken verpresstes Fasermaterial vor.

Als pflanzliches Material wird im Weiteren das gemäß der Erfindung aus dem pflanzlichen Ausgangsstoff hergestellte Produkt verstanden.

Unter einer kapillaren Struktur sind in Wuchsrichtung der Pflanze verlaufende Röhrchen zu verstehen. Die kapillare Struktur von Pflanzen ohne sekundäres Di ckenwachstum baut sich aus Leitbündeln (Faszikel) auf. Diese sind für den lebens wichtigen Ferntransport von Wasser, gelösten Stoffen und organischen Substanzen (Assimilaten, hauptsächlich Zucker) verantwortlich. Diese Leitbündel bestehen z.B. aus Xylem mit Zellelementen für den Wassertransport wie beispielsweise Tracheen und Tracheiden und dem Phloem für den Transport der Assimilate mit Siebzellen bzw. Siebröhren und Geleitzellen. Gemäß der Erfindung wird der besondere Aufbau der kapillaren Struktur mit tels Behandlung mit geeigneten Stoffen, für die Nutzung als Leitung von Energie, an deren Stoffen oder Teilchen, bzw. Licht genutzt.

Der gemäß der Erfindung verwendete leitfähige Stoff kann dabei entweder nur die Innenwandung der kapillaren Struktur benetzen bzw. zumindest teilweise bede cken oder die kapillare Struktur vollständig ausfüllen.

Pflanzen ohne sekundäres Dickenwachstum weisen durch die besondere Wuchsform im Gegensatz zu Pflanzen mit ausgeprägtem Dickenwachstum, wie z.B. Holz eine weitestgehend parallel verlaufende Ausrichtung der kapillaren Struktur ent lang der Wuchsrichtung der Pflanze auf. Dieser besondere Aufbau ermöglicht das Einbringen der leitfähigen Stoffe mit sehr wenig Energie und in sehr kurzer Zeit.

Palme bzw. Rattan besitzt außerdem die Besonderheit, dass die einzelnen Röhrchen der kapillaren Struktur des Materials im Vergleich zu anderen pflanzlichen Materialien einen sehr großen Durchmesser erreichen können. Dies ermöglicht das noch einfachere und energieeffizientere Einbringen von leitfähigen Stoffen, auch mit größerer Teilchengröße.

Die mit der Erfindung erzielte Leitfähigkeit bezieht sich insbesondere auf die elektrische Leitfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit, die magnetische Leitfähigkeit, die dielektrische Leitfähigkeit, die elektrolytische Leitfähigkeit, die molare Leitfähigkeit, die Schallleitfähigkeit sowie die Lichtleitfähigkeit.

Um die Leitfähigkeit des pflanzlichen Materials weiter zu verbessern, kann der leitfähige Stoff in einen Bereich zwischen der kapillaren Struktur des pflanzlichen Ausgangsstoffes eingebracht werden. Dadurch wird das Volumen des leitfähigen Stoffes innerhalb des pflanzlichen Ausgangsstoffes vergrößert, wodurch die Leitfä higkeit weiter verbessert wird.

Der leitfähige Stoff kann mittels drucklosem Verfahren, z.B. Streichen, Sprit zen, Tauchen oder Trogtränken oder mittels Druckverfahren, z.B. Rüping-Verfahren, Kesseldruckverfahren in die kapillare Struktur des pflanzlichen Ausgangsstoffes ein gebracht werden. Als weiteres mögliches Verfahren sei ein aus DE 10 2013 019 223 A1 bekanntes Verfahren genannt.

Insbesondere kann der leitfähige Stoff in die kapillare Struktur des pflanzlichen Ausgangsstoffes gesprüht, gerieben, gespachtelt, gerollt, gestrichen, gezogen, ge saugt, gedrückt, gedampft, genebelt, gewalzt, geflutet oder gegast werden. Welches Verfahren zum Einbringen des leitfähigen Stoffes in die kapillare Struktur verwendet werden kann, kann von den Abmessungen des pflanzlichen Ausgangsstoffes und/o der von dem verwendeten leitfähigen Stoff abhängig sein. Der leitfähige Stoff kann fest, flüssig, gasförmig oder eine Kombination daraus sein. Feste leitfähige Stoffe können somit z.B. gerollt, gerieben, gespachtelt, gedrückt oder gewalzt werden. Flüs sige bzw. zähflüssige leitfähige Stoffe können in das pflanzliche Material gesprüht, gesaugt, geflutet, gerollt oder gestrichen werden. Gasförmige Stoffe können in das pflanzliche Material genebelt, gesaugt oder gedampft werden. Selbstverständlich können auch andere Verfahren verwendet werden, um leitfähigen Stoffe verschiede ner Aggregatzustände in die kapillare Struktur des pflanzlichen Materials einzubrin gen.

Der leitfähige Stoff kann auf Kohlenstoff, z.B. geflocktes oder pulverförmiges Leitruß, Acetylenruß oder Kohlenstoffnanoröhren, auf einem Metall, z.B. mit Kupfer beschichtete Aluminium Flakes basieren. Der leitfähige Stoff kann ferner auf einem Polymer, z.B. PEDOT SS (Variante von Poly-3,4-ethylendioxythiophen) oder POF (polymer optische Faser) oder auf einem Oxid, z.B. Indiumzinnoxid basieren. Selbst verständlich kann der leitfähige Stoff auch auf einer Kombination daraus basieren.

Es ist möglich, dass der leitfähige Stoff in einer Flüssigkeit gelöst ist. Als Lö sungsmittel kann z.B. Wasser oder Aceton verwendet werden. Der leitfähige Stoff kann z.B. als metallisches Pulver oder als Flocken vorliegen und mit der Lösungsflüs sigkeit vermischt sein.

Der leitfähige Stoff bzw. der pflanzliche Ausgangsstoff kann nach Einbringen in die kapillare Struktur getempert bzw. erhitzt werden. Dadurch wird der eingebrachte leitfähige Stoff schneller getrocknet. Ferner ist es durch das Tempern möglich, dass der leitfähige Stoff aktiviert wird und dadurch weiter in seinen leitfähi gen Eigenschaften verbessert wird.

Die kapillare Struktur des pflanzlichen Ausgangsstoffes kann mit einem leitfä higen Oxid begast werden. Insbesondere kann vor Einbringen oder nach Einbringen des leitfähigen Stoffes in die kapillare Struktur mit Indiumzinnoxid begast werden. Dadurch wird eine Aggregatsveränderung des leitfähigen Stoffes herbeigeführt, wodurch die leitfähigen Eigenschaftes des Stoffes verbessert werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Bereitstellung eines leitfähigen pflanzlichen Materials mit einer kapillaren Struktur und einem pflanzlichen Ausgangs stoff ohne sekundäres Dickenwachstum, wobei in die kapillare Struktur und/oder in Bereiche zwischen der kapillaren Struktur ein leitfähiges Material eingebracht ist. Die ses pflanzliche Material unterscheidet sich vom bekannten pflanzlichen Material mit leitfähigen Eigenschaften dadurch, dass der leitfähige Stoff innerhalb des pflanzli chen Materials eingebracht ist. Im Gegensatz zu den bekannten pflanzlichen Materia lien, bei welchen der leitfähige Stoff auf der Oberfläche aufgebracht ist.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen leitfähigen pflanzlichen Materials ist, dass nach Bearbeiten des pflanzlichen Materials, z.B. Schneiden die leitfähigen Eigen schaften des pflanzlichen Materials unverändert bleiben. Weist das pflanzliche Mate rial z.B. eine elektrische Leitfähigkeit auf, so bleibt diese elektrische Leitfähigkeit für alle Teile, in die das pflanzliche Material z.B. zerschnitten wird, erhalten. Im Gegen satz hierzu ist nach Zerschneiden eines bekannten pflanzlichen Materials mit elektri schen Eigenschaften in Einzelteile die leitfähigen Eigenschaften nicht für jedes Ein zelteil gewährleistet.

Das erfindungsgemäße leitfähige pflanzliche Material kann z.B. elektrische, magnetische, dielektrische oder elektrolytische Leitfähigkeit aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass das leitfähige pflanzliche Material eine Schall- und/oder Lichtleit fähigkeit aufweist. Eine solche Leitfähigkeit kann z.B. durch den Einsatz spezieller Stoffe erreicht werden, wobei diese Stoffe in der kapillaren Struktur des pflanzlichen Materials den Transport von Schallwellen bzw. Lichtwellen begünstigen und verbes sern. So ist es z.B. möglich, dass durch das Bilden von Kristallen in der kapillaren Struktur Lichtwellen durch die kapillare Struktur transportiert werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist das Herstellen eines Bauteils aus einem leitfähigen pflanzlichen Material gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. So kann ein pflanzlicher Ausgangstoff z.B. als Profil bereitgestellt werden. Anschließend kann das Profil mit einem leitfähigen Stoff bearbeitet werden, wobei der leitfähige Stoff in die kapillare Struktur in das Profil eingebracht wird. Anschließend können mehrere solcher bearbeitete leitfähige Profile z.B. zu einem leitfähigen Grundkörper gefügt werden. Anschließend kann der Grundkörper weiterverarbeitet werden, z.B. Schnei den von Furnieren oder von Brettern.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten Bauteils im Innen- und/oder Außenbereich von Luft-, Wasser- oder Landfahrzeugen. Ferner kann das Bauteil als Ausgangsmaterial für die Verwendung im Möbelbereich verwendet werden. Das Bauteil kann z.B. als Furnier weiterverarbei tet werden und als Innenverkleidung in Fahrzeugen verwendet werden.

Eine weitere Verwendung des erfindungsgemäßen leitfähigen pflanzlichen Materials liegt im Einsatz als intelligente Oberfläche. So kann das Material als touch fähige Oberfläche eingesetzt werden, womit es möglich ist, mittels Fingerberührung des leitfähigen pflanzlichen Materials elektrische Signale zu erzeugen. Das erfin dungsgemäße Material kann somit als Steuerungselement auf Oberflächen z.b. elektrische Signale transportieren oder auch als eine Art Leiterbahn den Transport von Energie ermöglichen.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand einer Figur näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines leitfähigen Materials. Das leitfähige pflanzliche Material 1 weist einen pflanzlichen Ausgangsstoff 2, z.B. eine Rattanstange auf. Dieses Ausgangsstoff 2 weist im Innenbereich eine Vielzahl von in Längsrichtung des Ausgangsstoff 2 verlaufenden Kapillaren 3 auf. Die Kapillaren 3 sind mit einem leitfähigen Stoff 4 gefüllt. Alternativ ist die Innenwandung 4a der kapil laren Struktur 3 mit dem leitfähigen Stoff 4 belegt.

Zwischen der kapillaren Struktur 3 befinden sich Zwischenbereiche 5. Diese Zwischenbereiche 5 sind in einer Variante der Erfindung mit dem leitfähigen Stoff ge füllt. In einer weiteren Variante ist die Außenwandung 4b der kapillaren Struktur 3 mit dem leitfähigen Stoff 4 belegt.

Bezugszeichen leitfähige pflanzliche Material Ausgangsstoff

kapillare Struktur

a Innenwandung

b Außenwandung

leitfähige Stoff

Zwischenbereich