Herstellung eines naturfaserverstärkten Kunststoffs

Die Erfindung betrifft einen mit Naturfasern verstärkten Kunststoff der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung, ein Bauteil aus einem naturfaserverstärkten Kunststoff, ein Granulat aus einem naturfaserverstärkten Kunststoff sowie ein Ver- fahren zur Herstellung eines naturfaserverstärkten Kunststoffs.

Faserverstärkte Kunststoffe kommen im Bereich der Technik in vielen Gebieten zum Einsatz. Sie weisen im Vergleich zu anderen Werkstoffen hohe spezifische Steifigkeiten, insbesondere Biegesteifigkeiten, und Festigkeiten bei geringem spezifischem Gewicht auf und können hohe Spannungen, insbesondere hohe Streckspannungen, aufnehmen.

Die nachhaltigen Naturfaserverbundwerkstoffe gewinnen gegenüber mit Glasfasern verstärkten Verbundwerkstoffen immer mehr an Bedeutung. Naturfasern besitzen gegen- über Glasfasern eine geringere Dichte, welche wiederum zu einer deutlichen Gewichtsersparnis eines Bauteils führen kann. Ein weiterer Vorteil besteht in der verbesserten Arbeitssicherheit. Glasfasern sind deutlich spröder als Naturfasern, wodurch sich bei glasfaserverstärkten Kunststoffen gegenüber naturfaserverstärkten Kunststoffen eine erhöhte Neigung zum Splittern ergibt.

Weitere Vorteile ergeben sich in der Herstellung der naturfaserverstärkten Werkstoffe aus einer deutlich besseren Energiebilanz, da zur Verarbeitung von Naturfasern weniger Energie als zur Herstellung von Glasfasern aufgebracht werden muss. Weiter verursachen Naturfasern einen geringeren abrasiven Verschleiß im Werkzeug als gegen- über Glasfasern, wodurch die Produktionsmittel geschont werden. Nachteile derartiger naturfaserverstärkter Kunststoffe bestehen in der aufwendigen Aufbereitung der Naturfasern sowie dem sehr temperatursensitiven Herstellungsprozess des Verbundwerkstoffes. Zu hohe Temperaturen führen zu einer Beschädigung der Natur- fasern und können zudem auch deren Einbettung in die Kunststoffmatrix negativ beeinflussen. Als Folge können die gewünschten Eigenschaften des Verbundwerkstoffes wie eine hohe Festigkeit, eine hohe Elastizität oder dgl. nicht erzielt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen naturfaserverstärkten Kunststoff der gattungsgemäßen Art mit einer neuen Werkstoffzusammensetzung zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Bauteil aus einem naturfaserverstärkten Kunststoff mit einer neuen Werkstoffzusammensetzung zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Granulat aus einem naturfaserverstärkten Kunststoff mit einer neuen Werkstoffzusammensetzung zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines naturfaserverstärkten Kunststoffes mit einer neuen Werkstoffzusammensetzung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bezüglich des naturfaserverstärkten Kunststoffes durch einen naturfaserverstärkten Kunststoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bezüglich des Bauteils aus einem naturfaserverstärkten Kunststoff wird die Aufgabe durch ein Bauteil aus einem naturfaserverstärkten Kunststoff mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bezüglich des Granulats aus einem naturfaserverstärkten Kunststoffs wird die Aufgabe durch ein Granulat aus einem naturfaserverstärkten Kunststoff mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bezüglich des Verfahrens zur Herstellung eines naturfaser- verstärkten Kunststoffs wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines naturfaserverstärkten Kunststoffs mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.

Der erfindungsgemäße naturfaserverstärkte Kunststoff besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff und Naturfasern. Der thermoplastische Kunststoff dient als Kunststoffmatrix, in welcher die Naturfasern eingebettet sind. Noch bevor die Naturfasern dem thermoplastischen Kunststoff zugegeben werden, werden die Naturfasern getrocknet. Dennoch können die Naturfasern eine Restfeuchte, beispielsweise Wasser, enthalten. Der Massenanteil der Restfeuchte der Naturfasern beträgt vorteilhaft weniger als 0,5%, vorzugsweise weniger als 0,16%. Zusätzlich enthält der naturfaserverstärkte Kunststoff einen wasserabsorbierenden Zuschlagstoff. Die in den Naturfasern verbleibende Restfeuchte löst sich im Herstellungsprozess des mit Naturfasern verstärkten Kunststoffs aus der Naturfaser und wird über den wasserabsorbierenden Zuschlagstoff im naturfaserverstärkten Kunststoff gebunden. Dadurch wird eine Blasenbildung im naturfaserverstärkten Kunststoff, welche aus dem Verdampfen der Restfeuchte entsteht, vermieden. Eine Beschädigung der Kunststoffmatrix und/oder der Naturfasern durch die Restfeuchte der Naturfasern kann aufgrund des wasserabsorbierenden Zuschlagstoffes vermieden werden. Auch die Verbindung zwischen den Naturfasern und der Kunststoffmatrix ist von der Restfeuchte nicht negativ beeinflusst. Daher besitzt der mit Natur- fasern verstärkte Kunststoff sehr gute physikalische Eigenschaften, wie beispielsweise eine hohe Festigkeit oder eine hohe Elastizität.

Vorteilhaft besteht der Zuschlagstoff aus Zeolith. Zeolithe sind kristalline Alumo- silicate. Zeolithe weisen eine Struktur aus Mikroporen und/oder Kanälen auf. In diesen Strukturen kann Flüssigkeit, insbesondere Wasser, eingelagert werden. Die Zeolithe dienen daher als Flüssigkeitsspeicher, insbesondere als Wasserspeicher. Daher kann die im naturfaserverstärkten Kunststoff vorhandene Restfeuchte in den Strukturen, welche durch die Zeolithe ausgebildet sind, absorbiert werden. Vorteilhaft können die Zeolithe das 4fache ihres Eigengewichts an Wasser aufnehmen. Vorteilhaft sind die Zeolithe temperaturbeständig bei einer Temperatur von mindestens 1200°C, vorzugsweise von mindestens 600°C, insbesondere von mindestens 300°C. Demnach kann der faserverstärkte Kunststoff auch temperaturbeständig bei einer Temperatur von mindestens 1200°, vorzugsweise von mindestens 600°C, insbesondere von mindestens 300°C hergestellt und/oder weiterverarbeitet werden. Es ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Zuschlagstoff aus Superabsorber-Polymeren besteht. Vorteilhaft sind die Superabsorber-Polymere aus vernetzten oder teilvernetzten Polyacrylaten, wie Natriumpolyacrylat und/oder Kaliumacrylat, gebildet. Vorteilhaft enthalten die Superabsorber-Polymere Acrylamid. Superabsorber-Polymere saugen ein Vielfaches, vorzugsweise mindestens das 40fache, vorteilhaft mindestens das lOOfache, insbesondere mindestens das lOOOfache ihres eigenen Gewichts an polaren Flüssigkeiten auf. Daher dienen Superabsorber-Polymere als Flüssigkeitsspeicher, insbesondere als Wasserspeicher. Die im naturfaserverstärkten Kunststoff vorhandene Restfeuchte kann durch die Superabsorber-Polymere absorbiert werden. Vorteilhaft sind die Superabsorber-Polymere sehr hitzebeständig. Dadurch kann auch bei hohen Verarbeitungstemperaturen von mindestens 1200°C, vorzugsweise von mindestens 600°C, insbesondere von mindestens 300°C des faserverstärkten Kunststoffs Restfeuchte durch die Superabsorber-Polymere gebunden werden. Vorteilhaft enthält der naturfaserverstärkte Kunststoff mindestens zwei wasserabsorbierende Zuschlagstoffe, wobei ein Zuschlagstoff aus Zeolithen und ein weiterer Zuschlagstoff aus Superabsorber-Polymeren bestehen. Dadurch können die oben beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften der Zeolithe und der Superabsorber- Polymere im naturfaserverstärkten Kunststoff kombiniert eingesetzt werden.

Es ist vorteilhaft vorgesehen, dass in den Superabsorber-Polymeren fein gemahlene mineralische Zuschlagstoffe zur Ausbildung von Mikroporen gebunden sind. Vorteilhaft sind die mineralischen Zuschlagstoffe aus der Gruppe der Stoffe, aus Glas, keramischen Glasfritten, Kalifeldspat, Nephelinsyenit oder Colemanit, ausgewählt. Mittels der mineralischen Zuschläge sind die durch die Superabsorber-Polymere entstehenden Poren als stabilisierende, dünnwandige Hohlkugeln und/oder als

stabilisierende keramische Stützgewerke ausgebildet. Dadurch sind die Poren temperaturbeständiger, und der naturfaserverstärkte Kunststoff kann bei hohen

Temperaturen hergestellt und weiterverarbeitet werden. Vorteilhaft ist auch bei besonders hohen Verarbeitungstemperaturen die Restfeuchte aus den Naturfasern im naturfaserverstärkten Kunststoff gebunden. Vorteilhaft ist mittels des wasserabsorbierenden Zuschlagstoffs die Restfeuchte der Naturfasern bei einer Temperatur des naturfaserverstärkten Kunststoffs von mindestens 1200°C, vorzugs- weise von mindestens 600°C, insbesondere von mindestens 300°C, dauerhaft gebunden. Dadurch kann der naturfaserverstärkte Kunststoff bei hohen Temperaturen ohne Beschädigung der Naturfasern hergestellt und weiterverarbeitet werden. Durch die hohe Verarbeitungstemperatur stellt sich eine niedrige Viskosität des naturfaserverstärkten Kunststoffs ein. Demnach können sich bei einer Koextrusion die Naturfasern in der Kunststoffmatrix gleichmäßiger verteilen, wodurch sich homogene Werkstoffeigenschaften des naturfaserverstärkten Kunststoffes ergeben.

Es ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Naturfasern Bambusfasern sind. Durch das Einbetten der Bambusfasern in die Kunststoffmatrix können die Festigkeit, die Schlag- Zähigkeit und dgl. des faserverstärkten Kunststoffs deutlich erhöht werden. Durch die Bambusfasern kann der naturfaserverstärkte Kunststoff einen langanhaltenden natürlichen UV-Schutz aufweisen.

Es ist ein Bauteil vorgesehen, das aus einem naturfaserverstärkten Kunststoff besteht. Ein derartiges Bauteil kann beispielsweise mittels Formpressen, Naturfaserspritzguss oder mittels Extrusionsverfahren hergestellt werden. Auch weitere Herstellungsverfahren sind möglich. Das erfindungsgemäße Bauteil kann vorteilhaft ein niedriges spezifisches Gewicht sowie eine hohe Steifigkeit aufweisen. Ebenso ist Granulat, insbesondere Pellets, vorgesehen, die aus einem naturfaserverstärkten Kunststoff bestehen. Derartiges Granulat, insbesondere Pellets, werden mittels Extrusionsverfahren hergestellt. Dabei wird das Extrudat z. B. zu gleichmäßigen runden Strängen ausgeformt, die in einem Wasserbad heruntergekühlt und anschließend geschnitten werden. Ebenso können Granulat oder Pellets auch mit dem Verfahren der Unterwassergranulierung hergestellt werden. Das erfindungsgemäße Granulat, insbesondere Pellets, kann vorteilhaft ein niedriges spezifisches Gewicht sowie eine hohe Steifigkeit aufweisen. Es ist ein Verfahren zur Herstellung eines naturfaserverstärkten Kunststoffs vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist: a) Koextrusion des thermoplastischen Kunststoffs, des wasserabsorbierenden Zuschlagstoffes, insbesondere des Zuschlagstoffes zur Mikroporenbildung, und der Naturfasern,

b) Extrusion von Granulat, Pellets, Bauteilen oder Endlosbauteilen. Vorteilhaft beträgt die Temperatur des thermoplastischen Kunststoffs, des wasserabsorbierenden Zuschlagstoffs, insbesondere des Zuschlagstoffes zur Mikroporenbildung, und der Naturfasern mindestens 1200°C, insbesondere mindestens 600°C, vorteilhaft mindestens 300°C, insbesondere mindestens 240°C. Durch die hohe Verarbeitungstemperatur von mindestens 300°C, insbesondere von mindestens 240°C, und der daraus resultierenden geringen Viskosität des naturfaserverstärkten Kunststoffs entstehen im Herstellungs- sowie im Weiterverarbeitungs- prozess nur geringere Reibkräfte zwischen Produktionsvorrichtung und naturfaserverstärktem Kunststoff. Dadurch kann die Produktionsvorrichtung geschont werden. Durch die Absorption der Restfeuchte im naturfaserverstärkten Kunststoff wird die Blasenbildung vermieden. Daher können auch durch Restfeuchte verursachte

Funktionsschäden an Produktionsvorrichtungen und -anlagen vermieden werden.

Weiter kann eine höhere Ausstoßleistung aufgrund der geringen Viskosität des naturfaserverstärkten Kunststoffs erzielt werden.

Die vorliegende Erfindung wird durch die im Folgenden aufgeführten Ausführungsbeispiele genauer erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Ausführungsbeispiele nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Beispiel 1 : Herstellung eines naturfaserverstärkten Kunststoffs aus Polyamid,

Naturfasern und Zeolith.

In einem Extruder werden ein Matrixkunststoff, eine Naturfaser und ein wasser- absorbierender Zuschlagstoff vermengt. Als Matrixkunststoff wird 10 kg getrocknetes Polyamid verwendet. Die Naturfasern werden in einem aufbereiteten, getrockneten Zustand der Kunststoffmatrix hinzugegeben. Die Naturfasern besitzen eine Restfeuchte, wobei der Massenanteil der Restfeuchte in etwa bis zu 0,16% der Naturfaser entspricht. Die Zugabe der Naturfaser erfolgt durch eine Dosiereinheit, die mit dem Extruder ver- bunden ist. Eine maximale der Kunststoffmatrix hinzuzugebende Menge der Naturfasern beträgt 70%>, insbesondere 50%>, vorteilhaft 30%> des Gesamtvolumens des naturfaserverstärkten Kunststoffs. Eine der Kunststoffmatrix und den Naturfasern hinzuzugebende notwendige Menge an wasserabsorbierendem Zuschlagstoff definiert sich über den Massenanteil der Restfeuchte der Naturfasern. Je größer der Anteil der Rest- feuchte in den Naturfasern ist, desto größer ist die dem naturfaserverstärktem Kunststoff hinzuzugebende Menge des wasserabsorbierenden Zuschlagstoffes. Im Ausführungs- beispiel besteht der wasserabsorbierende Kunststoff aus Zeolith.

Um die dem naturfaserverstärkten Kunststoff hinzuzugebende Menge an Zeolith be- stimmen zu können, ist vor der Zugabe der Naturfasern deren Restfeuchte zu messen. Die maximale hinzuzugebende Menge an wasserfreiem Zeolith beträgt jedoch höchstens 5%, in vorteilhafter Ausführung höchstens 10%> der Masse der Kunststoff- matrix. Demnach beträgt hier die maximale Masse an wasserfreiem Zeolith höchstens 0,2 kg, in vorteilhafter Ausführung höchstens 0,4 kg. Das Zeolith weist eine mittlere Korngröße von ungefähr 500 μιη auf. Zeolith ist auch ein Kreideersatz und kann ggf. höchstens 70%>, insbesondere 50%>, vorteilhaft 30%> der Gesamtmasse des naturfaserverstärkten Kunststoffes entsprechen.

Beispiel 2: Herstellung eines naturfaserverstärkten Kunststoffs aus Polyamid,

Naturfasern und Superabsorber-Polymeren. In einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel unterscheidet sich die Zusammensetzung des naturfaserverstärkten Kunststoffes zum Ausführungsbeispiel 1 in der Auswahl und Menge des wasserabsorbierenden Zuschlagstoffes. Als wasserabsorbierender Zuschlag- Stoff wird ein Superabsorber-Polymer gewählt, das im Ausfuhrungsbeispiel aus

Natriumpolyacrylat und/oder Kaliumacrylat, insbesondere aus Acrylamid, besteht. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Volumenanteil der Naturfasern in etwa 10% des naturfaserverstärkten Kunststoffs mit einem Massenanteil der Restfeuchte von 0,16% der Naturfasern. Die der Kunststoffmatrix hinzuzugebende Menge des Superabsorber- Polymers beträgt in etwa 0,05 kg. Das Superabsorber-Polymer weist eine mittlere Korngröße von in etwa 500 μιη auf. Das Superabsorber-Polymer besitzt eine gegenüber dem Zeolith deutlich höhere Aufnahmekapazität. Daher ist im Vergleich zum Ausführungsbeispiel 1 nur ein Viertel der Menge an wasserabsorbierendem Zuschlagstoff bei gleicher Feuchtigkeitsspeicherung notwendig. In vorteilhafter Ausführung ist auch die Herstellung eines Halbzeuges bzw. eines Granulats mit einem Volumenanteil der Naturfasern von mindestens 90%>, insbesondere von mindestens 70%>, vorteilhaft von mindestens 50%) des Gesamtvolumens des naturfaserverstärkten Kunststoffes möglich.

In abgekühltem Zustand besitzen die Formteile der Ausführungsbeispiele 1 und 2 eine besonders hohe Schlagzähigkeit und Festigkeit. Einfallstellen an den Formteilen können aufgrund der erhöhten Formsteifigkeit vermieden werden. Die naturfaserverstärkten Kunststoffe besitzen eine homogene Verteilung der Mikroporen.

Ein Extruder zur Herstellung eines naturfaserverstärkten Kunststoffs umfasst beispiels- weise eine Dosiereinheit, einen Zylinder, eine in dem Zylinder angeordnete Extruderschnecke, eine Temperiereinrichtung, eine Extrusionsdüse und eine Antriebseinrichtung. Die Dosierungseinheit enthält einen Matrixkunststoff, der in granulierter Form vorliegt. Die Extruderschnecke weist einen ersten Knetbereich und einen zweiten Knetbereich auf. Der erste Knetbereich befindet sich an dem Anschluss der Dosierungs- einheit an den Zylinder des Extruders. Der Matrixkunststoff wird über die Dosierungseinheit in den Zylinder geführt und in dem ersten Bereich der Extruderschnecke erhitzt, geschmolzen und geknetet. Die Schmelze beträgt im vorteilhaften Ausführungsbeispiel mindestens 300°C, insbesondere mindestens 240°C. Der zweite Bereich der Extruder- Schnecke beginnt an einer Anbindung einer weiteren Dosiereinheit zur Zuführung der Naturfasern in die Schmelze. In dem zweiten Bereich der Extruderschnecke werden die Naturfasern mit dem geschmolzenen Matrixkunststoff verknetet. Über eine Zuführungseinrichtung wird ein wasserabsorbierender Zuschlagstoff dem Gemisch hinzugefügt. In einem dritten Bereich der Extruderschnecke wird der wasserabsorbierende Zuschlag- Stoff, der in Abhängigkeit der Restfeuchte der Naturfasern dosiert wird, mit dem geschmolzenen Gemisch verknetet. Die Herstellung des naturfaserverstärkten Kunststoffes ist nicht auf die oben beschriebene Herstellungstechnik beschränkt, sondern lässt sich auch mit ähnlichen Verfahrenstechniken wie z. B. mit einem Planet- Walzen-Extruder, mit einem Ein- oder Mehrschnecken-Extruder oder dgl. durchführen.

Um ein Granulat oder Pellets herzustellen, wird das Extrudat anschließend z. B. zu gleichmäßigen runden Strängen ausgeformt, die in einem Wasserbad heruntergekühlt und anschließend geschnitten werden. Ebenso können Granulat oder Pellets auch mit dem Verfahren der Unterwassergranulierung hergestellt werden. Eine Herstellung von Granulat oder Pellets ist auch durch Heißabschlag möglich. Zur Herstellung von Endlosbauteilen wie Rohren oder Profilen ist nach der Extrusion ein anschließender Kalibrationsschritt erforderlich, der ggf. im Vakuum und/oder unter Wasserkühlung durchgeführt wird. Als Matrixkomponente kann grundsätzlich jede Art der Kunststoffe eingesetzt werden. Insbesondere für die Weiterverarbeitung von Granulaten oder Pellets eignen sich jedoch thermoplastische Kunststoffe, da diese durch eine erneute Erwärmung beliebig formbar sind. In besonders vorteilhafter Ausführung ist der Matrixkunststoff ein Polyamid. In vorteilhaftem Ausführungsbeispiel kann der Matrixkunststoff auch aus der Gruppe der Stoffe Polypropylen, Polyethylen, Polyestern, Polycarbonat oder Migmin, Polylactide oder andere, ausgewählt sein.

Als Naturfasern können grundsätzlich alle Naturfasern eingesetzt werden. In besonders vorteilhafter Ausführung sind die Naturfasern Bambusfasern. Als Naturfasern können jedoch auch Pflanzenfasern, Fasern tierischen Ursprungs oder mineralische Fasern eingesetzt werden. Unter den Pflanzenfasern haben sich als besonders vorteilhaft Bastfasern, Hartfasen, Samenfasern, Flach-, Hanf-, Jute-, Ramie-, Sisal-, Kenaf-, Bananen- Kokos- oder aber auch Holzfasern oder dgl. erwiesen.

Als wasserabsorbierender Zuschlagstoff kann in einem vorteilhaften Ausführungs- beispiel Zeolith eingesetzt werden. Als Zeolithe können synthetische, aber auch natürlich vorkommende Zeolithe verwendet werden. Zeolithe sind kristalline Alumo- silicate. Mittels dem Zusatz der Zeolithe in das Gemisch aus einer Kunststoffmatrix und Naturfasern bilden sich in diesem Mikroporen aus, die netzwerkartigen Hohlraum- geflechten entsprechen. In diesen Mikroporen kann das Wasser auf einfache Weise eingelagert werden und damit das Zeolith als Wasserspeicher oder Feuchtigkeitspuffer dienen. Das Zeolith kann bis zum 4fachen des Eigengewichts an Wasser aufnehmen und wieder abgeben. In vorteilhafter Ausführung ist das Zeolith in seiner Struktur bei einer Temperatur von mindestens 1200°C, vorteilhaft von mindestens 600°C, insbesondere von mindestens 300°C beständig. Auch im hergestellten Fertigteil kann das Wasser bzw. die Restfeuchte im naturfaserverstärkten Kunststoff in den Mikroporen der Zeolithe aufgenommen und wieder abgegeben werden, ohne dabei das Fertigteil in seiner Struktur zu beeinträchtigen. Für eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Mikroporen kann eine weitere Zugabe von Additiven vorteilhaft sein.

Als wasserabsorbierende Zuschlagstoffe können auch Superabsorber-Polymere eingesetzt werden. Die Superabsorber-Polymere sind Kunststoffe, die ein Vielfaches ihres Eigengewichts an polaren Flüssigkeiten aufnehmen. Bei Aufnahme der Flüssigkeit quillt der Superabsorber auf und bildet ein Hydrogel. Die Superabsorber-Polymere können synthetisch oder natürlich sein. In besonders vorteilhafter Ausführung beträgt die mittlere Korngröße der Superabsorber-Polymere 500 μιη. In vorteilhafter Ausführung sind die Superabsorber-Polymere aus der Gruppe der Stoffe, bestehend aus vernetzten oder teilvernetzten Polyacrylathen, wie Natriumpolyacrylat und/oder Kalium- acrylat oder Acrylamid, ausgewählt. Als besonders vorteilhaft hat sich das bei der

Wasseraufnahme des Superabsorber-Polymere entstehende Hydrogel erwiesen, das zusätzlich als Plastifizierungsmittel dient. Dadurch wird eine bessere Plastizität, Formstabilität und eine höhere Ausstoßleistung des naturfaserverstärkten Kunststoffes ermöglicht. Da Polyamide, im naturfaserverstärkten Kunststoff vorliegend, Wasser auf- nehmen und abgeben, kann das Superabsorber-Polymer durch die Ausbildung eines Hydrogels die Trocken- als auch die Schlagzähigkeit positiv beeinflussen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann der naturfaserverstärkte Kunststoff mindestens zwei wasserabsorbierende Zuschlagstoffe enthalten. Die Zuschlagstoffe können aus Zeolith und aus Superabsorber-Polymeren bestehen. Zusätzlich können die Superabsorber-Polymere auch mit organischen Zuschlägen und/oder mit mineralischen Zuschlägen versetzt werden. Derartige mineralische Zuschlagstoffe können beispielsweise aus der Gruppe der Stoffe, Mischung aus feingemahlenem Glas, keramische Glas- fritten, Kalifeldspat, Nephelinsyenit oder Colemanit, ausgewählt sein. Derartige mineralische Zuschlagstoffe fördern die Ausbildung von Mikroporen zu dünnwandigen Hohlkugeln und stabilisierenden keramischen Stützgewerken. Zur Ausbildung keramisch ausgekleideter Poren können auch geblähte, gebrochene Perlitpartikel eingesetzt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Mischung aus geblähten Perlit- partikeln in Abmischung mit ungeblähtem Perlitstaub, insbesondere mit einer mittleren Partikelgröße von 800 μιη erwiesen. Während des Verarbeitungsprozesses expandiert der Perlitstaub und keramisiert derart, dass die entstehenden Mikroporen stabilisiert werden. Eine ebenfalls vorteilhafte Ausführung des naturfaserverstärkten Kunststoffs kann durch die Zugabe von metal organic frameworks ermöglicht werden. Diese führen insbesondere in Verbindung mit den wasserabsorbierenden Zuschlagstoffen Zeolith zu derartigen Mikroporen, die auch bei höheren Temperaturen zwischen 240°C bis 900°C, insbesondere zwischen 300°C bis 900°C, eine hohe Wasserspeicherung in dem naturfaserverstärkten Kunststoff ermöglichen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel enthält den Zuschlagstoff core fiber pipe, welcher insbesondere in Kombination mit den Super- absorber-Polymeren unter der Poresierung des naturfaserverstärkten Kunststoffs eine zusätzlich Erhöhung der Formstabilität und eine erhöhte Wasserspeicherung ermöglicht.

Zuschläge zur Brückenbildung zwischen Naturfaser und Kunststoffmatrix sind nicht notwendig. Um in vorteilhafter Ausführung jedoch die Festigkeit und Elastizität des naturfaserverstärkten Kunststoffs zu erhöhen, kann Schlichte als Bindemittel zwischen Naturfaser und Kunststoffmatrix zugefügt werden.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Kunststoffes umfasst die Zusammensetzung des Kunststoffes einen thermoplastischen Kunststoff, einen wasserabsorbierenden Zuschlagstoff und weiterverarbeitete Naturfasern, insbesondere Kohlenstofffasern. Demnach fällt unter den Begriff der Naturfaser auch eine weiter- verarbeitete Naturfaser. Die Kohlenstofffasern sind aus weiterverarbeiteten Naturfasern gebildet. Derartige Kohlenstofffasern werden vorzugsweise aus einer Verkokung der Naturfasern hergestellt. Dabei wird die Naturfaser in einem Pyrolyseprozess zur sogenannten Pflanzenkohle carbonisiert. Bei der Herstellung der carbonisierten Kohlenstofffasern entsteht ein, insbesondere gegenüber Glasfasern, vergleichsweise sehr geringer Anteil Kohlenstoffdioxid. Der Massenanteil an Kohlenstoffdioxid beträgt in Bezug auf die nicht carbonisierte Naturfaser in etwa 2%. Dadurch ist die Herstellung mittels Pyrolyse von Kohlenstofffasern aus Naturfasern vergleichsweise umweltfreundlich und zugleich schonend für die Produktionsmittel. Im Pyrolyseprozess kann beispielsweise mittels der Höhe der Temperatur der Massenanteil an Kohlenstoff in der Pflanzenkohle eingestellt werden. Dabei bleibt die Naturfaser in ihrer Struktur im Wesentlichen erhalten, wobei sich der Massenanteil an Kohlenstoff in der

carbonisierten Naturfaser, also in der dann entstandenen Kohlenstofffaser, erhöht. Der Massenanteil an Kohlenstoff beträgt in der Kohlenstofffaser vorzugsweise mindestens 90%, vorteilhaft mindestens 95%. Die Kohlenstofffaser kann dann für sich alleine oder auch in einem Gemisch aus zusätzlichen Fasern, insbesondere Naturfasern, weiter verarbeitet werden. Als Ausgangsmaterial zur Herstellung einer Kohlenstofffaser werden vorzugsweise Bambusfasern eingesetzt. Die Bambusfasern können als Kurzfaser, Mittelfaser und/oder als Langfaser eingesetzt werden. Auch die Verwendung der Bambusfaser als Strang ist möglich. Ein Vorteil der Bambusfasern besteht in ihrer ver- gleichsweise niedrigen Dichte von in etwa 0,46g/cm ³ . Dadurch haben Bambusfasern im Vergleich zu anderen Fasern ein geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Zugfestigkeit. Ein weiterer Vorteil der Pfianzenkohle gegenüber handelsüblicher Kohle ist, dass in der Pflanzenkohle kein Schwefelanteil vorliegt. Der in der Kohle vorhandene Schwefelanteil muss bei der Weiterverarbeitung aufwendig herausdestilliert werden.

Die in dem mit Naturfasern verstärkten Kunststoff enthaltenen wasserabsorbierenden Zuschlagstoffe können sowohl Wasser speichern als auch wieder abgeben.

Carbonisierte Naturfasern sind vergleichsweise trocken und enthalten nur noch sehr wenig Feuchtigkeit. Durch die Zuschlagstoffe kann bei dem erfindungsgemäßen faser- verstärkten Kunststoff auch Feuchtigkeit abgegeben und dadurch die Schlagzähigkeit des Kunststoffes verbessert werden. Superabsorber bilden ein Gel aus, durch welches die trockenen carbonisierten Fasern geschmiert werden.