Masterproef PU trim foam Recycling

Masterproef PU trim foam Recycling

Studiegebied Recycling van polyurethaan snijresten Opleiding Master in de Industriële Wetenschappen Afstudeerrichting Industrieel Ontwerpen Academiejaar 2007-2008

Pieterjan Hantson

_Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen

_PU trim foam Recycling _2007_08

_2

Masterproef PU trim foam Recycling

Studiegebied Recycling van polyurethaan snijresten Opleiding Master in de Industriële Wetenschappen Afstudeerrichting Industrieel Ontwerpen Academiejaar 2007-2008

Pieterjan Hantson

Voorwoord Voor mij was het werken aan dit eindwerk een van de interessantste ervaringen ooit. Het was een ongelooflijk plezier samen te werken met mensen die elk expert zijn op het vlak van kunststoffen. Het gaf me enorm veel voldoening om met mijn eigen inbreng en veel werken samen oplossingen te zoeken voor de gestelde problemen. Graag wil ik in de eerste plaats mijn interne promotor Walter Dejonghe, docent Methodologie en Ergonomie aan het PIH, en mijn externe promotor Danny Martens, Business Unit Manager Flexible Foams in Recticel, hartelijk danken voor hun interesse, hun feedback, hun steun en voor hun bruikbare ingevingen tijdens onze vele gesprekken. Ik bedank ook graag Sarah Gillis en Chris Casteele van Polygonya voor hun technische inbreng tijdens het innovatieproces. Bedankt ook aan Geert Scheys en Federplast voor de financiering van dit eindwerk. Een woord van dank richt ik ook aan Koen Van Geel van VossChemie. Hij bracht me op de hoogte van de specificaties van polyester en leverde het nodige materiaal voor de prototypes. Ik wil ook het Vlaams Kunststoffen Centrum en in het bijzonder Kristof Callewaert bedanken voor hun kennis over kunststoffen en het ter beschikking stellen van hun testlabo. In dit eindwerk kon ik me ten volle ontplooien, ook al kom je op sommige momenten jezelf tegen. Daarom ook een bijzonder woord van dank aan mijn familie voor de vele steun. Er zijn nog zoveel mensen die ik zou willen opnoemen, personen die me de kans hebben gegeven dit eindwerk tot een goed einde te brengen. Voor u, beste lezer, ligt het resultaat van mijn beste kunnen en een jaar lang hard werken. Draait u deze pagina maar om en ontdek de wondere wereld van polyurethaan trim foam recycling. Pieterjan Hantson Master Industrieel Ontwerpen Roeselare, 21 mei 2008



_3

Inhoudsopgave Lijst van objecten

8

Abstract (Nederlands)

11

Abstract (English)

12

1. Opdrachtstelling

14

1.1. 1.2. 1.3. 1.4.

Opdrachtgever Opdracht Projectfiche Voorstelling bedrijven en instellingen

14 14 15 16

1.4.1. 1.4.2. 1.4.3. 1.4.4. 1.4.5.

16 16 16 17 17

Recticel Polygonya Federplast vzw Vlaams Kunststoffen Centrum VossChemie

2. Informatie

18

2.1. Samenvatting 2.2. Prime foam

18 20

2.2.1. Reactievergelijkingen 2.2.2. Productieproces 2.2.3. Toepassingen 2.2.3.1. Meubels en bedding 2.2.3.2. Automotive 2.2.3.3. Technische schuimen

20 22 31 31 32 33

2.3. Trim foam

35

2.3.1. 2.3.2. 2.3.3. 2.3.4. 2.3.5.

35 36 36 37 37

Ontstaan Hoeveelheid Opslag Prijs Chemische verwerking



_4

2.3.5.1. 2.3.5.2. 2.3.5.3. 2.3.5.4. 2.3.5.5.

Hydrolyse Pyrolyse Aminolyse Hydrogenatie Glycolyse

2.3.6. Mechanisch verkleinen van trim foam 2.3.6.1. Vervlokken 2.3.6.2. Verpoederen

2.3.7. Recycling van PU-poeder 2.3.7.1. Hergebruik in productieproces 2.3.7.2. Andere toepassingen van PU-poeder

2.3.8. Recycling van PU-vlokken 2.3.7.3. Malpersen of Compression Moulding 2.3.7.4. Injection Moulding

2.3.8. Bonded Foam

37 38 38 38 38

39 39 39

40 40 41

42 42 42

43

2.3.8.1. Verwerkingsproces 2.3.8.2. Eigenschappen 2.3.8.3. Toepassingen

2.3.9. Energieopwekking 2.3.10. Storten 2.3.11. Besluit

2.4. PU en het milieu

43 45 45

49 49 50

51

3. Exploratie

52

3.1. Structureren van exploratieproces 3.1.1. Innovation funnel 3.1.2. Innovation funnel bij dit eindwerk

52 52 52

3.2. Stage 1, Gate 1: Exploratie 54 3.3. Stage 2: Testen van verwerkingsmogelijkheden 55 3.3.1. Testprocedure 3.3.2. PU-poeder 3.3.3. Mineralen 3.3.3.1. 3.3.3.2. 3.3.3.3. 3.3.3.4.

55 56 57

Plamuur Metselspecie Betonspecie Gips

3.3.4. Kunststoffen

61

3.3.4.1. Epoxy 3.3.4.2. Polyester


57 58 59 60 61 62


_5

3.3.4.3. Poly-Urethaan 3.3.4.3.1. Hars 3.3.4.3.2. Rubber

3.3.5. Houtlijm 3.3.6. Latexverf 3.3.7. Niet uitgevoerde testen 3.3.6.1. Thermoplasten 3.3.6.2. Siliconen 3.3.6.3. Poederlakken

3.4. Gate 2: Eerste reductie 3.4.1. Stop 3.4.2. Go

63 64

65 66 67 67 67 67

68

68 68

3.5. Stage 3: Beoordelen van deze zes pistes 3.5.1. 3.5.2. 3.5.3. 3.5.4. 3.5.5. 3.5.6.

63

Thermoplasten Gips Harsen (Epoxy, Polyester, PU) PU-rubber Latexverf Houtlijm

3.6. Gate 3: Objectief kiezen 3.7. Stage 4, Gate 4: Subjectieve keuze

4. Materiaaleigenschappen 4.1. Materiaaleigenschappen 4.1.1. Treksterkte en impactbestendigheid

70 71 72 73 74 75 75

76 77

78 78 78

4.1.1.1. De test 4.1.1.2. Resultaten

78 79

4.1.2. Vormtest op impact

80

4.1.2.1. De test 4.1.2.2. De resultaten

4.1.3. Densiteit

80 82

83

4.1.3.1. De test 4.1.3.2. De resultaten

83 83

4.1.4. Uithardingstijd en uithardingstemperatuur 84 4.1.4.1. De test 4.1.4.2. De resultaten

4.1.5. Bewerkingsmogelijkheden 4.1.6. Zelfherstellende eigenschappen 4.1.6.1. De test 4.1.6.2. De resultaten



84 85

86 87 87 88

_6

4.1.7. De prijs

89

4.2. Toepassingen

90

4.2.1. Als constructiemateriaal 4.2.2. Als gietmateriaal 4.2.3. Als zelfherstellend materiaal

4.3. Besluit

90 90 91

93

5. Marketing

94

5.1. Product 5.2. Prijs 5.3. Plaats 5.4.Promotie

94 95 95 96

6. Besluit

98



_7

Lijst van objecten Figuren Hoofdstuk 1 Figuur 1.1. Logo’s betrokken bedrijven en instellingen

17

Hoofdstuk 2 Figuur 2.1. Horizontaal spuiten Figuur 2.2. Verticaal spuiten Figuur 2.3. Reticuleren Figuur 2.4. Veelgebruikte snijmethodes Figuur 2.5. Drukvormsnijden 1 Figuur 2.6. Drukvormsnijden 2 Figuur 2.7. Feltiseren Figuur 2.8. Schilproces 1 Figuur 2.9. Schilproces 2 Figuur 2.10. Impregneren Figuur 2.11. Vlamlaminage Figuur 2.12. Transport van schuimblokken Figuur 2.13. Productieproces trim foam Figuur 2.14. Toepassingen in matrassen Figuur 2.15. Toepassingen in zetels Figuur 2.16. Andere comforttoepassingen Figuur 2.17. Automotive toepassingen Figuur 2.18. Technische toepassingen Figuur 2.19. Alledaagse toepassingen Figuur 2.20. High-tech toepassingen Figuur 2.21. Vervlokken van PU trim foam Figuur 2.22. Precision knife cutting Figuur 2.23. Two roll mill Figuur 2.24. Hergebruik in het productieproces Figuur 2.25. Malpersen Figuur 2.26. Injection Moulding Figuur 2.27. Batch productie Figuur 2.28. Continue productie Figuur 2.29. Rebound molding process Figuur 2.30. Carpet underlay Figuur 2.31. Flooring Figuur 2.32. Sport Figuur 2.33. Automotive Figuur 2.34. Landbouw: de koematten Figuur 2.35. Verpakking Figuur 2.36. Schoenindustrie Figuur 2.37. Overzicht van de huidige afvalstromen

22 22 24 25 26 26 26 27 27 28 28 29 30 31 32 32 33 33 34 34 39 39 40 41 42 43 44 44 45 46 46 47 47 47 48 48 50



_8

Hoofdstuk 3 Figuur 3.1. Innovation Funnel Figuur 3.2. PU-poeder voor en na de oventest Figuur 3.3. Verbranden van PU-poeder Figuur 3.4. PU-poeder bij plamuur Figuur 3.5. PU-poeder bij metselspecie Figuur 3.6. PU-poeder bij betonspecie Figuur 3.7. PU-poeder in gips Figuur 3.8. PU-poeder en PU-vlokken in epoxy Figuur 3.9. PU-poeder en PU-vlokken in polyester Figuur 3.10. PU-poeder en PU-vlokken in PU-hars Figuur 3.11. PU-poeder en PU-vlokken in PU-rubber Figuur 3.12. PU-poeder en PU-vlokken in houtlijm Figuur 3.13. PU-poeder en PU-vlokken in latexverf

52 56 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

Hoofdstuk 4 Figuur 4.1. Trek en impactstaafjes Figuur 4.2. Impacttest Figuur 4.3. Trektest Figuur 4.4. Compatibiliteit met glasvezel Figuur 4.5. Het lamineren van de vormen Figuur 4.6. De opstelling Figuur 4.7. Het testen Figuur 4.8. Densiteitstest Figuur 4.9. Uithardingseigenschappen Figuur 4.10. Op elkaar persen Figuur 4.11. Doorsnede van de gelukte test. Figuur 4.12. Principe van het zelfherstellende materiaal

78 79 79 80 81 81 81 83 84 87 88 91

Hoofdstuk 5 Figuur 5.1. Logo PTFP Dissipur Figuur 5.2. Variaties in het logo voor andere producten Figuur 5.3. Stand op de eindwerkexpo Figuur 5.4. Bumper Citroën Xsara Figuur 5.5. Mal

94 94 96 96 96

Hoofdstuk 6 Figuur 6.1. PTFP toepassingen

99

Formules Formule 2.1. Polymerisatiereactie Formule 2.2. Blaasreactie


21 21


_9

Tabellen Tabel 3.1.: Subjectieve keuze

76

Grafieken Grafiek Grafiek Grafiek Grafiek Grafiek Grafiek Grafiek Grafiek Grafiek

4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8.

Kracht bij breuk Impact Resistance Optreden van spanningen, barsten en breuken Densiteit Densiteit met trendlijn Uithardingstijd Uithardingstemperatuur Temperatuursverloop De prijs van het nieuwe materiaal



79 80 82 83 84 85 85 86 89

_10

Abstract (Nederlands) Bij het versnijden van grote blokken polyurethaan (PU) schuim tot afgewerkte matrassen, zetels, kussens … ontstaan grote hoeveelheden trim foam. Dit industrieel afval wordt vandaag verpoederd of vervlokt. Het PU-poeder wordt op kleine schaal bijgemengd in de productie van prime foam. De PU-vlokken worden opnieuw gebonden tot bonded foam. Deze huidige afzetmarkten werden de voorbije jaren verzadigd waardoor de actuele prijs voor de trim foam amper de transportkosten dekte. Als de prijs nog lager zou zakken, zit er niets anders op dan het trim foam te verbranden. Naar aanleiding van een vergadering binnen Polygonya besliste de Belgische Sector Comfortschuim om gezamenlijk naar een oplossing te zoeken. Polygonya is de innovatiecel voor kunststoffen en rubber binnen Federplast, de overkoepelende organisatie van de Belgische kunststofverwerkende industrie. De Belgische Sector Comfortschuim bestaat uit Recticel, Carpenter-Dumo, Polypreen en Kabelwerk Eupen. In dit project werd beslist om een compleet nieuwe verwerkingsmethode uit te werken, naast de bonded foam. Het PU-poeder en de PU-vlokken werden als uitgangsmateriaal gekozen. Op deze manier moet een nieuw productgamma ontstaan waarmee PU trim foam een grotere markt kan bereiken. Hierdoor zou de prijs van het materiaal stijgen. Verbranding zou dan niet langer nodig zijn.



_11

Abstract (English) The cutting of big slabstock blocks of Poly-Urethane (PU) foam for finished mattresses, pillows, seats… creates huge amounts of trim foam. Today, this industrial waste is powdered or flaked. The PU-powder is mixed on a small scale in the production of prime foam. The PU-flakes are bonded again for bonded foam. The present market for these products has been satiated during the last years. Because of this, the actual price of trim foam can hardly cover the transportation costs. Should this price lower more in the future, the only solution is to burn the trim foam. In pursuance of a meeting within Polygonya, the Belgian Sector Comfort Foam decided to search together for a solution. Polygonya is the innovation center for plastics and rubber within Federplast, the co-ordinated organisation of the Belgian plastic processing industry. The Belgian Sector Comfort Foam is composed of Recticel, Carpenter-Dumo, Polypreen and Kabelwerk Eupen. In this project, the decision was made to develop a complete new processing method, beside the bonded foam. The PU-powder and the PU-flakes were the starting material. In this way, there has to appear a whole new product portfolio to obtain a bigger market for PU trim foam. Because of this, the price of the material should advance and burning should no longer be an option.



_12



_13

1. Opdrachtstelling 1.1. Opdrachtgever De opdracht voor dit eindwerk was ontstaan tijdens een vergadering van de sector ‘Comfortschuim België’ georganiseerd door Polygonya, de innovatiecel van Federplast vzw, Belgische vereniging van Producenten van Kunststof- en Rubberartikelen. Federplast is een gemeenschappelijke beroepssectie van Agoria, beroepsfederatie van Technologische Industrie, en Essenscia, een multisectorale koepelorganisatie van de chemie en life sciences. ‘Comfortschuim België’ vertegenwoordigde vier bedrijven: Dumo, Recticel, Polypreen en Kabelwerk Eupen. Deze sector wou een probleem – trim foam – samen aanpakken en sloegen de handen in elkaar om via dit eindwerk en een project in het tweede jaar Industrieel Ontwerpen naar oplossingen te zoeken.

1.2. Opdracht Het thema was het zoeken naar nieuwe afzetmarkten voor uitval/afval van polyurethaan schuim. Bij het verwerken van polyurethaan schuim ontstonden heel wat overschotten bij de productie en het versnijden tot halffabrikaten. Dit noemde men trim foam. De hoeveelheid besloeg zowat 20% van de totale productie. Het grootste deel werd geëxporteerd naar de USA om te dienen als carpetunderlay. Een ander deel werd in Europa gerecycled, voornamelijk als bonded foam. De trim foam werd ook in poedervorm in kleine hoeveelheden toegevoegd aan nieuw PU. Daarnaast werd polyurethaan ook verbrand, al dan niet met energierecuperatie. Van chemische recuperatie was men volledig afgestapt. Deze afzetmarkten voor trim foam waren echter amper voldoende. Daarenboven was men afhankelijk van de sterk fluctuerende marktprijzen van de Amerikaanse markt. De bedoeling van deze opdracht was dus nieuwe markten, toepassingen of producten te vinden voor deze trim foam met behulp van bestaande verwerkingsprocessen. Door de grote hoeveelheid trim foam werd gezocht naar een afzetmarkt waar een grote massa polyurethaan in kon. Dit kon door een groot product waar veel trim foam in verwerkt zit, maar ook door een klein product met een grote afzetmarkt. De originele opdracht is te vinden in bijlage pagina B2.



_14

1.3. Projectfiche Dit project kreeg de titel ‘Nieuwe afzetmarkt voor PU trim foam’ mee. Eigenaar van de resultaten van dit eindwerk is de sector ‘Comfortschuim België’. De objectieven van dit eindwerk zijn: • Het verkrijgen van een hogere prijs voor PU trim foam • Een nieuwe verwerking van PU trim foam, naast de huidige verwerking in bonded foam en in de prime foam productie • Een nieuw product/productgamma maken • Een grote markt bereiken Wat niet aan bod zal komen in dit eindwerk: • Chemische recycling • Iets anders dan gebruik maken van vervlokte of verpoederde trim foam • Productievoorbereiding De deliverables van dit eindwerk zijn: • Een nieuw verwerkingsproces met trim foam vlokken of poeder • Product of productgamma • Thesis De belangrijkste mijlpalen • Juli 2007: bedrijfsbezoeken Recticel en Dumo • 13 augustus 2007: Start stage Recticel • 19 september 2007: Deadline informatiefase • 12 oktober 2007: Doelstellingen en mijlpalen definiëren, projectfiche, voorstelling eindwerk • 29 januari 2008: Keuze verwerkingsproces • 11 april 2008: Uitgewerkt verwerkingsproces en toepassing • 16 april 2008: Eerste versie van de thesis, go or no go beslissing • 21 mei 2008: Indienen thesis, afgewerkt prototype • 17 juni 2008: Afgewerkte expo stand • 23 juni 2008: Presentatie en verdediging eindwerk Een heel aantal mensen werkte mee aan dit eindwerk. Volgende personen behoorden tot het kernteam: Pieterjan Hantson Projectleider Student PIH Danny Martens Externe begeleider Recticel NV Business Unit Manager Flexible Foams Walter Dejonghe Interne begeleider Docent PIH Sarah Gillis Opdrachtgever Innovatie adviseur / Polygonya / Federplast Geert Scheys a.i. voor Sarah Gillis Federplast.be Interne communicatie gebeurde via het Dokeos-platform en e-mail.



_15

1.4. Voorstelling bedrijven en instellingen Volgende bedrijven en instellingen hebben meegewerkt aan dit project, elk met hun eigen inbreng.

1.4.1. Recticel Recticel nv is een beursgenoteerd bedrijf actief in de kunststoffenbranche, in het bijzonder polyurethaan in al zijn vormen. De hoofdvestiging ligt in Wetteren. In 2006 bedroeg de jaaromzet 1 474 miljoen euro. De voorbije jaren bleef de omzet met grote sprongen stijgen, terwijl de winst schommelde. In 2006 bedroeg deze 16 miljoen euro. Het aantal werknemers bedraagt 11 242. Recticel is actief in Europa, Japan en de VSA. Het bedrijf organiseert zijn activiteiten onder 4 business units: Flexible Foams, Bedding, Insulation en Automotive. Het probleem rond de trim foam situeert zich in de unit Flexible Foams. Recticel mag dan ook als klant beschouwd worden in dit project. Ook begeleidde Recticel – in het bijzonder Danny Martens en het IDC – actief dit eindwerk.

1.4.2. Polygonya Polygonya is de innovatiecel van Federplast, de Belgische vereniging van producenten van kunststof- en rubberartikelen ontstaan in samenwerking met Agoria en Essenscia. Enerzijds heeft deze organisatie als doelgroep de kunststof- en rubberverwerkende bedrijven. Polygonya helpt hen te blijven innoveren en op de hoogte te blijven van wat er zich in de markt afspeelt. Anderzijds wil ze allerhande bedrijven, ontwerpers en studenten adviseren over kunststoffen en rubber die kunnen gebruikt worden als oplossing voor hun idee. Daarnaast zijn netwerking, sectoroverschrijdende werking en methodologie zeer belangrijk. Polygonya bracht de verschillende bedrijven rond het probleem PU trim foam samen en trad op als adviesgever.

1.4.3. Federplast vzw Federplast is de Belgische vereniging van producenten van kunststof- en rubberartikelen ontstaan in samenwerking met Agoria en Essenscia. Om de groei van de kunststofindustrie in België veilig te stellen, is het vereist dat er inspanningen geleverd worden op vlak van opleiding en innovatie in de sector. De kunststofindustrie biedt ook vele opportuniteiten om door besparing van grondstoffen en energie een belangrijke bijdrage te leveren tot een meer duurzame economie. Hierin wil Federplast een koepelstructuur zijn. Federplast trad in dit eindwerk op als opdrachtgever.



_16

1.4.4. Vlaams Kunststoffen Centrum Het Vlaams Kunststoffen Centrum (VKC) wil enerzijds technologische informatie verstrekken aan de industrie en aan het onderwijs. Daarnaast wil ze onderzoeksfaciliteiten bieden aan eindwerken en doctoraten op het gebied van kunststof. Het VKC gaf in dit eindwerk advies en stelde haar trekbanken ter beschikking.

1.4.5. VossChemie VossChemie ontwikkelt, verdeelt en verwerkt thermoharders in al zijn vormen. Daarnaast geven ze ook technische adviezen aan bedrijven. VossChemie stelde het nodige materiaal polyester ter beschikking van dit eindwerk en gaf advies.

Figuur 1.1. Logo’s betrokken bedrijven en instellingen



_17

2. Informatie Met dit hoofdstuk informatie wordt een zo breed mogelijk beeld gegeven op de huidige state of the art technologie in verband met polyurethaan. Productietechnieken, verwerkingstechnieken, toepassingen, afvalafhandeling komen aan bod. Er werd een antwoord gezocht op de vraag waarom trim foam ontstaat, wat er vandaag mee gebeurd en welke richting er nu moet opgegaan worden. Hoofdstuk 2.1. geeft een ruime samenvatting. In 2.2. wordt de prime foam productie in al zijn facetten uit de doeken gedaan. Zowel de chemie achter polyurethaan als de productietechnieken en toepassingen worden besproken. Trim foam komt aan bod in puntje 2.3. Zowel het ontstaan als de huidige verwerkingsmogelijkheden en toepassingen zijn opgenomen. In een laatste puntje worden enkele milieuoverwegingen voorgesteld.

2.1. Samenvatting Polyurethaan is een kunststof, onderverdeeld bij de elastomeren, dat ontstaat door polymerisatiereactie van isocyanaat met een polyol. Zonder blaasmiddel krijg je een rubberachtige grondstof dat in feite puur polyurethaan is. Deze wordt voornamelijk gebruikt in de automotive sector als afwerkingmateriaal voor het interieur. Verder wordt dit materiaal teruggevonden in schoenzolen en tal van andere toepassingen. Om een schuimvorming te verkrijgen, voegt men bij de formule een blaasmiddel, dat, net als gist in brood, een gas in het polyurethaan doet ontstaan. Het resultaat is een celstructuur dat men kan verkrijgen in vele soorten densiteiten en hardheden. Als flexibel schuim (flexible foam, flexible polyurethane, PUF) vindt deze toepassing in matraskernen, kussens, autozetels en andere comfortindustrie enerzijds en in technische schuimen voor onder andere filters anderzijds. Daarnaast wordt hard schuim (rigid foam, rigid polyurethane, PUR) gebruikt als isolatiemateriaal voor gebouwen en industrie. Er bestaan globaal twee methodes om polyurethaan schuim in grote massa te produceren: slabstockproductie en moulded foam. Bij slabstock wordt het schuim continu opgeschuimd in lange blokken van 60 of 90 meter. Deze wordt voornamelijk gebruikt om versneden te worden tot matraskernen, kussens, technische onderdelen en andere halffabrikaten zonder al te ingewikkelde vorm. Daarnaast worden de blokken ook gebruikt om rollen van te schillen die via allerlei lamineertechnieken verder verwerkt kunnen worden. Moulded foam wordt pas toegepast als de vorm te ingewikkeld is om uit te snijden en als de seriegrootte groot genoeg is. De grondstoffen worden in een matrijs gespoten, de matrijs wordt gesloten en het schuim kan uitreageren, waarbij door het blazen het schuim de vorm van de matrijs aanneemt. Allerlei inserts kunnen ook verwerkt worden. Deze techniek wordt voornamelijk gebruikt voor autozetels.



_18

We concentreren ons verder op flexibel polyurethaan schuim, geproduceerd via slabstock. Via moulding technieken is er zo goed als geen afval, dus deze valt buiten de scoop van deze informatiebundel. Ook rigid foam laten we verder buiten beschouwing. Bij de traditionele slabstockproductie van flexibel schuim ontstaat heel wat snijafval. Deze noemen we trim foam. De verwerkingstechnieken van dit materiaal worden onderverdeeld in drie categorieën: mechanische recuperatie, chemische recuperatie en energie recuperatie. Het herverwerken tot composiet schuim (rebonded foam) wordt het meest toegepast binnen de mechanische recovery van trim foam. De belangrijkste toepassing hiervan is carpet underlay. Hiervoor wordt jaarlijks het merendeel van het Europees geproduceerde trim foam geëxporteerd naar Amerika. Een nieuwe ontwikkeling is het hermengen van verpoederde trim foam rechtstreeks bij de grondstoffen. Chemische recycling wordt vandaag slechts heel gering commercieel toegepast. Begin jaren ’90 is hier wel veel onderzoek naar gedaan. Energie recovery is de meest gebruikte verwerkingstechniek wat betreft het post-consumer polyurethaan afval. Hier wordt het afval verbrandt en wordt de energie aanwezig in het schuim opnieuw gewonnen. Deze techniek wordt bijna niet toegepast op trim foam. Twee laatste opties voor afhandeling van polyurethaanafval worden verder kort besproken: verbranding zonder energiewinning en storten. Deze moeten vanuit milieuoogpunt zo veel mogelijk vermeden worden.



_19

2.2. Prime foam Het schuim ontstaat doordat men tijdens de reactie van het isocyanaat met de polyol ook een blaasreactie laat doorgaan. In Europa wordt 640 000 ton per jaar geproduceerd via slabstock, vooral voor toepassingen in de meubelindustrie, matrassen, geluidsisolatie, verpakkingsmateriaal, technische schuimen, kleding en onderlaag voor autointerieurs. De Belgische productie van slabstockschuimen wordt geraamd op een 45 000 ton per jaar. Men maakt onderscheid tussen comfortschuim voor comforttoepassingen en technisch schuim voor filters, technische onderdelen enzovoort. Naargelang het recept bekomt men compleet verschillende schuimen: hoge of lage densiteit, hoge of lage hardheid, grote cellen, kleine cellen, verschillende kleuren enzovoort. Eén van de nieuwste ontwikkelingen is het traagschuim of visco-elastisch schuim. Dit materiaal heeft als eigenschap dat het zich ‘traag’ ontspant na samendrukking. Stel dat dit toepast wordt voor een matras en men drukt zijn hand in dit schuim, bij terugtrekking zie je de vorm van die hand nog even in het schuim staan. Dit materiaal vindt toepassing vooral in de bedding en de kussenindustrie.

2.2.1. Reactievergelijkingen De belangrijkste grondstoffen zijn isocyanaat en polyol. Daarnaast bestaan er ook blaasmiddelen en additieven zoals katalysatoren en stabilisatoren. •

Isocyanaat Dit schadelijke oliederivaat is zeer reactief waardoor het gemakkelijk bindingen aangaat. Voor comfortschuim wordt meestal tolueendiisocyanaat (TDI) gebruikt en voor technisch schuim methylene diphenyl diisocyanaat (MDI), naargelang de gewenste eigenschappen. De structuurformule is R’(NCO)n en de viscositeit is 10.

•

Polyol Dit poly-alcohol is ofwel een ether, meestal gebruikt voor comfortschuim, of een ester dat vooral voor technisch schuim wordt gebruikt. De structuurformule is R(OH)n en de viscositeit is 700-20 000.

•

Water Water reageert hier met het isocyanaat en produceert zo koolstofdioxide, het blaasmiddel. Bij lichtere densiteiten worden soms ook laagkokende hulpblaasmiddelen gebruikt. Structuurformule is H2O en de viscositeit is 1.

•

Katalysatoren Deze bepalen de reactiesnelheid. Zonder katalysator zou de reactie tussen isocyanaat en polyol wel doorgaan maar echter heel traag.



_20

Hiervoor worden organische metaalverbindingen gebruikt. De viscositeit is 200. •

Stabilisatoren De ene groep stabilisatoren zorgt voor betere celstructuren, de andere voor sterkere ribben, nog andere voor een betere emulsie van de grondstoffen. Ze worden ook wel surfactanten genoemd. Er worden voornamelijk siliconenoliën gebruikt. De viscositeit is 1000.

•

Additieven Daarnaast worden nog een heleboel additieven gebruikt om het schuim een betere functionaliteit of andere eigenschappen te geven. De belangrijkste zijn vlamvertragers, kleurstoffen en oppervlakteactieve stoffen die bijvoorbeeld statische elektriciteit moeten voorkomen. De mogelijkheden zijn heel breed. Zo is er schuim dat geurt naar rozen, marmereffecten in het schuim enzovoort.

De formulaties zijn heel belangrijk en meestal fabrieksgeheim. De minste afwijking of vergetelheid echter kan ervoor zorgen dat alle kwaliteit van het schuim verloren gaat. Alle grondstoffen zijn noodzakelijk om een kwalitatief en goed schuim te verkrijgen. Vergeet men bijvoorbeeld enkele katalysatoren of surfactanten, dan kan men heel onstabiel PU-schuim bekomen dat als het ware wegrot of als een mislukte soufflé instort. Volgende reacties treden op. nHO-R-OH- + nOCN-R’-NCO- → -(-R-OC-NH-R’-NH-CO-)n║ ║ O O polyol + polyisocyanaat → polyurethaan Formule 2.1. Polymerisatiereactie 2 –R-NCO + H2O → -R-NH-C-NH-R- + CO2↑ ║ O isocyanaat + water → urea + gas Formule 2.2. Blaasreactie De blaasreactie is een exotherme reactie: de temperaturen kunnen oplopen tot 160°C. Gebruikt men in plaats van water een laagkokend blaasmiddel, dan lopen de temperaturen veel minder hoog op (80°C). Dit noemt men koud schuim. Hierdoor kan men dichtheden vanaf 15 kg/m³ bekomen. Het polyurethaan en de urea vormen samen de celribben of cellstruts, het koolstofdioxide vormt de cellen, die de vorm hebben van een dodecaëder. Een gemiddeld schuimblok bestaat voor 97.7% uit lucht (cellen) en maar 2.3% wordt ingenomen door het polyurethaan zelf (celribben).



_21

2.2.2. Productieproces Het productieproces bestaat grofweg uit drie grote delen: de eigenlijke productie, de curing en de confectie. Hierna wordt het proces beschreven in 14 stappen. 1. Voorraden grondstoffen Hier worden de verschillende soorten polyol, isocyanaat, additieven in bulk opgeslagen. 2. Doseren van de grondstoffen Via leidingen stroomt de grondstof met een bepaald debiet naar de mengkop. Door het regelen van het debiet van een bepaalde grondstof kan een bepaald recept gemengd worden. 3. Mengen van de grondstoffen in de mengkop Hier worden de verschillende grondstoffen gemengd tot een zo homogeen mogelijke massa. Door deze zo dicht bij de spuitkop te brengen, wordt vermeden dat er reacties zouden doorgaan in de leidingen. 4. Spuiten op een lopende band: slabstock schuimen Er bestaan globaal twee manieren om PU-schuim continu te produceren: horizontaal en verticaal slabstock schuimen.

Figuur 2.1. Horizontaal schuimen

Figuur 2.1. Verticaal schuimen Bij horizontale productie wordt het mengsel uit de mengkop in vloeibare vorm op een lopende band gespoten. Zo goed als onmiddellijk reageren de vloeistoffen met elkaar en beginnen ze op te schuimen. De opschuimende polyurethaan wordt door de transportband meegetrokken. Na een aantal meter bereikt het schuim zijn definitieve hoogte en structuur. Bij verticale productie wordt het vloeibare mengsel onderaan een silo gespoten. Door het opschuimen en door een verticale transportband wordt het reagerende schuim mee naar boven getrokken. Momenteel wordt dit principe nog zelden toegepast.



_22

Belangrijk bij horizontale productie is de stijgrichting en de spuitrichting. De stijgrichting is de richting waarin het polyurethaan opgeschuimd is. De cellen zijn in deze richting uitgetrokken. De spuitrichting is de richting waarin het blok zich voortbeweegt bij slabstock productie. De cellen zijn in deze richting gewoon rond. Een gevolg hiervan is dat de mechanische eigenschappen in de twee richtingen lichtjes anders is. De slabstockblok zal sterker zijn in spuitrichting dan in stijgrichting. Hiermee moet men rekening houden zowel bij het passen van het uitsnijden van de halffabrikaten uit de blokken als bij het uitvoeren van de testen. 5. Begeleidingsrol Hierop wordt het mengsel gespoten. De rol bestaat uit papier en polyethyleen en dient om het vloeibare mengsel binnen de transportband te houden. Na het uitreageren wordt deze weer verwijderd. Deze gebruikte rollen kunnen achteraf niet meer gerecycleerd worden. Ze kunnen enkel nog verbrand worden. Ze bevatten immers zowel schuimresten, papier als polyethyleen. 6. Het verzagen van de opgeschuimde blokken Bij de horizontale productie wordt aan het eind van de productie-eenheid de slabstock verzaagd tot blokken van 30 tot 90 meter lang. Bij het verticale principe wordt de slabstock bovenaan tot kleine blokken van 1 tot 2 meter versneden. Deze blokken worden geclassificeerd volgens densiteit en hardheid. Densiteit is het gewicht per volume uitgedrukt in kg/m³. Hoe lager de densiteit, hoe minder dik de celribben zijn en hoe zwakker het schuim is. Bij comfortschuim varieert de densiteit tussen 15 en 100kg/m³. Bij technisch schuim gaat men nog een stuk hoger. De hardheid wordt bepaald door de kracht die nodig is om een blok schuim met een bepaalde afmeting en hoogte tot 40% van die hoogte samen te persen. Deze maat wordt uitgedrukt in N. Volgende classificatie wordt gebruikt: zacht: 40-90N medium: 90-140N hard: 140-600N 7. Curing In een magazijn worden de blokken gedurende een bepaald aantal uren opgeslagen zodat deze volledig kunnen uitreageren (curing). De optredende reacties zijn exotherm. De temperaturen in de blokken lopen hier op tot 160°C. Er moeten dan ook bepaald veiligheidsmaatregelen in acht genomen worden in verband met brandpreventie. 8. Verzagen De lange blokken worden verzaagd tot kortere blokken om getransporteerd te worden naar de confectieafdeling. Hier wordt ook het begin, het einde, de bovenlaag en de onderlaag van de slabstock weggesneden. 9. Reticuleren Bij slabstockproductie zullen de meeste cellen van het polyurethaan gesloten zijn, er zit een soort vlies tussen de celribben. Wil men deze opencellig, dan kan men een procédé toepassen dat reticulatie wordt



_23

genoemd. In een autoclaaf worden zuurstof en waterstof samengebracht en ontstoken. De krachtige explosie opent alle cellen en smelt de vliezen rond de celribben. Toepassingen voor opencellige schuimen zijn bijvoorbeeld sponzen en dergelijke. Deze moeten immers veel water kunnen opnemen. Toepassingen voor schuimen met gesloten cellen zijn bijvoorbeeld isolatieplaten. Hier moet er immers een luchtlaag zijn die afgesloten is van de omgeving.

Figuur 2.3. Reticuleren 10.Confectie Hier worden de blokken polyurethaanschuim verwerkt tot halffabrikaten. Een heel arsenaal aan snij- en verwerkingsmiddelen wordt gebruikt. De belangrijkste soort verwerkingstechniek is het snijden. Meestal wordt er gesneden met een dunne lintzaag. Er mag immers geen druk op het schuim uitgeoefend worden. Het schuim zou samengedrukt worden en dit geeft vervormingen. Soms – voor gaten die niet geboord kunnen worden – wordt waterjetsnijden gebruikt. Voordeel is dat gaten die niet met de buitenkant verbonden zijn, probleemloos kunnen gemaakt worden. Nadeel is dat achteraf het schuim moet gedroogd worden. Om afval te vermijden waar mogelijk wordt er gewerkt met doorgedreven nesting software. Huidige snijmachines zijn zo nauwkeurig geworden dat toleranties tot op de millimeter mogelijk worden. Toch is het hier waar de meeste trim foam ontstaat. Gemiddeld eindigt 15 tot 20% van het te versnijden blok als afval. Op de volgende pagina volgen enkele snijmethodes:



_24

Horizontaal snijden

Verticaal snijden

Contoursnijden Radiussnijden

Malsnijden

Stansen

Boren Figuur 2.4. Veelgebruikte snijmethodes



_25

Drukvormsnijden 1 Met deze methode worden de bekende slaapmatjes of geluidsisolatiepanelen gemaakt. Door te snijden terwijl plaatselijke het schuim samengedrukt is, zal er een reliëf ontstaan als het schuim zich opnieuw ontspant.

Figuur 2.5. Drukvormsnijden 1 Drukvormsnijden 2 Op dezelfde manier kan men het schuim door gaatjes persen en dan snijden. Het resultaat is een inkeping, zonder dat een boor hoeft gebruikt te worden.

Figuur 2.6. Drukvormsnijden 2 Feltiseren Door compressie en verhitting van schuimmateriaal ontstaat blijvende vervorming. Men verkrijgt een nieuw materiaal met een hogere densiteit en betere mechanische eigenschappen. Dit bekomt men door het materiaal samen te drukken tussen twee warme metalen helften.

Figuur 2.7. Feltiseren Een alternatief is het feltiseren van de oppervlakte van het schuim. Hierdoor vormt er zich een soort hardere huid op het schuim. Impregneren van blokken Door het schuimblok onder te dompelen in een bad met een vloeistof, worden alle celribben bedekt met een dun laagje van die vloeistof. Zo kunnen er heel andere eigenschappen gecreëerd worden.



_26

Dit vindt zijn toepassing vooral bij vlamvertragend schuim. Het schuim op zich brandt goed, maar door het deklaagje wordt het stuk zo goed als onbrandbaar. Een andere toepassing is het produceren van keramische filters. Men dompelt een bepaald stuk onder in een bad met keramische vloeistof. Alle ribben worden ermee bedekt. Vervolgens bakt men het geheel in een oven. Door de hitte brandt het polyurethaan weg, de keramiek blijft over. Deze behoudt echter de cellenstructuur van het PU-schuim. Coaten Deze behandeling van schuim is heel populair onder designers. Onder meer bij Quinze&Milan werd onderzoek gevoerd naar dit onderwerp. Dit ontwerpbureau kwam dan ook als eerste uit met zetels gemaakt uit polyurethaanschuim bedekt met een polyurethaancoating. De coating wordt met een airbrushpistool aangebracht op de oppervlakte van het schuim. Het vormt een laagje dat even flexibel is als het schuim. Het behoudt het positieve aspect van schuim – zacht en samendrukbaar – en zorgt voor een oplossing van een negatieve eigenschap – niet bijster mooi uiterlijk. Bovendien is het allebei PU en geeft deze coating geen probleem in de recycling. Andere Tal van andere verwerkingsmogelijkheden zijn uitgedacht, heel specifiek naar vraag van een klant voor een bepaalde toepassing. 11.Schillen Een andere verwerkingstechniek voor slabstockblokken is deze te schillen tot rollen polyurethaan. Het blok wordt langs een wigvormig mes bewogen en deze schilt lagen van deze blok op een rol.

Figuur 2.8. Schilproces 1 Een andere methode start van een blok PU-schuim. De hoeken rondt men eerst af en daarna wordt het blok geschild. Deze rollen kunnen desgewenst ook gereticuleerd worden.



_27

Figuur 2.9. Schilproces 2 12.Impregneren Hiermee kan een rol polyurethaan doordrenkt worden met een bepaalde coating. Deze zal zich rond elke celrib vasthechten. Zo kan men bepaalde eigenschappen toevoegen aan het polyurethaanschuim, net zoals bij het impregneren van een schuimblok. De rol PU wordt afgerold en door een bad geleid. Daarna wordt het materiaal door een oven gevoerd om te drogen. Daarna wordt de geïmpregneerde PU opnieuw opgerold.

Figuur 2.10. Impregneren 13.(Vlam)laminage Hiermee kan men een textiel, bekleding, zelfklevers of ander materiaal op het polyurethaan aanbrengen. Bij vlamlaminage zal men door middel van een vlam een dun laagje polyurethaan verwarmen. Hierdoor wordt deze kleverig en kan zo de bekleding zich aan het polyurethaan vasthechten. Men kan ook lijmen gebruiken.

Figuur 2.11. Vlamlaminage 14.Klanten De schuimvormen worden (meestal) als halffabrikaat geleverd aan de klanten. Deze verwerken het schuim verder tot eindproducten.



_28

Opmerking: transport van schuim Bij sommige producenten gebeurt de productie en de confectie van (een deel van) de schuimblokken niet op dezelfde site. Er is dus een vorm van transport nodig. Maar PU-schuim bestaat uit zo’n 97% lucht. De blokken op deze manier vervoeren is dus economisch heel duur. Daarom transporteert men deze blokken in gecomprimeerde toestand. Daardoor krijgt men in een zelfde volume een groter gewicht aan PU-schuim. Hiervoor gebruikt men speciale perswagens zoals hieronder. Na het uitladen moet men wel een periode in acht nemen zodat het schuim kan decomprimeren. Doet men dit niet, dan komen vervormingen voor bij het snijden.

Figuur 2.12. Transport van schuimblokken

Op de volgende pagina wordt een volledig overzicht van het productieproces weergegeven.

Figuur 2.13. Productieproces trim foam (zie volgende pagina)



_29



_30

2.2.3. Toepassingen Polyurethaan in het algemeen wordt voor duizend en één toepassingen gebruikt. Dit zijn de belangrijkste sectoren in volgorde van grootte: • • • • • • • • •

Meubels en bedding Bouw (vooral als isolatiemateriaal) Automotive Technische schuimen Schoenen Koelkastisolatie en koeling Elastomeer Dichting Bindmiddel

Als flexibel slabstock foam vindt dit materiaal toepassing in de sectoren Meubels en bedding, Automotive en Technische schuimen. Deze laatste is een echte nichemarkt. Technische schuimen worden heel specifiek ontworpen voor bepaalde toepassingen, soms zelfs in heel kleine series.

2.2.3.1. Meubels en bedding Deze sector is het grootst met een aandeel van 23% in het totaal gewicht geproduceerde polyurethaan.

Figuur 2.14. Toepassingen in matrassen Het overgrote deel hiervan gaat naar matrassen. Waar het vroeger eenvoudige ‘blokken’ waren, zijn het nu ingewikkelde, gelaagde, geprofileerde slaapsystemen. De huidige productietechnieken maken dit mogelijk. Sommige schuimfabrikanten werken deze matrassen binnenshuis af, in dochterondernemingen, anderen leveren de kernen af als halffabrikaat.



_31

Figuur 2.15. Toepassingen in zetels Een ander deel wordt gebruikt in zetels, bureaustoelen, canapés, designzitelementen, armsteunen enzovoort. Naargelang de ingewikkeldheid van de vorm en de grootte van de serie worden deze geproduceerd via slabstock of moulding.

Figuur 2.16. Andere comforttoepassingen Verder vind je deze schuimen terug in kussens, als onderlaag van tapijten en in vele andere toepassingen waarin het comfort een vereiste is.

2.2.3.2. Automotive In een auto zit gemiddeld een 20 tot 21kg polyurethaan, dit is 16% van de totale productie. Een groot deel daarvan is echter rigid schuim dat gebruikt wordt in de bumpers. Verder worden elastomeren gebruikt als dichting.



_32

Figuur 2.17. Automotive toepassingen Bij auto’s wordt flexibel schuim vooral gebruikt in de voor- en achterzetels. Deze vertegenwoordigen toch al een 7 tot 8kg van het PU gewicht. Daarnaast worden schuimlagen gebruikt in het plafond, onder interieurelementen voor de ‘softtouch’, als tapijtonderlaag…

2.2.3.3. Technische schuimen Technische schuimen nemen zowat 10% van de productie in. Deze komen in een heel brede range van toepassingen voor, zowel in puur technische producten – zoals een filter voor een stofzuiger – als in medische toepassingen – steriele verbanden. •

Technische toepassingen Bijvoorbeeld filters, verfrollers, dichtingen, verpakking…

Figuur 2.18. Technische toepassingen



_33

•

Alledaagse toepassingen Bijvoorbeeld sponzen, geluidsisolatie, textielvullingen (vb rugzak), cosmetica…

Figuur 2.19. Alledaagse toepassingen •

High-tech toepassingen Bijvoorbeeld in batterijen voor laptops voor medische toepassingen, vlamvertragende producten, buitentoepassingen…

Figuur 2.20. High-tech toepassingen _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_34

2.3. Trim foam Trim foam is de benaming voor de snijresten die ontstaan in het productieproces. In dit deel wordt bekeken hoe de trim foam ontstaat en hoe deze vandaag behandeld en verkocht wordt.

2.3.1. Ontstaan Bij slabstockproductie ontstaat er onvermijdelijk trim foam. Op verschillende punten in het productieproces is er een zekere uitval of afval. Een overzicht van de voornaamste bronnen. •

Bij de initiële productie Bij de het produceren van de slabstockblokken zijn er heel wat stukken die onmiddellijk uit de verwerkingsketen gehaald worden. Het begin en het einde van de blokken zijn onbruikbaar voor producten. Deze worden weggesneden. Het productieproces is continu, maar tijdens de productie kan er wel overgeschakeld worden naar een anders soort schuim. Tijdens die overgang van ongeveer twee meter heb je een combinatie van twee soorten kwaliteiten in een soort marmerachtige vermenging. Soms kunnen deze nog verkocht worden als mindere kwaliteit prime foam. Maar meestal worden deze verwerkt als trim foam. Bij de productie wordt de slabstock meegetrokken via een transportband. Polyethyleen en papier zorgen ervoor dat de schuimende massa op zijn plaats blijft. De bovenkant, onderkant en zijkanten zijn daarom echter onbruikbaar voor verdere verwerking. Langs de 4 kanten wordt zo een boord van een aantal centimeters weggesneden. Tijdens de productie kan het altijd voorkomen dat er enkele fouten of scheuren in het schuim ontstaan. Ook deze delen moeten van tussen de blokken weggesneden worden.

•

Bij het verzagen van blokken tot vormen Hoe ingewikkelder een vorm is, hoe meer trim foam er zal ontstaan. Via computerprogramma’s worden de blokken zo goed mogelijk genest. Hiermee wordt geprobeerd zoveel mogelijk afval te vermijden. Bij rechthoekige vormen zoals matrassen en matten zal er niet veel trim foam ontstaan, bij driedimensionale vormen zal dat er veel meer zijn.

•

Bij het schillen van blokken Voor deze verwerkingstechniek heeft men een perfect vlakke oppervlakte nodig om overal een gelijke schildikte te bekomen. Daarom zal er eerst enkele keren geschild worden. Deze schillen zijn ongelijkmatig van dikte en



_35

zijn meestal trim foam. Soms kan men deze rollen nog verkopen als mindere kwaliteit. Ook de laatste schil zal ongelijk zijn van dikte. Deze wordt ook trim foam. •

Bij het lamineren van schillen De zijkanten van het resultaat zullen meestal onregelmatigheden vertonen en worden dus weggeschild. Als deze halffabrikaten verder verwerkt worden, ontstaan ook snijresten.

•

Andere Er zijn teveel verwerkingsprocessen om ze hier allemaal te noemen. Bij de meeste processen ontstaat telkens wel een deel trim foam.

Het bleek onmogelijk om trim foam te vermijden. De huidige nestingmethodes zijn al zo geavanceerd dat winst hierop zo goed als niet meer mogelijk is. Trim foam zal altijd inherent blijven aan het schuimen via slab stock. De enige mogelijkheid om de trim foam te vermijden is overgaan naar moulded foaming: het schuimen in een mal. Dit is echter een veel duurder procédé, de mallen moeten gemaakt worden. Moulded foaming is enkel te gebruiken bij grote seriegroottes, bijvoorbeeld voor autozetels.

2.3.2. Hoeveelheid Het wegsnijden van de randen van een blok geeft ongeveer 10% van de productie. Het uitsnijden van de vormen kan tot 30% afval geven, afhankelijk van de complexiteit. Gemiddeld gaat dus 20% van de prime foam productie op in trim foam. Voor Europa gaat het hier dus om een kleine 100 000 ton per jaar! Van deze 100 000 ton wordt elk jaar een 60 000 – 70 000 ton geëxporteerd naar de Verenigde Staten van Amerika. De overige trim foam wordt in Europa verwerkt, hoofdzakelijk tot rebonded foam. Er bestaat dus een enorm potentieel aan PU trim foam. Voor het ontwikkelen van een nieuwe verwerkingsmethode moest dus gezocht worden naar een markt waar een grote hoeveelheid trim foam in verwerkt kan worden.

2.3.3. Opslag Trim foam uit de confectieafdeling wordt geperst tot balen van 100-400kg/m³ en samengebonden. Op deze manier neemt de trim foam minder plaats in tijdens transport en opslag. Bij de opslag sorteert men de verschillende soorten trim foam. Voor bepaalde verwerkingstechnieken heeft men immers een min of meer homogene grondstof nodig. Dit willen zeggen: bijvoorbeeld polyetherschuim met maximaal 5% ander schuimmateriaal. Sommige afvalsoorten – zoals gelamineerde schuimen – zijn moeilijk te verwerken en mogen niet bij andere vermengd worden.



_36

Andere soorten zijn dan weer wel geliefd bij afvalverwerkende bedrijven. Men maakt onder andere onderscheid tussen: • • • • •

Schuim van polyethers Schuim van polyesters Gelamineerde schuimen (worden verder onderverdeeld: polyurethaancoating, dubbelzijdige kleefband, stoffen bekleding…) Visco-elastische schuimen Opencellige schuimen

2.3.4. Prijs In september 2007 kregen de fabrikanten 15 tot 20ct/kg voor hun trim foam. Prime foam kost een drie tot acht euro per kilogram. Men krijgt voor het afval dus maar een kleine fractie van nieuw polyurethaan. In 2006 lag de marktprijs veel hoger. De prijs voor trim foam is sterk afhankelijk van de afzetmarkten, vooral die in Amerika, waar sinds 2007 een verzadiging van de markt heerst en de trim foam prijzen in elkaar zijn gezakt. De kredietcrisis in het voorjaar van 2008 versterkte alleen maar deze prijsrecessie. De lage prijs voor PU trim foam was de hoofdreden om de onderzoeksvraag voor dit eindwerk te stellen. Als de prijs nog zou zakken, zou het transport van de trim foam niet meer bekostigd kunnen worden. In dat geval zouden de fabrikanten moeten overgaan tot verbranding van het trim foam of – nog erger – storten. Dit zou veel geld kosten en slecht zijn voor het milieu.

2.3.5. Chemische verwerking In de jaren ’90 werd heel wat geëxperimenteerd met chemische recycling van PU, vooral door Bayer en BASF. Een tijdlang werd een 9000 ton per jaar via deze weg omgevormd tot grondstoffen. Vandaag is men volledig afgestapt van chemische verwerking omdat deze methode economisch niet haalbaar bleek. Daarenboven moest men grondstoffen toevoegen en ontstonden er heel wat bijproducten waar men ook vanaf moest. Er volgt een beknopt overzicht van de belangrijkste chemische verwerkingstechnieken.

2.3.5.1. Hydrolyse PU reageert met water onder druk en hoge temperatuur. Dit geeft de oorspronkelijke polyether polyols samen met diamines. Deze grondstoffen worden gescheiden en hergebruikt. Polyols worden gebruikt als brandstof en amines kunnen gebruikt worden om andere ruwe PU-grondstoffen te produceren.



_37

2.3.5.2. Pyrolyse Deze methode gebruikt een hete, zuurstofvrije omgeving om PU – of andere kunststoffen – af te breken in gassen, oliën en vaste stoffen.

2.3.5.3. Aminolyse Hier reageert PU met amines onder druk en hoge temperatuur. De amines bevatten dibutylamine, ethanolamine, lactames of lactame bijproduct. De molecule splitst zich.

2.3.5.4. Hydrogenatie Deze methode gaat nog een stukje verder dan pyrolyse. Het produceert nog meer zuivere gassen en olie door een combinatie van hitte, druk en waterstof. Vandaag zijn er nog grote problemen met de zuiverheid van de gassen en oliën en de kost die dit met zich meebrengt.

2.3.5.5. Glycolyse Als PU reageert met diols op een temperatuur boven 200°C, wordt dit glycolyse genoemd. Deze methode is ontwikkeld tot op testserie schaal voor MDI flexible foam.



_38

2.3.6. Mechanisch verkleinen van trim foam De trim foam, zoals deze rechtstreeks van het productieproces, is heel ongelijk van vorm. Hierdoor is het moeilijk om deze lappen trim foam rechtstreeks in nieuwe producten te verwerken. Daarom gaat men de trim foam verkleinen tot partikels van ongeveer gelijke grootte om zo een homogeen materiaal te verkrijgen. Hiervoor zijn twee methodes mogelijk: vervlokken of verpoederen.

2.3.6.1. Vervlokken In een shredder (1) wordt de trim foam verkleind tot partikels van 3 tot 25mm. Deze worden opgeslagen in silo’s (2). Doordat trim foam ‘propere’ uitval is van prime foam en niet van post-consumer afval, hoeft deze trim foam niet gewassen te worden.

Figuur 2.21. Vervlokken van PU trim foam

2.3.6.2. Verpoederen Het trim foam uit de balen wordt eerst via een shredder verkleind. Daarna wordt het tot poeder vermalen. Doel is om partikels te verkrijgen die zo klein mogelijk zijn (kleiner dan 0.1mm). Verschillende technieken zijn mogelijk •

Precision knife cutting Een aantal roterende messen snijden de trim foam rechtstreeks in partikels van grootteorde ongeveer 0.25mm

Figuur 2.22. Precision knife cutting _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_39

•

Two roll mill Deze maalmachine bestaat uit twee rollen die in tegengestelde richting draaien met verschillende snelheid. De trim foam wordt in de heel kleine opening tussen de twee rollen door de frictie vermalen tot partikels kleiner dan 0.1mm. De kleinste partikels die men momenteel economisch kan halen is 0.85μm. Dit kan men bekomen door na de twee rollen een zeef te plaatsen. Partikels die klein genoeg zijn, gaan erdoor. Zijn deze te groot, dan worden ze opgevangen en opnieuw door de rollen gestuurd. Het poeder wordt opgeslagen in silo’s. Twee bedrijven stonden aan de basis van deze ontwikkeling: Hennecke en Mobius.

Figuur 2.23. Two roll mill •

Volgende technieken worden minder frequent gebruikt. Pellet Mill (de trim foam wordt door piepkleine gaatjes geduwd), Impact Disc Mill, Cryogenic Milling (de trim foam wordt eerst op zeer lage temperatuur gebracht) en Extruder.

2.3.7. Recycling van PU-poeder 2.3.7.1. Hergebruik in productieproces Hiervoor wordt poeder gebruikt dat meestal gemaakt werd via de two roll mill. Men probeert zo klein mogelijke partikels te bekomen. Dit poeder wordt in kleine hoeveelheden toegevoegd aan het polyol, waarmee nieuwe PU wordt gemaakt. Er mag niet te veel toegevoegd worden of de viscositeit van het polyol wordt te hoog. Daardoor zou deze grondstof niet meer aangevoerd en gemengd kunnen



_40

worden in de slabstock productie machine. Vandaag kan men in sommige productielijnen tot 20% PU poeder toevoegen. Door veranderingen in samenstelling kunnen exact dezelfde eigenschappen bekomen worden als PU zonder poeder.

Figuur 2.24. Hergebruik in het productieproces Nadeel is echter dat er meer H2O en vooral meer isocyanaat toegevoegd moet worden waardoor de kostprijs omhoog gaat. Het vraagt ook een nieuwe investering. Het principe is echter goed. Er is zo’n 20% uitval aan trim foam tijdens de productie. Dit is ook de verhouding die bij prime foam kan bijgevoegd worden. Op deze manier zou alle trim foam kunnen verwerkt worden. Maar de genoemde nadelen maken dit economisch niet mogelijk.

2.3.7.2. Andere toepassingen van PU-poeder Het poeder op zich heeft als eigenschap dat het vloeistof kan opnemen. Dit kan dus perfect gebruikt worden als oliebinder. Het poeder wordt op kleine schaal gebruikt om olieresten – bijvoorbeeld na een ongeval – op te kuisen. Het is ook toepasbaar op zee omdat PU drijft. Voordelen ten opzichte van zand en zaagstof zijn de hogere absorptiecapaciteit en lager gewicht. Nadeel is dat het PU-poeder schadelijker is als deze terecht komt in het milieu. Het is ook duurder. Daarnaast wordt PU poeder in kleine hoeveelheden vermengd in beton om een isolerende werking te verkrijgen.



_41

2.3.8. Recycling van PU-vlokken In dit puntje worden enkele minder gebruikte recycling processen besproken: malpersen en injection moulding. Aan het veel toegepaste Bounded Foam wordt een apart hoofdstuk besteed.

2.3.7.3. Malpersen of Compression Moulding PU trim foam wordt vervlokt tot vlokgrootte van 0.5 tot 3 mm. Het schuim hiervoor moet wel rigid foam zijn, zoals bumpervulmiddel of isolatiemateriaal, maar ook composietmateriaal zoals deurpanelen kunnen op deze manier verwerkt worden.

Figuur 2.25. Malpersen De PU vlokken worden eerst voorverwarmd en in een mal gebracht. Onder een druk van 300-350bar en een temperatuur van 80-180°C worden de vlokken in vorm geperst. Door de hoge temperatuur en druk smelten de vlokken aan elkaar zonder bindmiddel. Het persen duurt 1-4 minuten, afhankelijk van de geometrie. De afzonderlijke vlokken zijn niet meer zichtbaar en de vlokken vormen een quasi homogene massa, zonder over te gaan in een vloeistoffase. Het is de enige recoverymethode die voor 100% gebruik maakt van gerecycled materiaal. Nadeel is wel dat gecoate PU niet kan gebruikt worden in dit procédé. Het enige materiaal dat hiervoor gebruikt wordt is wel Reaction Injection Moulded post consumer afval. Deze is dus niet van toepassing op flexibel PU-schuim dat afkomstig is van slabstock productie.

2.3.7.4. Injection Moulding Dit is een procédé dat enkel geschikt is voor crosslinked PU. In dit proces worden meestal nog andere kunststoffen toegevoegd. Vooral het toevoegen van thermoplasten is een mogelijkheid. Het PU en andere kunststoffen worden in granulaatvorm verpulverd. De partikelgrootte ligt tussen 250-1000μm. Deze worden in een mal ingespoten op een temperatuur van 180°C en een druk van



_42

350 bar. Op deze manier worden sommige automotive onderdelen vervaardigd. Deze is tot op vandaag niet van toepassing op flexibel PU-schuim.

Figuur 2.26. Injection Moulding

2.3.8. Bonded Foam Deze methode is de voornaamste toepassing van productieafval (trim foam) van flexibel schuim. Het is de oudste vorm van recycling van trim foam en heeft vandaag tal van commerciële toepassingen waarvan carpet underlay in de USA de belangrijkste is (< 60%). Meer dan 363 000 ton per jaar wordt op deze manier verwerkt. Anderen benamingen voor dit verwerkingsproces zijn Adhesive Pressing, Composite foam, Partikelverband, Rebonding.

2.3.8.1. Verwerkingsproces Voor dit proces zijn PU vlokken van ongeveer 3-25mm, naargelang de toepassing, nodig. In het rebound proces worden de vlokken gecoat met een bindmiddel (MDI). Deze heeft een gewicht van ongeveer 10-25% van het totale, wat van een rebound product geen 100% recyclaat maakt. Er worden eventueel additieven toegevoegd zoals kleurstoffen en vlamvertragers. Alles wordt gedurende enkele minuten gemixt. Daarna zijn verschillende opties mogelijk. Een eerste mogelijkheid is de batch productie. Het mengsel wordt in een mal gegoten en wordt twee tot 8 maal gecomprimeerd. Daarna wordt er stoom door geblazen. Het water treedt op als katalysator voor het uitreageren van de MDIbender. Na een 30s tot 6u is het bindmiddel volledig uitgereageerd en zijn de vlokken aan elkaar vastgelijmd. Meestal verkrijgt men zo rechthoekige of cilindrische blokken.



_43

Figuur 2.27. Batch productie Een tweede mogelijkheid is de continue productie. Hierbij wordt het mengsel niet in een mal gegoten maar op een transportband, zoals bij prime foam productie. Bovenaan komt een prestransportband die voor de nodige compressie zorgt. Ondertussen wordt stoom door de transportband gestuurd voor de uitharding. Aan het einde worden de blokken versneden.

Figuur 2.28. Continue productie



_44

Een laatste mogelijkheid is het rebond molding process. Hierbij wordt het mengsel in een vormmal gegoten en samengeperst met een tegenmal. Hierdoor verkrijgt men direct het product zonder dat er confectieprocessen moeten toegepast worden.

Figuur 2.29. Rebond molding process De blokken die bekomen worden door continue en batch productie kunnen opnieuw versneden en verwerkt worden zoals prime foam. De resten die hierbij vrijkomen kunnen ook opnieuw verwerkt worden tot bonded foam.

2.3.8.2. Eigenschappen De eigenschappen van bonded foam liggen in een iets andere range als prime foam. Waar men in flexibel foam meestal schuimt tussen een densiteit van 15 tot 100kg/m³, bereikt men bij rebonded foam densiteiten van 40 tot 310kg/m³. Het uiterlijk ziet er niet homogeen uit. Meestal kan men nog de aparte vlokken onderscheiden en omdat er niet gesorteerd wordt, hebben deze verschillende kleuren. Dit geeft een ‘recyclage’ look. Dit materiaal lijkt een lagere kwaliteit te hebben, ondanks de vele goede kwaliteiten die bonded foam heeft. Dit schuim wordt echter toch meestal gebruikt in onzichtbare toepassingen.

2.3.8.3. Toepassingen De belangrijkste markt vinden we over de Atlantische Oceaan. Meer dan 60% van alle trim foam die binnen Europa wordt geproduceerd, wordt in grote, gecomprimeerde balen naar de Verenigde Staten van Amerika vervoerd om daar in carpet underlay te verwerken. Er is daar een grote markt voor omdat veel Amerikaanse huizen voorzien zijn van wall to wall tapijten. Zo’n 40% wordt in Europa zelf verwerkt. _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_45

Figuur 2.30. Carpet underlay Andere toepassingen zijn te vinden in flooring, sport, automotive, schoenen… •

Flooring Alerlei matten worden gebruikt om rubber, PVC, linoleum vloeren en vast tapijt van een comfortgevoel te voorzien. Daarnaast werken deze matten geluidsisolerend. Een andere flooring toepassing is als onderlaag en tussenlaag van parket en laminaatvloeren. Men gaat hier nauw toezien op de transmissie en de reflectie van geluid. Men andere woorden, men zal ervoor zorgen dat geluid uit een andere ruimte niet door kan. Daarnaast wil men aan het laminaat of parket een houtgeluid geven als men erover stapt.

Figuur 2.31. Flooring •

Sport Men gebruikt rebond materiaal als onderlaag van sportvloeren. Dit geeft een vloer de door sportmensen zo geprezen verende eigenschap. Dit voorkomt blessures en verwonding bij vallen. Het materiaal wordt ook gebruikt in valmatten, judomatten, recreatieelementen. Een derde pijler is de rebond mat als onderlaag voor kunstgras. Toepassingen vinden zich in voetbalvelden, voor hockey, golf, enzovoort.



_46

Figuur 2.32. Sport •

Automotive Hier wordt rebond materiaal gebruikt als carpet underlay om de voetmatten in de auto een comfortgevoel te geven. Daarnaast worden ze gebruikt als akoestische panelen rond wielhuizen, in tussenholtes, in deurpanelen, en zo verder. Ze worden ook gebruikt om als demper voor trillingen.

Figuur 2.33. Automotive •

Landbouw Een recente innovatie waarin het rebond materiaal wordt gebruikt, zijn de koematten. Deze matten worden in de koestal geïnstalleerd om de koe een comfortabele ligmat te bezorgen. Hierdoor zal een koe minder kwetsuren oplopen dan als zij op beton moet gaan liggen. Als gevolg hiervan is de koe minder gestresseerd en zal ze meer melk produceren.

Figuur 2.34. Landbouw: de koematten



_47

•

Verpakking Een volgende toepassing is de verpakkingsindustrie. Bij het vervoeren van glas wordt frequent rebond materiaal gebruikt als beschermlaag. Hetzelfde gebeurt in de metaalindustrie. Verder kan dit materiaal gebruikt worden als beschermingselementen in verpakkingsdozen.

Figuur 2.35. Verpakking •

Schoenindustrie Men kan rebond materiaal gebruiken als zoolmateriaal en inlegzolen. Een belangrijke eigenschap is dat dit materiaal elektriciteitsgeleidend kan gemaakt worden. Dit is belangrijk voor iemand die bijvoorbeeld aan elektrische componenten werkt. Daarnaast kunnen allerlei antibacteriële en antigeur eigenschappen toegepast worden. Bepaalde soorten van dit rebond materiaal kunnen ook gethermoformeerd worden. Zo kunnen inlegzolen in één keer geproduceerd worden.

Figuur 2.36. Schoenindustrie

Voor bonded foam bestonden er dus al heel wat toepassingen. Blijkbaar voldeden deze afzetmarkten nog altijd niet aan het grote aanbod aan PU trim foam, ook niet na jaren onderzoek, creativiteit en innovatie. Daarom was voor dit eindwerk beslist om niet verder te zoeken op nieuwe toepassingen voor bonded foam.



_48

2.3.9. Energieopwekking Een niet te onderschatten mogelijkheid bestaat erin om het PU trim foam te verbranden met energierecuperatie, mits rookgasreiniging. Polyurethaan is een oliederivaat en kan daardoor prima als brandstof dienen. De verbrandingswaarde van PU ligt tussen 24 tot 30MJ/kg, wat heel wat hoger is dan de verbrandingswaarde van bijvoorbeeld steenkool (17.6MJ/kg). Het polyurethaan afval moet wel gecomprimeerd worden tot harde briks. De slak die overblijft na verbranding is ongeveer 1% van het oorspronkelijke volume. Zo zou een grote reductie mogelijk zijn van het te storten afval. Voor het verbrandingsproces zijn er twee mogelijkheden. Een eerste is het meeverbranden van polyurethaan met het huishoudelijk afval. De opgewekte energie kan gebruikt worden om openbare gebouwen en/of wijken mee te verwarmen. Rookgasreiniging is wel noodzakelijk. Deze weg in energieopwekking is al economisch haalbaar. Daarnaast zou polyurethaan ook als grondstof kunnen dienen voor cementovens. Dit zou een goede oplossing zijn maar helaas bestond er nog geen systeem van ophaling en sortering van post-consumer polyurethaanafval. Daarnaast waren er nog talrijke problemen met het verbrandingsproces zelf. Op dit gebied was onderzoek nog volop aan de gang.

2.3.10. Storten Mechanische (en chemische) verwerking is maar mogelijk als het PU afval zuiver genoeg is. Bij trim foam is dit geen probleem, maar bij post-consumer afval wel. Hier bevat het polyurethaan tal van onzuiverheden, bacteriën en dergelijke. Enige mogelijkheid naast verbranding blijft het storten. Helaas belandt nog altijd bijna 60% van alle geproduceerde PU op de stortplaats.



_49

2.3.11. Besluit

Figuur 2.37. Overzicht van de huidige afvalstromen De enige mogelijkheden voor verwerking van post-consumer PU-afval waren het storten en het verbranden. Voor het industriële productieafval PU trim foam bestonden er heel wat verwerkingsprocessen en toepassingen. Deze waren echter onvoldoende om de grote hoeveelheid trim foam op te vangen. Er werd besloten om de piste bonded foam te verlaten. Het verwerken van de trim foam in thermoplasten leek ook interessant. Dit werd nog niet toegepast op flexible foam. Wel zou voor het verwerkingsproces moeten worden uitgegaan van de huidige verkleiningsprocessen verpoederen en vervlokken. Op chemische recycling werd besloten niet verder te zoeken.



_50

2.4. PU en het milieu PU zelf is na het uitreageren compleet inert en onschadelijk. Van de chemische componenten voor PU is isocyanaat het meest schadelijke. Bij productie hiervan ontstaan zo goed als geen emissies. Bij het produceren van het schuim via de slabstock productie komen 25gr/ton gebruikte isocyanaat vrij. Als blaasmiddel werden vroeger CFK’s gebruikt. In de jaren ’80 bleek uit onderzoek dat deze stoffen de ozonlaag aantasten. Er werd toen doorgedreven onderzoek gevoerd naar alternatieven. Nu worden laagkokende stoffen gebruikt met elk een andere formulatie naargelang de toepassing. Hoewel het produceren van PU veel energie vergt, weegt deze niet op tegen de energie die gespaard wordt door een huis, een koelkast met hard PU-schuim te isoleren. Bijvoorbeeld worden per jaar 180 000ton PU gebruikt in koelkasten en diepvriezers. Om deze te produceren is 19 miljoen Giga Joule nodig. Maar in de gemiddelde levensduur van 15 jaar besparen deze geïsoleerde koelkasten en diepvriezers meer dan 100 keer zoveel energie! Daarnaast wordt door gebruik van PU-schuim in auto’s en andere transportmiddelen het energieverbruik naar beneden gebracht door de gewichtsreductie. Het is een trend om steeds lichtere PU-schuimen te maken die toch dezelfde mechanische eigenschappen vertonen. Het produceren van het PU voor transportdoeleinden heeft 44 miljoen Giga Joule per jaar nodig. Echter, men verwacht dat deze over de hele autolevensduur meer dan 94 miljoen Giga Joule per jaar zullen besparen. Het grote probleem bij PU blijft het einde van de levensduur. PU is een thermoharder en kan dus niet hersmolten worden zoals thermoplasten. Voor post-consumer PU-afval geldt verbranding als beste methode. Storten moet ten allen tijde vermeden worden. Voor het industriële afval PU trim foam moet verbranding en storten vermeden worden. Met de huidige recycling processen verlengt men enkel de levensduur van het materiaal. Uiteindelijk eindigt elk gerecycleerde product toch op de afvalhoop. Ideaal zou zijn om een gesloten materiaalkringloop te verkrijgen (volgens het Cradle to Cradle principe van Braungart en Mc Donough). Dit is echter niet mogelijk voor polyurethaan. In de verre toekomst zou dit materiaal dus moeten verdwijnen. Vandaag zou getracht moeten worden de levensduur van het materiaal zo lang mogelijk te rekken. Het gebruik van PU is dus dubbel. Enerzijds bespaart het energie door toepassing ervan. Anderzijds zorgt PU voor een hoop afval.



_51

3. Exploratie In de exploratiefase werd gezocht naar nieuwe verwerkingsprocessen voor PU trim foam in poedervorm of in vlokvorm. De zoektocht gebeurde via een gestructureerd en onderbouwd innovatieproces. Mogelijke pistes uit de informatiefase en nieuwe wilde ideeën evolueerden tot concrete verwerkingsprocessen waaruit er uiteindelijk één werd gekozen om volledig uit te werken.

3.1. Structureren van exploratieproces 3.1.1. Innovation funnel In een innovation funnel worden verschillende stages en gates gedefinieerd. Bedoeling hiervan is de grote hoeveelheid aan wilde ideeën op een gestructureerde en onderbouwde manier te reduceren tot één haalbaar en interessant project. Zo wordt de innovatiegraad hoog gehouden. In de stages wordt actie ondernomen: bedenken, testen, onderzoeken. In de gates wordt een beslissing genomen: welke ideeën testen we, welke projecten hebben slaagkansen, welk project kiezen we?

Ideegeneratie

Conceptuitwerking

Figuur 3.1. Innovation Funnel

3.1.2. Innovation funnel bij dit eindwerk Stage 1: Ideegeneratie Hier werden ideeën gelanceerd. Wat zou er kunnen gebeuren met PU-vlokken en PU-poeder. De ideeën waren wild, onvoorspelbaar, nieuw, utopisch. •

Gate 1: 1ste Screening Uit deze reeks werden die ideeën gekozen waar iets van werd verwacht, waar er wel eens een interessante verwerkingsmogelijkheid zou kunnen uitkomen en die haalbaar waren om op kleine schaal te testen.

Stage 2: Empirisch testen In deze stage werden de gekozen ideeën getest om nieuwe en interessante eigenschappen te ontdekken en te onderzoeken. Er werd rationeel omgegaan



_52

met resultaten en er werd geëxploreerd naar mogelijke toepassingen van ontdekte eigenschappen. •

Gate 2: Selectie De testen en hun ontdekte eigenschappen werden besproken binnen een team van experst, ontwerpers en personen met ervaring binnen kunststofverwerking. Nieuwe toepassingsgebieden werden geëvalueerd. Enkele mogelijkheden werden direct geëlimineerd. Er werden een zestal mogelijke pistes geselecteerd.

Stage 3: Verder onderzoek Op deze zeven pistes werd verder research losgelaten. Wat was er al gebeurd met deze materialen? Hoe groot waren de markten van deze materialen? Wat kon de marktgrootte worden voor de toepassing? Wat waren de voordelen van de toepassingen? Werkte de toepassing effectief? Zouden er nog bijkomende testen moeten uitgevoerd worden? •

Gate 3: Objectieve selectie van drie pistes Uit de zeven mogelijkheden werden er drie gekozen op basis van de objectieve eisen die vertaald werden uit de projectfiche.

Stage 4: Subjectieve reflectie De drie pistes werden op een subjectieve manier beoordeeld. Wat was de matching met de sector comfortschuim? Wat waren de persoonlijke voorkeuren? Was er interesse vanuit de betrokken industrie? •

Gate 4: Subjectieve keuze Op basis van gesprekken tussen de betrokkenen werd op een subjectieve manier de keuze bepaald.

Hierna wordt elke Stage en elke Gate gedetailleerd besproken.



_53

3.2. Stage 1, Gate 1: Exploratie In het begin werden er een heleboel ideeën gespuid. Wat gebeurt er als PU trim foam gemengd worden met product x, product y? Bijvoorbeeld, wat zou er gebeuren, mocht men PU-poeder of PU-vlokken … … mengen met ABS, PS, silicone, PU, epoxy, polyester, lijm, verf? … mengen met gips, beton, cement, plamuur, houtpasta, klei? … lamineren tussen twee houten platen, twee thermoplasten? … enzovoort … Deze exploratieronde leidde tot volgende lijst met verwerkingsmaterialen: 1. Mineralen • Binnenvulmiddel • Gips • Metselspecie • Beton 2. Kunststoffen • Epoxy • Polyester • Polyurethaan • Silicone • Thermoplasten • PVC • Vacumeren 3. Lijmen • Houtlijm • PU-lijm • PVC-lijm • Contactlijm 4. Andere • Klei • Latex-verf • Houtpasta • Poederlakken De vetgedrukte mogelijkheden werden in stage 2 van de Innovation Funnel effectief uitgetest. Deze • • •

selectie werd gemaakt op basis van volgende criteria: Was de verwerkingsmethode relevant? Was deze nieuw? Was ze haalbaar op kleine schaal?



_54

3.3. Stage 2: Testen van verwerkingsmogelijkheden 3.3.1. Testprocedure Er werden een 50-tal testen uitgevoerd met een 10-tal materialen. Om de resultaten van de verschillende testen met elkaar te kunnen vergelijken en te toetsen aan de eisen uit de projectfiche, werd volgende testprocedure opgesteld. Er werd gebruikt gemaakt van mallen van 150x150mm. De hoogte was afhankelijk van de test. Per materiaal werden verschillende testen uitgevoerd, voornamelijk met een verschillende hoeveelheid PU trim foam materiaal. Elk materiaal dat gebruikt werd, kreeg een nummer, bestaande uit 3 cijfers. Elke test kreeg een nummer, bestaande uit 2 cijfers. Zo kon per materiaal alle gegevens over een bepaalde test opgezocht worden. Een test kreeg bijvoorbeeld het nummer 101/03. Dan betekende 101 bijvoorbeeld plamuur en 03 betekende dat dit de 3de test was. Van elke test werden volgende specificaties en parameters bijgehouden: • naam test • nummering test • materialen • recept • hoe gemengd, hoe bewerkt • omgevingstemperatuur en luchtvochtigheid (indien van belang) • eigenschappen tijdens mengen • eigenschappen na mengen • eigenschappen na uitharden, uitreageren… Deze gegevens werden zowel op papier als in een Excel werkblad bijgehouden. Bij mogelijk interessante verwerkingsprocessen werden mogelijke producten bij gedacht en verder uitgewerkt. Op basis hiervan kon dan een evaluatie gebeuren tegenover de eisen en wensen. Op de volgende pagina’s bevinden zich de testresultaten van de verschillende verwerkingsprocessen. De gebruikte materialen zijn te vinden in bijlage B.1. vanaf pagina B5. De complete testfiches bevinden zich in bijlage in hoofdstuk B.2 vanaf pagina B14.



_55

3.3.2. PU-poeder (Nr. 100)

Vooreerst werden enkele proeven uitgevoerd met het PU-poeder zelf. Er waren namelijk nog maar weinig specificaties bekend over dit materiaal. In de volgende testen werd de bestendigheid van het PU-poeder tegen hitte en vuur onderzocht. In een eerste test werd PU-poeder op een bord gelegd, een deel op een hoop, een ander deel verspreid. Dit bord verdween voor een bepaald aantal minuten in een voorverwarmde oven op 225°C. Hoe langer het PU-poeder in de over verbleef, hoe geler deze ging zien. Ook plakte het PU-poeder steeds meer aan elkaar. Maar het poeder bleef poeder, ook na 15min in de over. Dit betekende dus dat PU-poeder de temperaturen zou kunnen weerstaan die ontstaan in bepaalde verwerkingsprocessen.

Figuur 3.2. PU-poeder voor en na de oventest In een tweede test werd een hoop PU-poeder op een baksteen gelegd. Deze werd in contact met een vlam gebracht. Na overslag werd de vlam verwijderd. Het PU-poeder brande zo goed als volledig op. Het verkoolde en vormde een krokant laagje boven het klein beetje resterende poeder.

Figuur 3.3. Verbranden van PU-poeder



_56

3.3.3. Mineralen 3.3.3.1. Plamuur (Nr. 101)

Deze test maakte gebruik van binnenvulmiddel "Polyfilla", PU-poeder en water. In deze test werd PU-poeder bij het binnenvulmiddelpoeder gemengd, het water werd erbij gemengd en het mengsel werd in een mal geplamuurd. Verwacht werd dat het nieuwe materiaal beter bestand zou zijn tegen boren en het innagelen van nagels. Het materiaal leek op melamineschuim of fenolharsschuim. Het zoog geen water op. Er was een merkbare volumevermeerdering en het materiaal had waarschijnlijk betere akoestische en thermische eigenschappen. Bovendien was het mogelijk nagels en dergelijke in het plamuur te kloppen zonder breuk. Opschuren bleek wel moeilijker en het materiaal was veel minder sterk en verpulverde snel.

Figuur 3.4. PU-poeder bij plamuur



_57

3.3.3.2. Metselspecie (Nr. 102)

De gebruikte materialen waren voorgemengde metselspecie, PU-poeder, PUvlokken en water. Bij een eerste test werd bij de metselspecie poeder gemengd, gevolgd door het water. Vervolgens werd alles in een mal gegoten. Verwacht werd dat het nieuwe materiaal betere isolatie-eigenschappen zou hebben. Het resultaat van deze test was dat de metselspecie niet meer bond bij hoge hoeveelheden vlokken of poeder. Het verkregen materiaal verpulverde bij de minste aanraking in een hydrofoob poeder. Er rezen enkele vragen die konden leiden tot toepassingen. Wat zou er gebeuren mocht men het materiaal bakken tot een keramisch materiaal? Zou het resultaat dan een poreuze/actieve baksteen zijn? Zouden specificieke katalysatoren langs de PU-drager in het nieuwe keramische materiaal in een actieve matrix kunnen gebracht worden om gebruikt te worden in een wervelbed reactor?

Figuur 3.5. PU-poeder bij metselspecie _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_58

In een tweede test werden metselspecie en PU-vlokken met elkaar vermengd, hierbij werd water gevoegd en het geheel werd in een mal gegoten. Dit materiaal was zwakker dan bij de toepassing met het zuivere cement. Bij breuk echter zorgden de PU-vlokken nog voor een zwakke binding tussen de twee gebroken stukken. Een extra (kleine) kracht was nodig om het materiaal in twee te breken.

3.3.3.3. Betonspecie (Nr. 103)

De gebruikte materialen zijn voorbereide betonspecie merk "HUBO", PU-poeder, PU-vlokken en water. In een eerst test werd PU-poeder bij de betonspecie gemengd, er werd water bij gemengd en het mengsel werd in een mal gegoten. Verwacht werd dat het nieuwe materiaal betere isolatie-eigenschappen zou hebben. Het resultaat was echter dat het materiaal net als metselspecie zo goed als verpulvert bij de minste aanraking. De chemsiche reactie die bij het uitharden van beton plaatsvindt, werd zo goed als volledig teniet gedaan. Bij de tweede test werden PU-vlokken bij de betonspecie vermengd, er werd water bij gemengd en alles werd in een mal gegoten. De vlokken zorgden ervoor dat het beton bij breuk niet versplinterde (cfr folie op autoglas). Ze gaven dus een (kleine) extra sterkte aan het beton. Dit was zowat hetzelfde principe als metaal in gewapend beton, alleen zijn de krachten veel kleiner. Een bijkomende vraag was wat er gebeurt als het poeder eerst in het water wordt vermengd en pas daarna bij het beton? Bij toepassing in de wegenbouw waren waterdoorlaatbare wegen een optie.

Figuur 3.6. PU-poeder bij betonspecie _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_59

3.3.3.4. Gips (Nr. 104)

De gebruikte materialen zijn universele gips, PU-poeder en water. In deze test werd PU-poeder bij het gips gemengd, er werd water bij gemengd en het mengsel werd in een mal geplamuurd. Het materiaal kreeg een groter volume. Het zoog water op. Het was beter bestand tegen het inkloppen van nagels zonder te breken. Het had waarschijnlijk betere akoestische en thermische eigenschappen. Door de betere verwerkbaarheid (zachter) kon via het productieproces hoogwaardiger "platen" of ander materiaal vervaardigd worden. In toepassing van gipsplaten kon men lichtere/stijvere platen krijgen.

Figuur 3.7. PU-poeder in gips



_60

3.3.4. Kunststoffen 3.3.4.1. Epoxy (Nr. 201)

De gebruikte materialen zijn epoxy EPR 320, harder 585, PU-poeder en PUvlokken. In de eerste test werden epoxy en harder gemengd, daarna werd PU-poeder bijgemengd. Alles werd in een mal gegoten. Verwacht werd dat het PU-poeder de eigenschappen van epoxy niet zou veranderen maar eerde als vulmiddel op zou treden. In de tweede test werden harder en epoxy gemengd, daarna werden vlokken bijgemengd. Het geheel werd in een mal gegoten. Een eerste opvallend resultaat was de groene kleur van het nieuwe materiaal, veel groener dan de oorspronkelijke kleur van het PU-poeder. Een toepassing zou het inkleuren van de kunststof met het poeder kunnen zijn. Hiermee zou kleurpigment – wat heel duur is – gerecupereerd kunnen worden via het poeder. Het volume kunststof steeg merkbaar. Het PU-poeder zou kunnen werken als microballoons in de epoxy, waardoor een stijver materiaal verkregen zou worden. Het nieuwe materiaal was in ieder geval niet merkbaar minder stijf. Toepassingen zouden zich bevinden in auto's, zijpanelen voor bussen, jachten... Een andere mogelijke eigenschap was die van het zelfherstellende materiaal. Er bestond de mogelijkheid dat er niet uitgeharde componenten epoxy vervat zaten in de PU-poeder korrels. Wat zou er gebeuren mocht de plaat gebogen worden? Zou er een nieuwe reactie optreden, waardoor de plaat op zijn nieuwe positie hard zou worden? Zou je op deze manier een zelfherstellende plaat krijgen?

Figuur 3.8. PU-poeder en PU-vlokken in epoxy _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_61

3.3.4.2. Polyester (Nr. 202)

De gebruikte materialen zijn polyester giethars 328, harder MEKP, PU-poeder en PU-vlokken. In een eerste test werd de harder goed onder de polyester vermengd, waarna het PU-poeder erbij gemengd werd. Alles werd in een mal gegoten. Verwacht werd dat het PU-poeder de eigenschappen van polyester niet zou wijzigen en als vulmiddel zou optreden. In een tweede test werd in plaats van PU-poeder PU vlokken bijgemengd. Bij hoge percentages PU-poeder harde het polyester trager uit. Net als bij epoxy is er is recuperatie van pigment. Er was geen merkbare vermindering in stijfheid van het nieuwe materiaal. Het bijmengen van poeder verhoogde de viscositeit van het mengsel en bemoeilijkte de verwerkbaarheid. Het viel op dat er weinig polyester nodig is om de vlokken met elkaar te binden. Dit was te vergelijken met de bonded foam, waar ook een 20-25% bindmiddel nodig is om de vlokken te binden.

Figuur 3.9. PU-poeder en PU-vlokken in polyester



_62

3.3.4.3. Poly-Urethaan (Nr. 203)

De gebruikte materialen zijn PU-hars (6KNS1 A, 6KNS1 B), PU-rubber (UR 5835 Polyol, UR 5801 Isocyanaat), PU-poeder en PU-vlokken. 3.3.4.3.1. Hars In een eerste test werd bij elk component van het hars (A en B) PU-poeder gemengd. Daarna werden A en B bij elkaar gemengd en in een mal gegoten. Verwacht werd dat het nieuwe materiaal een verspaanbare plaat zou vormen. In de tweede test werd bij elke component van het hars vlokken gemengd. Daarna werden A en B bij elkaar gemengd en in een mal gegoten. Het bijvoegen van poeder was een vorm van pigmentrecuperatie. Hoe meer poeder bijgevoegd wordt, hoe beter de plaat bewerkbaar wordt voor schroeven, frezen, zagen... Hoe hoger de concentratie PU-poeder was, hoe viskeuzer het mengsel werd en hoe moeilijker dit mengsel te gieten was.

Figuur 3.10. PU-poeder en PU-vlokken in PU-hars



_63

3.3.4.3.2. Rubber In de eerste test werden de twee componenten van de PU-rubber bij elkaar gemengd. Daarna werd PU-poeder bijgemengd en het geheel werd in een mal gegoten. In de tweede test werden de twee componenten van het PU-hars bij elkaar gemengd. Daarna werden vlokken bijgemengd en het geheel werd in een mal gegoten. Na het bijvoegen van PU-poeder behield het rubber zijn rubberachtige eigenschap. Hoe meer PU-poeder er werd bijgemengd, hoe sterker en hoe minder elastisch het rubber werd. Dit zou toepassingen kunnen vinden in rubberen wieltjes, drukpersen, andere gietrubberen toepassingen, rubbervloeren...

Figuur 3.11. PU-poeder en PU-vlokken in PU-rubber _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_64

3.3.5. Houtlijm (Nr. 401)

De gebruikte materialen zijn houtlijm (Bison) en PU-poeder. In deze test werd PU-poeder bij de houtlijm gemengd. Met dit mengsel werden twee blokjes MDF aan elkaar gelijmd. Verwacht werd dat de lijm beter schokken zou kunnen opvangen. Zelfs met 2g PU-poeder op 5g houtlijm bleef er een stevige hechting. Het was waarschijnlijk dat deze verbinding gemakkelijker schokken kan opvangen, maar dit was moeilijk te meten. Nadeel aan deze nieuwe lijm was de veel stroperiger massa, waardoor aanbrengen van de lijm moeilijker werd. Een oplossing hiervoor zou kunnen zijn dat deze lijm als een soort pasta of lijmkit zou worden gebruikt.

Figuur 3.12. PU-poeder en PU-vlokken in houtlijm



_65

3.3.6. Latexverf (Nr. 302)

De gebruikte materialen waren latexverf (Levis) en PU-poeder. In deze test werd PU-poeder bij de latexverf gemengd. Met dit mengsel werd een blokje hout voorzien van 1 laag verf. Verwacht werd dat het poeder de thixotropie van de verf zou verhogen. De thixotropie van het mengsel verhoogde. Ze druipte totaal niet en was toch nog relatief gemakkelijk aan te brengen. Het mengen was echter wat moeilijker. Het resultaat was een soort structuurverf. BossPaints zocht reeds lang naar een manier om structuur aan te brengen in hun laklaag. Deze verf zou een goed alternatief kunnen zijn.

Figuur 3.13. PU-poeder en PU-vlokken in latexverf _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_66

3.3.7. Niet uitgevoerde testen In dit hoofdstuk worden enkele testen besproken die gepland waren om uit te voeren, maar om diverse reden niet uitgevoerd werden.

3.3.6.1. Thermoplasten Een voorwaarde voor de thermoplasten waarbij het PU-poeder gemengd zou worden, was dat deze een smelttemperatuur hebben die lager is 200-220°C. Dit was de maximale temperatuur die het PU-poeder aankon (zie test nr.100/01100/03). Polystyreen (PS), Acrylonitriel butadieen styreen (ABS), Polyamide PA en Polyvinylchloride PVC zijn mogelijke thermoplasten. De werkvolgorde voor het mengen zou de volgende zijn: • Het PU-poeder wordt gemengd bij het granulaat van een bepaalde thermoplast • Deze worden via compoundeer extrusie tot een nieuw granulaat gevormd • Dit granulaat kan dan verwerkt worden via spuitgieten en extrusie De verwachtingen voor dit materiaal waren divers. Het PU-poeder zou een vulmiddel kunnen zijn, wat dit materiaal goedkoper zou maken. Wat zou er gebeuren bij de hoge temperaturen die heersen in een extrusie of spuitgietproces? Ook hier kon er sprake zijn van een pigmentrecuperatie. Een ander voordeel zou de betere impactsterkte zijn. Uiteraard moest er ook een extruder gevonden worden die beschermd zou zijn tegen de eventuele abrasie door het niet thermoplastische PU-poeder. De recyclage technieken die gebruikt zouden kunnen worden voor dit nieuwe materiaal zouden dan ook rekening moeten houden met het feit dat dit een mengeling zou zijn van een thermoharder en een thermoplast.

3.3.6.2. Siliconen Ook deze test werd niet uitgevoerd. Verwacht werd dat het PU-poeder/PUvlokken de silicone te veel zou gaan inbinden, wat dit mengsel onverwerkbaar zou maken. Wat er nog zou kunnen gebeuren is dat het PU-poeder bovenaan zou gaan drijven. Een goede menging zou dan niet mogelijk zijn.

3.3.6.3. Poederlakken Het mengen van PU-poeder in poederlakken zou specifiek mogelijk zijn voor laagbakkende lakken. Het PU-poeder zou meer flexibiliteit aan de lak kunnen geven. Hierdoor zou het bijvoorbeeld mogelijk zijn om een plaat te poederlakken die achteraf vacuüm te vormen, zonder het ontstaan van scheuren in de lak.



_67

3.4. Gate 2: Eerste reductie De beslissing op welke verwerkingsmogelijkheid er al dan niet verder onderzoek zou gedaan worden, werd in teamverband gedaan. Door te spreken met mensen uit de sector en met mensen die expertise hebben op het vlak van kunststoffen werden keuzes gemaakt en tegelijk nieuwe ideeën en toepassingen gevonden. Het resultaat waren zes interessante pistes voor de verwerking van PUpoeder/PU-vlokken.

3.4.1. Stop Het vermengen van PU-poeder/PU-vlokken met betonspecie en metselspecie werd verlaten. Er zou teveel (gespecialiseerd) onderzoek nodig zijn om een realistische en concrete toepassing te vinden binnen dit eindwerk. Op het eerste zicht verbrak het PU-poeder de chemische binding van cement en beton. Enkel het vermengen van PU-vlokken in beton gaf onmiddellijk aanleiding tot een toepassing. Ook het vermengen van PU-poeder/PU-vlokken in plamuur, in siliconen en in poederlakken werd niet langer onderzocht. Dit omdat de mogelijke toepassingen niet concreet genoeg en te onzeker zouden zijn en omdat verder onderzoek hiernaar niet haalbaar zou zijn in het kader van dit eindwerk.

3.4.2. Go Thermoplasten Ook al was er nog geen concrete test gebeurd, toch bleek deze verwerkingsmogelijkheid enorm interessant, vooral door de grote potentiële markt en de concrete mogelijke toepassingen. Grootste probleem was de onzekerheid wegens nog niet getest. In een volgende fase zou deze verwerkingsmogelijkheid getest moeten worden. Gips Hiermee werd verder gedaan omdat er concrete toepassing – verwerken tot gipsplaat – gevonden was die vooral qua kostprijs en gewichtsbesparing interessant leek. Andere verwachtingen waren de betere thermische en akoestische eigenschappen van de nieuwe gipsplaat. Wat er in een volgende fase zeker nog onderzocht moest worden, was hoe het nieuwe materiaal zich zou gedragen in combinatie met de gebruikelijke kartonbekleding.



_68

Harsen (Epoxy, Polyester, PU) Deze verwerkingsmethode leek heel interessant. De vermenging van PU-poeder in harsen zorgde in ieder geval voor een pigmentrecuperatie. Er werd ook een volumevermeerdering vastgesteld. Verwacht werd ook dat deze nieuwe harsen stijver kunnen zijn door de werking van het poeder als microballoons. Verder ontstond ook de mogelijkheid om zelfherstellende platen te maken. Er werden ook concrete toepassingen gevonden. PU-rubber Ook op de vermenging van PU-poeder in rubber werd verder gezocht. Er werden interessante eigenschappen ontdekt. Er was de mogelijke volumevermeerdering, het rubber werd sterker en minder plooibaar. Er waren talloze toepassingen gevonden: rubberen wielen, tandwielen, drukrollen... Latexverf Hier werd ook verder op gezocht omwille van de mogelijkheid om textuurverf te ontwikkelen. Daarnaast waren er enkele interessante eigenschappen zoals de grotere thixotropie. Houtlijm Het PU-poeder in houtlijm doet geen merkbare afbreuk aan de lijmkracht. De mogelijkheid op een betere bestendigheid tegen schokken moest in een volgende fase zeker nog onderzocht worden. Er zijn wel enkele toepassingen in lijmen, maar ook in kitten, pasta's....



_69

3.5. Stage 3: Beoordelen van deze zes pistes In stage drie worden de zes interessante verwerkingsmogelijkheden beoordeeld op concrete en objectieve factoren. De punten van verschil waren de onzekerheid over de haalbaarheid van de nieuwe verwerkingsmogelijkheid, het verschil in potentiële marktgrootte en het verschil in behoefte. De verwerkingsmogelijkheden werden aan de hand van onderstaande lijst gewaardeerd. •

Verschil in onzekerheid: o Zijn er testen uitgevoerd? Ja = 3 Nee = 1 o Werd er een concrete toepassing gevonden waar deze technologie in toegepast kan worden? Heel concreet (je kan het product met de vinger aanwijzen) = 9 Vaag (je kan het product met een handbeweging aanduiden) = 3 Nee = 1

•

Verschil naar marktgrootte o Naar mengverhouding Mengverhouding PU/ander materiaal 30% < x < 50% = 9 Mengverhouding PU/ander materiaal 10% < x < 30% = 3 Mengverhouding PU/ander materiaal < 10% = 1 o Naar potentiële markgrootte (de verhoudingen van de marktgrootte zijn ingeschat naar eigen vermogen en op basis van informatie op het internet) thermoplasten = 9 thermoharders = 7 gips = 6 PU-rubber = 4 Latex-verf = 3 Houtlijm = 1

•

Verschil in behoefte o Alternatieve/gelijkaardige producten: De toepassing wordt op andere manier opgelost door gebruik van 1 materiaal = 1 De toepassing wordt op andere manier opgelost door gebruik van meerdere materialen = 3 De toepassing wordt nog niet opgelost = 9



_70

3.5.1. Thermoplasten Er bestonden al enkele technologieën om de impact van thermoplasten te verhogen. • Polystyreen: Er bestaat momenteel een combinatie van PS en een rubber dat HIPS noemt (High Impact PolyStyrene). Misschien zou een combinatie van PS met PU-poeder eenzelfde effect bekomen. Wat zou de impact van het PUpoeder op de stijfheid zijn? • Acrylonitrile butadiene styrene (ABS): ABS is op zich al een mengsel van een rubber (butadieen) met styreen. Daardoor heeft het een verhoogde impact resistentie. Een mengsel van ABS met PU-poeder zou deze nog kunnen verhogen. • Polyamide (PA): PA bestaat uit ketens van amides. Het resultaat van een combinatie tussen PA en PU-poeder is moeilijk te voorspellen. • Polyvinylchloride (PVC): Momenteel wordt in grote hoeveelheden kalk als vulmiddel toegevoegd. Allerlei weekmakers en stabilisatoren worden toegevoegd om PVC zijn mehcanische eigenschappen als impactsterkte te geven. PU-poeder zou kunnen helpen in deze materialen om de impactsterkte te verbeteren. PU-poeder zou in ieder geval zorgen voor pigmentrecuperatie in de thermoplasten. De wereldwijde markt voor thermoplasten besloeg 167.1 miljoen ton. De markt in België is 7495 duizend ton groot. Effectieve testen konden niet uitgevoerd worden. Beoordeling: • Onzekerheid: test niet uitgevoerd, vage productomschrijving (stijfheid verbeteren, impactresistentie, volumevermeerdering) = 1*3 = 3 • Marktgrootte: mengverhouding waarschijnlijk klein, marktgrootte 7495 miljoen ton = 1*9 = 9 • Behoefte: er bestaat een alternatief (butadieen): 1 Eindbeoordeling: 3 + 9 + 1 = 13 Commentaar: Een verwerkingswijze die eerst heel interessant leek, bleek mathematisch toch niet een groot voordeel te zijn. Dit kwam vooral door de hoge onzekerheid en de wellicht kleine afzetmarkt. Ook al is de wereldwijde markt enorm hoog, de mengverhouding werd laag geschat. Mocht uit testen blijken dat de mengverhouding toch hoger kon zijn, dan zou deze materiaalcombinatie toch een groot potentieel kunnen hebben. Testen waren hier dus onontbeerlijk, maar deze verwerkingsmethode blijft interessant. Waarom zou dit dus geen goed project zijn voor een eindwerk volgend jaar?



_71

3.5.2. Gips Er werd een test uitgevoerd om de hechting van gips vermengd met PU-poeder aan karton te onderzoeken. De hechting was er, maar deze was toch minder dan met zuiver gips. Toch was de toepassing van dit nieuwe materiaal in gipsplaten een heel concrete, mogelijke toepassing. Deze gipsplaten zouden tijdens het productieproces beter kunnen verwerkt worden. Andere voordelen waren het lichtere materiaal, de betere bestendigheid tegen het inkloppen van nagels en waarschijnlijk de betere thermische en akoestische eigenschappen. Nadeel waren echter dat dit nieuwe materiaal brosser is en minder goed op te schuren valt. Het PU-poeder zou ook de verbinding tussen CaSO4 en H2O verhinderen. Er bestonden echter al systemen met flexibele platen waar afrondingen tot straal 400mm kunnen uitgevoerd worden. De vraag was dus of de sector wacht op een dergelijke nieuwe gipsmengeling. De marktgrootte besloeg wereldwijd ongeveer 12 miljoen ton Beoordeling: • Onzekerheid: test uitgevoerd, concreet product (gipsplaten) = 3*9 = 27 • Marktgrootte: mengverhouding eerder klein, markt grootte van 12 miljoen ton = 1*6 = 6 • Behoefte: weinig, er bestaan alternatieven = 1 Eindbeoordeling: 27 + 6 + 1 = 34 Commentaar: Het voordeel van het makkelijker kunnen inkloppen van nagels en het beter kunnen (na)bewerken van de gipsplaten, zou deels te niet gedaan worden doordat het materiaal bij hoge mengverhoudingen gemakkelijk kan afbrokkelen en niet schuurbaar zou zijn. Hierdoor zou het enkel onzichtbaar (bijvoorbeeld in gipsplaten) te verwerken zijn. Het grote voordeel zou de volumevermeerdering zijn, waardoor minder gips nodig is en op het gewicht bespaard zou kunnen worden. Verder onderzoek zou moeten uitwijzen of de prijs van PU-poeder ten opzicht van gips dit toelaat.



_72

3.5.3. Harsen (Epoxy, Polyester, PU) De vermenging van PU-poeder in harsen zou vele voordelen hebben: pigmentrecuperatie, stijvere harsen door de werking van het poeder als microballoons, lichtere en sterkere harsen en misschien zelfs zelfherstellende platen. De sterkte van het materiaal zou niet verminderen. Er bestaan momenteel al heel wat vulmiddelen voor harsen die het materiaal op een of andere manier verrijken. Er volgt een kort overzichtje: • Microballoons: Dit zijn phenol glasbolletjes, ze verstevigen het hars • Microlight: Deze zorgen voor een gladde afwerking en betere opschuurbaarheid • Multisphers: Deze zorgen ook voor een betere opschuurbaarheid, maar er is nog een afwerkingslaag voor lakken nodig • Multifibres: Deze absorberen het hars waardoor deze snel indikt. Onder druk geven ze het hars weer af. Ze zijn geschikt voor het goed verlijmen van twee stukken en zorgen voor een ruw oppervlak • Superfil: Dit is een goedkoop maar zwaarder alternatief voor Microlight • Aerosil: Dit is een verdikkingsmiddel en zorgt voor een hard, glad en sterk hars • Schuurstof: Dit is een goedkoop maar minder kwalitatief alternatief voor microlight • Grafietpoeder: Deze zorgt voor het inkleuren en slijtvaster maken van het hars • Koperpoeder: Dit is koperoxide en zorgt voor een krasvastere en hardere afwerkingslaag • Pigmentpasta: Deze zorgt voor het inkleuren van epoxy Deze vulstoffen hadden allemaal met elkaar gemeen dat ze duur zijn, met prijzen tussen de € 2 en de € 25 voor 100g. Ter vergelijking, de prijs van PU trim foam stond op 20ct/kg! Een vulstof van PU-poeder zou de betere sterkte van microballoons combineren met pigmentrecuperatie en waarschijnlijk ook enkele eigenschappen van multifibres: het onder druk hars afgeven Beoordeling: • Onzekerheid: test uitgevoerd, concreet product (boten, auto-onderdelen) = 3*9 = 27 • Marktgrootte: mengverhouding tussen de 30% tot 50% mogelijk, grote afzetmarkt = 9*7 = 63 • Behoefte: alternatieven, maar door meerdere vulstoffen = 3 Eindbeoordeling: 27 + 63 + 3 = 93



_73

Commentaar: Het testen van PU-poeder met harsen bracht tal van voordelen aan het licht: pigmentrecuperatie, microballoon werking, volumevermeerdering. Het verwerken van PU-poeder in harsen (epoxy, polyester) zou geen probleem mogen zijn: er werden al talrijke vulmiddelen gebruikt. Maar geen van deze bestaande vulmiddelen combineerde de voordelen die het PU-poeder zou hebben. Hoge mengverhoudingen zouden mogelijk kunnen zijn. Samen met een hoge afzetmarkt voor kunststof harsen (onder andere in de transportsector: bootrompen, autobumpers, maar ook in helmen, afschermkappen…), kreeg deze materiaalcombinatie een hoog beoordelingscijfer mee. Verdere testen zouden moeten uitwijzen hoeveel stijver het materiaal zou worden. Zou het mogelijk zijn om trim afval op kleur te sorteren (PU-poeder als pigment)? Zou het zelfherstellend materiaal haalbaar zijn?

3.5.4. PU-rubber Het bijmengen van PU-poeder in rubber zou volgende voordelen hebben: volumevermeerdering, een lichter, sterker en minder flexibel rubber. Dit zou toepassing vinden in rubberen wielen, tandwielen, drukrollen... Er bestonden enkele vulstoffen die PU-rubbers gebruikt worden: • So-flex: Deze vermindert de hardheid en maakt de rubber soepelder • So-strong: Dit zijn kleurpigmenten • Aerosil thixotropeerpoeder: Deze maakt de PU-rubber pasteuzer en strijkbaarder Informatie over mogelijke marktgrootte was moeilijk te vinden. Beoordeling: • Onzekerheid: test uitgevoerd, concreet product (rubberen wielen) = 3*9 = 27 • Marktgrootte: mengverhouding hoog, boven 30%, kleinere marktgrootte = 9*4 = 36 • Behoefte: vulkollan geeft ook een sterker rubber, maar geen volumevermeerdering = 3 Eindbeoordeling: 27 + 36 + 3 = 66 Commentaar: Deze materiaalcombinatie scoort hoog. Door de volumevermeerdering zou minder PU-rubber gebruikt moeten worden. Verdere testen zullen moeten uitwijzen hoe groot het effect zou zijn van het PU-poeder op de sterkte. Mengverhouding zou hoog kunnen zijn, de markt is eerder klein. Momenteel bestaat een product Vulkollan die als superieur wordt beschouwd, maar deze is duur. Er worden momenteel weinig vulmiddelen gebruikt in PU-rubber. Daarom alleen al zou het interessant zijn om de invloed van PU-poeder op het PU-rubber te onderzoeken. _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_74

3.5.5. Latexverf De voordelen van PU-poeder bijgemengd in latexverf zouden meer thixotropie (verf druipt minder, toch relatief vlot schilderbaar) en de mogelijkheid om structuur in de verf te brengen zijn. Dit zou zijn toepassing vinden in structuurverf en crepi. Momenteel wordt een structuurverf gemaakt door toevoegen van zandkorrels. Deze zorgen echter voor harde structuur. PU-poeder Zou een zachter eindresultaat met zich meebrengen. Beoordeling: • Onzekerheid: test uitgevoerd, concreet product (structuurverf) = 3*9 = 27 • Marktgrootte: mengverhouding laag, +- 10%, kleine marktgrootte = 1*3 =3 • Behoefte: 1 alternatief gevonden = 1 Eindbeoordeling: 27 + 3 + 1 = 31 Commentaar: Er wordt veel onderzoek gedaan naar het maken van structuurverf. Momenteel gebruikt men zandkorrels. Dit geeft een harde structuur. PU-poeder zou voor een zachtere structuur zorgen. Door te spelen met de korrelgrootte zouden nog variaties gevonden kunnen worden.. De mengverhouding Pu-poeder/latexverf was echter eerder klein.

3.5.6. Houtlijm Bij het bijmengen van PU-poeder in houtlijm bleef de verbinding stevig. Voordeel was dus dat een deel van de houtlijm vervangen zou kunnen worden door PUpoeder. Waarschijnlijk zou deze mengeling ook beter bestand zijn tegen schokken. Deze verwerkingsmogelijkheid zou toepassing vinden in lijmen, maar ook in kitten en pasta’s. Over huidige samenstellingen van lijmen is weinig te vinden. Er zou hiervoor nauw samengewerkt moeten worden met lijmfabrikanten. Beoordeling: • Onzekerheid: test uitgevoerd, vaag productengamma: lijmen, voegkitten… = 3*3 = 9 • Marktgrootte: mengverhouding hoog: 40%, kleine marktgrootte = 9*1 = 9 • Behoefte: geen alternatieven gevonden = 9 Eindbeoordeling: 9 + 9 + 9 = 27



_75

Commentaar: Naast allerlei chemische additieven zoals brandvertragers, watervastheid, bestonden er geen vulmiddelen om met lijm te vermengen. Dit maakte het juist interessant om deze piste te onderzoeken. Immers, ook bij hoge mengverhoudingen (tot 40%), zou deze lijm zijn sterkte behouden. Verdere testen zouden moeten uitwijzen hoeveel het sterkteverlies of winst is.

3.6. Gate 3: Objectief kiezen De resultaten van Stage 3 zijn hieronder samengevoegd:

1 1 9 9 1 9

9 6 7 4 3 1

Alternatieven

3 9 9 9 9 3

Marktgrootte

1 3 3 3 3 3

Mengverhouding

Toepassing

Pistes Thermoplasten Gips Harsen PU-rubber Latexverf Houtlijm

Test uitgevoerd

(On)zekerheid Marktgrootte Behoefte

1 1 3 3 1 9

Totaal 13 34 93 66 31 27

Tabel 3.1.: Objectieve keuze Hieruit bleek dat het bijmengen van PU-poeder bij harsen, bij gips en bij PUrubber het meest aantrekkelijk zou zijn. Op twee en drie stond respectievelijk het PU-rubber en het gips. Toch kon besloten worden dat er ook voor de drie andere een mogelijke uitwerking open ligt. Dit zou voer kunnen zijn voor nog uitgebreid onderzoek.



_76

3.7. Stage 4, Gate 4: Subjectieve keuze Om de uiteindelijke keuze te maken, werd gebaseerd op enkele puur subjectieve criteria. • Waar kon de sector comfortschuim zich in vinden? • Waar kon de projectleider van dit eindwerk zich in vinden? • Wat was de aantrekkelijkste piste? • Welke piste had het beste imago? Dit overleg werd gevoerd in overleg met de opdrachtgever (Danny Martens, Business Unit Manager Flexible Foam, Recticel nv) en de projectleider (Pieterjan Hantson, student, PIH). Er werd gekozen voor het bijmengen van het PU-poeder bij harsen. Danny Martens voelde dit aan als het meest voor de hand liggende verwerkingsprocédé en de markt met het grootste potentieel. Voor Pieterjan Hantson was het ook de grootste uitdaging en interessant genoeg. Puur subjectief leek het voor Pieterjan Hantson interessanter om PU-poeder in polyester te verwerken die – wie weet – verwerkt wordt in boten, autobumpers en dergelijke dan om bijvoorbeeld bezig te zijn met rubberen wieltjes van een winkelkar. Er werd contact opgenomen met VossChemie bvba, een grote speler in de harsverwerkende industrie. Ook zij bleken geïnteresseerd om mee te werken aan dit eindwerk en het verwerkingsprocédé. Het bijmengen van PU-poeder bij harsen werd dan ook de definitieve keuze.



_77

4. Materiaaleigenschappen De materiaaleigenschappen van het nieuwe materiaal werden grondig bestudeerd. In dit hoofdstuk worden trek en impactsterkte, densiteit, uithardingseigenschappen, bewerkingsmogelijkheden… besproken. Daarnaast worden enkele toepassingen van het nieuwe materiaal toegelicht. Werkvoorbereidingen voor de verschillende testen zijn terug te vinden in bijlage B.3. vanaf pagina B30.

4.1. Materiaaleigenschappen 4.1.1. Treksterkte en impactbestendigheid Deze testen gebeurden in samenwerking met het VKC (Vlaams Kunststoffen Centrum).

4.1.1.1. De test Vanuit het VKC werden de standaardvormen voor trekstaafjes en de impactstaafjes verkregen. Van deze vormen werd een negatief model gemaakt in silicone rubber. Hierin werd het polyester met het PU-poeder in verschillende gradaties gegoten en zo worden standaard trekstaafjes en impactstaafjes bekomen in het nieuwe materiaal.

Figuur 4.1. Trek en impactstaafjes De trekproeven werden uitgevoerd volgens norm EN ISO 527-2 en de impactproeven volgens norm EN ISO 179, allebei met de trekbank en impactbank van het VKC.



_78

Figuur 4.2. Impacttest

Figuur 4.3. Trektest

4.1.1.2. Resultaten •

Hoe meer PU-poeder, hoe minder sterk het materiaal Kracht bij breuk 40

Kracht bij breuk (Mpa)

35 30 25 Polyest er 4782

20

Polyest er 4779

15 10 5 0 0,00

19,26

34,17

46,06

55,76

Volum eprocent (%)

Grafiek 4.1. Kracht bij breuk Bij ongeveer 20% volume poeder bijgemengd bij het polyester, halveerde de sterkte. Bij toepassingen waar sterkte een must is, zal dit materiaal niet meer voldoen boven 20% volume bijgemengd.



_79

•

Verschillende gradatie aan PU-poeder, geen invloed op de impactsterkte Im pact resistance (kJ/m ²) 4

Impact resistance (kJ/m²)

3,5 3 2,5 Polyester 4782

2

Polyester 4779

1,5 1 0,5 0 0,00

19,26

34,17

46,06

55,76

Volum eprocent (%)

Grafiek 4.2. Impact Resistance De slagvastheid van het nieuwe materiaal bleef gelijk, ook bij hoge mengverhoudingen polyester/poeder. Impactsterkte is dus de grote troef bij het nieuwe materiaal, treksterkte is een nadeel in dit materiaal.

4.1.2. Vormtest op impact 4.1.2.1. De test Er werd eerst getest hoe goed het materiaal compatibel zou zijn met glasvezelmat. Hiervoor werden twee stukjes glasvezel gedeeltelijk over elkaar gelamineerd met polyester waar verschillende gradaties PU-poeder aan toegevoegd werd.

Figuur 4.4. Compatibiliteit met glasvezel _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_80

Daarnaast werd in een tweezijdig gekromde mal één laag glasvezel gelamineerd met polyester en verschillende gradaties PU-poeder.

Figuur 4.5. Het lamineren van de vormen Deze vormen werden onderworpen aan een impacttest. De vormen werden in een opstelling ingeklemd. Vanaf verschillende hoogten viel een hamer op het vormstuk. Bij elke gradatie werd bijgehouden wanneer spanningen, barsten en breuken optraden.

Figuur 4.6. De opstelling


Figuur 4.7. Het testen


_81

4.1.2.2. De resultaten •

Het materiaal was compatibel met glasvezel. Het verwerken van het materiaal verliep wel stroever

•

Hoe groter de gradatie PU-poeder, hoe beter het materiaal tegen de val van de hamer bestand is

Optreden van spanningen, barsten en breuken

Valhoogte van de hamer (cm)

180 160 140 120 Spanning

100

Barst 80

Breuk

60 40 20 0 0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

Gradatie bijgemengde PU-poeder (V%)

Grafiek 4.3. Optreden van spanningen, barsten en breuken Spanningen (witte verkleuringen in het materiaal) deden zich bij alle gradaties van PU-poeder voor bij een val van ongeveer dezelfde hoogte. De hoogste val waarbij barsten (spanningen die een lijn vormen) pas optraden, was bij gradaties van PU-poeder rond 15V%. Breuken deden zich bij grote gradaties aan PU-poeder niet voor. Dit bevestigde de eerdere test waaruit bleek dat de impactsterkte van het nieuwe materiaal bij bepaalde gradaties piekt en niet daalt bij hogere gradaties aan PU-poeder. •

Vormen uit polyester met PU-poeder leken meer door te buigen dan vormen uit zuiver polyester bij een val van op gelijke hoogte

•

Vormen uit polyester met PU-poeder leken een grotere veerkracht te bezitten

Dit materiaal zou dus uitermate geschikt zijn voor toepassingen waarin impactsterkte, het opvangen van schokken zonder breuk, van belang is. De ideale mengverhouding bleek te liggen tussen de 15 en 20 V% bijgemengde PUpoeder.



_82

4.1.3. Densiteit 4.1.3.1. De test De densiteit van het nieuwe materiaal werd opgemeten volgens de wet van Archimedes. In gelijke potjes werd telkens (ongeveer) eenzelfde volume van polyester met verschillende gradaties van PU-poeder gegoten. Het gewicht en het volume van het potje zonder inhoud werd opgemeten. Vervolgens werden het gewicht van de verschillende potjes met inhoud opgemeten. Daarna werd water in de potjes bijgevoegd tot aan de rand. De potjes werden opnieuw gewogen en het gewicht van het water was een maat voor het volume van de inhoud. Hieruit werd de densiteit bepaald.

Figuur 4.8. Densiteitstest


Hoe hoger de gradatie PU-poeder, hoe lager de densiteit Densiteit 1,04

Densiteit (kg/m³)

1,02 1,00 0,98 0,96 0,94 0,92 0,90 0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

Mengverhouding (V% PU-poeder)

Grafiek 4.4. Densiteit _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_83

De eerste waarde (zuiver polyester) lag lager dan de andere. Dit kwam waarschijnlijk doordat er bij het uitharden zich barsten voorgedaan hadden. Hierin vormde zich lucht, wat de lagere densiteit van het materiaal verklaarde. Liet men de eerste waarde weg en trok men dan een trendlijn door de grafiek, dan was deze duidelijk lichtjes dalend.

Densiteit (kg/dm³)

Densiteit 1,04 1,03 1,02 1,01 1,00 0,99 0,98 0,97 0,96

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

Mengverhouding

Grafiek 4.4. Densiteit met trendlijn Het nieuwe materiaal zou dus bij eenzelfde volume minder wegen dan zuiver polyester.

4.1.4. Uithardingstijd en uithardingstemperatuur 4.1.4.1. De test Er werden potjes gevuld met polyester gemengd met verschillende gradaties aan PU-poeder. Hiervan werd de geltijd, de uithardingstijd, het temperatuursverloop en de maximale temperatuur bijgehouden. Op het moment van de maximale temperatuur werd de gemeten temperatuur uit het temperatuursverloop vervangen door de maximale temperatuur. Dit geeft een beter beeld. Het bereiken van de maximale temperatuur gebeurde namelijk plots en heel snel, waarna het materiaal snel opnieuw afkoelde.

Figuur 4.9. Uithardingseigenschappen



_84


Hoe meer PU-poeder, hoe langer de uithardingstijd

Uithardingstijd 45

Uithardingstijd (min)

40 35 30 25

Geltijd

20

Hoogste temperatuur

15 10 5 0 0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

Gradatie PU-poeder (V%)

Grafiek 4.5. Uithardingstijd •

Hoe meer PU-poeder, hoe lager de uithardingstemperatuur

Temperatuur (°C)

Uithardingstemperatuur 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

Gradatie PU-poeder (V%)

Grafiek 4.6. Uithardingstemperatuur



_85

•

Na het uitharden koelt het polyester met PU-poeder sneller af dan zuiver polyester Uithardingstijd en temperatuur

200 180 160 1

Temperatuur (°C)

140

2 120

3 4

100

5 6

80

7 60

8

40 20 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tijd (min)

Grafiek 4.7. Temperatuursverloop (1: zuiver polyester, 8: hoge gradatie PU-poeder) •

Er treden tijdens het uitharden minder barsten op bij polyester met PUpoeder dan bij zuiver polyester

De uithardingstijd zou weliswaar langer zijn. Daar zou echter tegenoverstaan dat de uithardingstemperatuur lager zal zijn. Daarenboven zou bij het uitharden de krimp van het materiaal opgevangen worden door het PU-poeder. Dit zou tot gevolg hebben dat mallen minder zullen afzien en het gegoten product geen barsten zal vertonen.

4.1.5. Bewerkingsmogelijkheden Bij de vorige testen zijn de volgende resultaten nog opgevallen bij het verwerken van het polyester met verschillende gradaties aan PU-poeder. •

Hoe meer PU-poeder, hoe viskeuzer het mengsel

Als 20V% PU-poeder bijgemengd werd, was het mengsel nog gietbaar. Boven de 20V% werd het mengsel een soort pasta. Bij nog hoge concentraties kreeg je een brokkelige pasta die meer poeder dan polyester was.



_86

•

Hoe meer PU-poeder, hoe groener het mengsel

Bij het mengen kreeg men een bepaalde kleur groen. Deze werd intenser bij het uitharden. Hoe meer PU-poeder werd bijgemengd, hoe intenser de kleur. Deze kleur was ook opvallend helderder en intenser dan het PU-poeder zelf. Mocht het mogelijk zijn om bij de productie voor het verpoederen de trim foam te sorteren op kleur, dan zou het PU-poeder kunnen gebruikt worden als pigment. Er zou dan sprake zijn van pigmentrecuperatie. Dit zou interessant zijn omdat pigmenten heel dure additieven zijn in kunststoffen. •

Hoe hoger de gradatie aan PU-poeder, hoe slechter de verwerkbaarheid

Bij hogere gradaties aan PU-poeder werd het mengsel brokkelig, plakte het aan elkaar en aan het mes en was het materiaal moeilijker opensmeerbaar. Ook het mengen van de grondstoffen vroeg veel meer energie. •

Hoe meer PU-poeder, hoe minder krasvast het materiaal

•

Hoe meer PU-poeder, hoe meer textuur aan het oppervlak.

•

Hoe meer PU-poeder, hoe gemakkelijker het materiaal te scheuren

4.1.6. Zelfherstellende eigenschappen 4.1.6.1. De test Voor deze test werd twee componenten PU-hars gebruikt. In de ene test werd bij zowel component A als component B werd PU-poeder gemengd, in de andere test PU-vlokken. Er werd materiaal bijgemengd tot zowat alle hars opgezogen was in het PU-poeder of de PU-vlokken. Dan pas werden component A en B bij elkaar gemengd en in een mal gegoten. Het mengsel harde uit. Een vijftal minuten na het uitharden werden zowel bij het hars met de vlokken als het hars met het poeder stukken gesneden. Deze werden onder grote druk op elkaar gedrukt. Een dag na het uitharden werden dezelfde proeven overgedaan.

Figuur 4.10. Op elkaar persen _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_87

4.1.6.2. De resultaten De enige proef die na verloop van tijd aan elkaar bleef hangen, waren de stukken met PU-poeder die na vijf minuten met grote kracht op elkaar waren gedrukt. De andere stukken bleven niet aan elkaar hangen. Mechanische eigenschappen gingen wel sterk achteruit door de hoge concentratie bijgemengde PU-poeder.

Figuur 4.11. Doorsnede van de gelukte test. Er zou dus een potentieel aan zelfherstellende/zelflijmende eigenschappen aanwezig zijn. Dit lukte echter enkel met PU-hars waar PU-poeder bijgemengd werd en als het op elkaar drukken van het materiaal snel na het uitharden volgde. Sterkte ging echter enorm achteruit.



_88

4.1.7. De prijs De densiteit was geweten, dus kon gemakkelijk de prijs van het nieuwe materiaal voor verschillende gradaties aan PU-poeder bepaald worden. Hoe meer PU-poeder er zou worden bijgemengd, hoe goedkoper het materiaal zou worden.

Prijs 20,00 19,50 19,00

Prijs (€)

18,50 18,00 prijs (€/kg)

17,50

prijs (€/l)

17,00 16,50 16,00 15,50 15,00 0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

Volumeprocent (% PU-poeder)

Grafiek 4.8. De prijs van het nieuwe materiaal Bij 20V% PU-poeder bijgemengd bij het polyester zou je per kilogram € 1,50 besparen (verondersteld dat de prijs van PU-poeder € 2/kg is). Aan de huidige stand van het trim foam zou het prijsverschil nog groter zijn. Bij de prijs per volume, trad weer de fout op bij het zuivere polyester. Werd de lijn echter van de andere resultaten doorgetrokken, dan kom je op een besparing van € 2 bij 20V% PU-poeder bijgemengd.



_89

4.2. Toepassingen Dit nieuwe materiaal – PU-poeder bijgemengd bij een hars – zou verschillende toepassingen kunnen hebben: zowel als constructiemateriaal, als gietmateriaal en als zelfherstellend/zelflijmend materiaal. De verschillende eigenschappen zouden voor de ene toepassing echter een voordeel zijn, voor de andere meer een nadeel. In dit hoofdstuk wordt een overzicht gegeven.

4.2.1. Als constructiemateriaal In deze context werd bij constructiemateriaal vooral gedacht aan toepassingen als bootrompen, helmen, auto-onderdelen, machine afdekschilden… De slechte treksterkte bij hogere gradaties aan PU-poeder was hier nadelig. Er zou hier vooral gefocust moeten worden op de impactsterkte. Een toepassing bij uitstek waar treksterkte minder belangrijk was, maar impactsterkte wel, kon een autobumper of een machine afdekschild zijn. De lagere uithardingstemperatuur was hier ook een voordeel. Deze eigenschap zou besparen op de mallen. De langere uithardingstijd speelde echter in het nadeel, omdat deze de doorlooptijd zou verlengen. Een lagere densiteit was hier zeker ook een voordeel, vooral bij autobumpers. Elke gewichtsbesparing wordt als winst beschouwd. Ook de lagere kostprijs was uiteraard een voordeel. De potentiële marktgrootte was voor autobumpers de grootste van de drie toepassingen. Qua recyclagemateriaal betekende deze verwerking vooral een levensduurverlenging voor het PU trim foam.

4.2.2. Als gietmateriaal Door de lage kostprijs diende dit materiaal ook om te gebruiken voor afgietsels. Het feit dat het PU-poeder zou zorgen voor minder barsten bij het uitharden en voor een minder hoge uithardingstemperatuur, was hier een enorm voordeel. De mal zou immers minder beschadigd worden of men zou een materiaal van mindere kwaliteit – en dus een goedkoper materiaal – kunnen gebruiken. De mindere treksterkte, de impactsterkte en de langere uithardingstijd speelden hier minder een rol. De minder goede opschuurbaarheid was echter een nadeel. De mogelijke afzetmarkt was kleiner.



_90

4.2.3. Als zelfherstellend materiaal Deze toepassing kon enkel bij een twee componenten hars toegepast worden. Het principe zou als volgt werken: 1. Bij elke component wordt PU-poeder gevoegd 2. Een deel van de component dringt in het PU-poeder 3. Beide componenten worden samengevoegd en gemengd. Het hars hardt binnen het PU-poeder minder snel uit. 4. Bij druk, bij scheuren komen de oorspronkelijke componenten uit de PUpoeder partikels opnieuw vrij 5. Deze vrijgekomen zuivere componten reageren opnieuw en zorgen voor een lijmlaag of een dichting van de scheuren

1

4

2

5 3

Figuur 4.12. Principe van het zelfherstellende materiaal Op deze manier kon een zelfherstellend of zelflijmend materiaal verkregen worden. Aan de TU Delft wordt op deze materie uitgebreid onderzoek uitgevoerd. Ook door S. White werd naar zelfherstellende polymeermaterialen al uitgebreid onderzoek verricht met resultaat. Volgens hun theorie moeten scheuren niet aanzien worden als visueel zichtbare scheuren, maar als microscheurtjes veroorzaakt door mechanische spanning en vermoeiing.



_91

In hun innovatieve, zelfherstellende materialen zitten de zuivere componenten in microcapsules die kapot gaan onder deze mechanische spanningen. Er zou dus voor elke component een ondoordringbare wand nodig zijn, die pas scheurt indien het nodig is. In het geval van PU-poeder zouden de componenten geabsorbeerd worden. De wand zou dus wel doordringbaar zijn. Bijgevolg werd verwacht dat het materiaal volledig zou uitreageren, ook binnenin de PU-poeder partikels, zij het iets trager. Dit bleek ook uit de uitgevoerde testen. Er zou dus een toepassing mogelijk zijn voor onderdelen waar ondersnijdingen via zelflijmende verbindingen opgelost kunnen worden. Dit ‘verlijmen’ zou echter direct na het uitharden dienen uitgevoerd te worden. Door de slechte mechanische eigenschappen, zou er echter nog veel onderzoek nodig zijn. Mocht deze verwerkingstechniek echt haalbaar zijn, dan was deze verwerkingstechniek de meest waardevolle van de drie toepassingen. De eigenschappen van het PU-poeder werden positief gebruikt, het PU-poeder diende niet alleen als vulmiddel. Via deze verwerkingstechniek boekte men dubbele milieuwinst. Het PU-poeder zorgde voor een levensduurverlenging van zowel het PU trim foam als van het nieuwe product waarin het PU-poeder toegepast zou worden.



_92

4.3. Besluit De drie mogelijke toepassingsgebieden bewezen dat er wel degelijk potentieel zit in het nieuwe materiaal, vooral als constructiemateriaal en als gietmateriaal. Het mogelijks zelfherstellende materiaal vroeg nog veel onderzoek om haalbaar te zijn. Het viel moeilijk in te schatten hoeveel materiaal er via deze mogelijke toepassingen zou kunnen verwerkt worden. Het potentieel aan PU trim foam zou sowieso blijven bestaan, hoogstens lichtjes stijgen. Het ging om 20% van de prime foam productie of zo’n 10 000 ton/jaar voor België. Deze was onmiddellijk beschikbaar. De vier producenten werkten immers mee aan dit project. Daarnaast bestond er binnen Europa een hoeveelheid trim foam van 90 000 ton/jaar. Het grote probleem was de capaciteit van de verpoederingsmachines. De meeste bevonden zich nog in een pilootfase. Enkel bij Recticel werd al PU-poeder in kleine schaal geproduceerd om bij te mengen bij prime foam. In ieder geval zou de capaciteit uitgebreid moeten worden. De vraag stelde zich dan of de investering hiervoor wel teruggewonnen kon worden met het de nieuwe verwerkingsprocessen. Hier moest nog onderzoek op gevoerd worden, maar de wil bij de industrie was aanwezig. Om hoogwaardig PU-poeder te verkrijgen zou nog onderzocht moeten worden of er niet verschillende kwaliteiten poeder geproduceerd kunnen worden. Er werd gedacht aan het sorteren op kleur en het variëren in partikelgrootte. Maar deze machines zijn duur en het was de vraag of de voordelen van kleursortering en variatie in partikelgrootte deze kost zou verantwoorden. Dit leek minder haalbaar. Toch zou met een minimum aan investering al een afzetmarkt aangesneden kunnen worden zonder capaciteitsuitbreiding of kwaliteitsverbetering.



_93

5. Marketing 5.1. Product De producten waren het PU-poeder gemengd in polyester en het PU-poeder apart. Deze materialen moesten een positieve en verrijkende uitstraling hebben. Daarmee werd bedoeld dat er geen negatieve associatie zou gemaakt worden met het PU-poeder ‘het is afval’. Het nieuwe materiaal brengt positieve eigenschappen toe aan het polyester en deze moesten benadrukt worden. Verondersteld dat er in de toekomst op kleur gesorteerd zou worden en er variatie zou bestaan op de partikelgrootte, dan zou het PU-poeder op zich een hoog kwalitatieve vulstof worden die zich met al bestaande vulstoffen kan meten. Anderzijds heerste een klimaat waarin groene initiatieven positief bevonden werden. Voor het PU-poeder gemend in polyester werd gezocht naar een naam die enkele eigenschappen ervan dekte en tegelijk internationaal kon gebruikt worden. De naam werd Dissipur. Het deel ‘dissi’ slaat op het feit dat PU-poeder de impactkracht ‘dissipeert’ (verdeelt) in het polyester. Het stukje ‘pur’ verwijst naar het PU-poeder zelf. Naargelang de gradatie PU-poeder die bijgemengd zou zijn, kon dan een nummer toegevoegd worden. Dissipur 20 zou betekenen dat er 20V% PU-poeder bijgemengd zou zijn. Uiteindelijk zou het de bedoeling zijn om met het PU-poeder een hele productrange uit te bouwen: PU-poeder in structuurverf, in rubber, in houtlijm enzovoort. Daarom werd een generieke naam ontwikkeld die zou verwijzen naar het PU-poeder zelf. Deze naam werd PTFP, afkorting voor Polyurethane Trim Foam Powder.

Figuur 5.1. Logo PTFP Dissipur

Figuur 5.2. Variaties in het logo voor andere producten _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_94

De bol in het logo verwees naar de het Polyurethaan, zowel naar de celvorm van prime foam als naar het PU-poeder. De groene kleur verwees naar de originele groene kleur van het poeder en gaf het product het groene imago. Het schreefloze lettertype zorgde voor de kwaliteitsvolle uitstraling. De groene streep onder naam zorgt voor een vriendelijke uitstraling. De doelgroep voor PTFP Dissipur bestond vooral uit de industrieën die het materiaal zouden verwerken tot eindproducten. Maar ook de gespecialiseerde hobbyist behoorde tot de doelgroep.

5.2. Prijs Er werd een kwaliteitsvolle indruk nagestreefd. Hiervoor was een duurdere verkoopsprijs nodig. Als de prijs te goedkoop zou gezet worden, dan zou het PTFP aanzien worden als afval dat niets meer waard is. Werd de prijs te hoog gezet, dan zou het PTFP het imago van een ecologisch maar duur product meekrijgen. Geen van deze twee zou goed zijn. De kostprijs van PU trim foam lag op 20ct/kg. Andere vulstoffen voor polyester kosten € 20/kg tot € 250/kg. Een uitgebreide analyse was nog nodig, maar de prijs voor het PTFP zou tussen € 5/kg en € 20/kg kunnen liggen, verondersteld dat verschillende kwaliteiten op het gebied van kleur en partikelgrootten mogelijk zijn.

5.3. Plaats PTFP zou vooral gebruikt worden door professionals en de betere hobbyist. Het merendeel van het PTFP zou dus rechtstreeks business to business gebeuren. In dit geval zou de klant naar het bedrijf komen om informatie in materiaal of er zouden dealers rondgestuurd worden die het nieuwe materiaal aan de bedrijfsleiders gaan voorstellen en verkopen. Daarnaast zou er een aanbod zijn in de gespecialiseerde winkels. Het product PTFP Dissipur bijvoorbeeld zou kunnen verkocht worden in winkels als KNS, Polyester Demaere, VossChemie …



_95

5.4. Promotie In de eerste plaats zou er promotie gevoerd worden op de eindwerkexpo van de masters Industrieel Ontwerpen. Dit is een expo waar elke student zijn of haar eindwerk kan voorstellen aan het brede publiek. Bedoeling was om van deze stand een professioneel uitziende eyecatcher te maken.

Figuur 5.3. Stand op de eindwerkexpo Er werd voor gekozen om het nieuwe materiaal PTFP Dissipur toe te passen een autobumper. Zo werden heel wat eigenschappen van het nieuwe materiaal positief in beeld gebracht. Er werd een oude bumper gevonden van een Citroën Xsara. Het gebruikte materiaal was een thermoplast, waarschijnlijk ABS. Hiervan werd een negatief model gemaakt in gips waarin de positieve bumper werd gelamineerd, zowel in zuiver polyester als polyester PU-poeder bijgemengd is.

Figuur 5.4. Bumper Citroën Xsara _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


Figuur 5.5. Mal

_96

Er werd gekozen om een gradatie aan PTFP te nemen van 20%. Bij deze waarde werd de treksterkte (zie hoofdstuk 4.1.1) gehalveerd en nog minder zou onaanvaardbaar worden. Daarenboven werd bij de impacttest (zie hoofdstuk 4.1.2.) vastgesteld dat de impactbestendigheid van Dissipur piekte bij gradaties van 15-20V%. Deze bumpers werden onderworpen aan een crashtest. De werkvoorbereidingen zijn te vinden in bijlage B.4. vanaf pagina B34. Op de stand zouden vier bumperdelen boven elkaar te zien zijn om de verschillende materialen te kunnen vergelijken. Op de achtergrond zou een groot paneel komen met de achterkant van de auto om duidelijk de associatie te maken tussen het PTFP Dissipur en een autobumper. Ook grafieken en wat uitleg over de voornaamste eigenschappen werden opgenomen. Grafieken geven immers een professionele indruk. De occasionele bezoeker zou denken dat er veel onderzoek gedaan is, de professionele bezoeker zou zijn gegevens over het nieuwe materiaal hebben. Een ander soort promotie waren de korte interviews in Vraag en aanbod en in Jobat. Het deelnemen aan wedstrijden in het kader van het eindwerk zou ook een promotie betekenen voor dit materiaal. De aandacht zou gewekt worden. In een later stadium zou een folder moeten ontworpen worden die in vakhandels, kenniscentra, beurzen en onder geïnteresseerde bedrijven verdeeld kunnen worden. Op kunststofbeurzen zou er een aanwezigheid moeten zijn met een stand. Een website zou moeten ontwikkeld worden. De url’s www.ptfp.be, www.dissipur.com, www.dissipur.be waren nog vrij. De verpakking van het PTFP zou een specifieke en eenvormige vormgeving moeten krijgen. Er kon een patent aangevraagd worden op het nieuwe verwerkingsproces. De logo’s zouden geregistreerd kunnen worden. Om geïnteresseerden te leren om te gaan met het nieuwe materiaal PTFP zouden er opleidingsdagen moeten georganiseerd worden.



_97

6. Besluit De output uit de innovation funnel gaf zes goede verwerkingsprocessen voor PU trim foam: • Bij harsen voor goedkoper, lichter en impactbestendiger materiaal • Bij PU-rubber als vulmiddel • Bij Latexverf voor structuurverf • In gips voor gipsplaten • In thermoplasten als vulmiddel • In houtlijm om een elastischer lijm te krijgen Het bijmengen van PU-poeder bij harsen werd verder uitgewerkt. Er werden talloze eigenschappen beschreven. Het nieuwe materiaal was goedkoper en had een lagere densiteit. De uithardingstemperatuur lag lager dan bij zuiver polyester. De uithardingstijd was echter langer. De treksterkte daalde bij hogere concentraties bijgemengde PU-poeder. De impactsterkte bleef echter zo goed als gelijk. Bovendien bleek dat het nieuwe materiaal minder snel brak bij het opvangen van schokken. Kleurpigmenten uit het trim foam kleurden het hars in. Er was sprake van pigmentrecuperatie. Er bestond het potentieel om zelflijmende en zelfherstellende toepassingen te ontwikkelen, mits verder onderzoek. De eigenschappen vonden hun voordeel als toepassing in constructiematerialen als autobumpers of in giettoepassingen. Dit nieuwe materiaal kreeg de naam PTFP Dissipur. Het betekende een deel van de oplossing voor het overaanbod van trim foam op de markt. Wat in ieder geval sterk aangewakkerd werd, was de interesse van de kunststofsector voor dit materiaal. Het Vlaams Kunststoffen Centrum, VossChemie, Federplast waren allemaal sterk geïnteresseerd in het probleem en de oplossing. De toepassing van PTFP Dissipur in een autobumper gaf als voordeel dat de bumper lichter zou zijn, goedkoper en beter bestand tegen lichte aanrijdingen bij het parkeren. Bovendien mocht de mal van mindere en dus goedkopere kwaliteit zijn door de lagere uithardingstemperatuur van Dissipur. Mochten een heel deel autobumpers met deze techniek verwerkt worden, dan zou dit een enorm grote afzetmarkt voor trim foam beteken. Deze oplossing betekende in het globale probleem een levensduurverlenging voor het trim foam. Immers, elke gevonden toepassing zou bij het einde van zijn levensduur opnieuw op de afvalberg geraken.



_98

Of de prijs van de trim foam nu zou gaan stijgen, kan men over ongeveer een jaar vaststellen, als een van de toepassingen werkelijk op de markt gebracht zou worden. In ieder geval mag er niet getwijfeld worden om ook de andere mogelijke verwerkingstechnieken verder te gaan onderzoeken. Wat dit betreft is er nog werk voor een eindwerk of vijf.

Figuur 6.1. PTFP toepassingen



_99

Masterproef PU trim foam Recycling Bijlagen Studiegebied Recycling van polyurethaan snijresten Opleiding Master in de Industriële Wetenschappen Afstudeerrichting Industrieel Ontwerpen Academiejaar 2007-2008

Pieterjan Hantson

Inhoud Opdracht

2

B.1. Lijst van de gebruikte materialen

5

B.2. Exploratie

14

B.2.1. B.2.2. B.2.3. B.2.4. B.2.5. B.2.6. B.2.7. B.2.8.

14 15 16 18 20 21 22 24

PU-poeder Plamuur Metselspecie Betonspecie Gips Epoxy Polyester Poly-Urethaan

B.2.8.1. Hars B.2.8.2. Rubber

24 26

B.2.9. Houtlijm B.2.9. Latexverf

27 28

B.3. Materiaaleigenschappen

30

B.4. Prototypebouw

33

B.3.1. Werkvoorbereiding trek en impactproeven 30 B.3.2. Werkvoorbereiding voor giettesten 31 B.3.3. Werkvoorbereiding voor impacttesten 32 B.4.1. B.4.2. B.4.3. B.4.4.

Werkvoorbereiding Werkvoorbereiding Werkvoorbereiding Werkvoorbereiding

bumpermal prototypes afwerking prototypes testen

B.5. Literatuurlijst

35

B.5.1. Internetlinks B.5.2. Papers B.5.3. Boeken


33 33 34 34 35 36 40


_B1

Samenwerking Comfortschuim sector met opleidingen productontwikkeling Thema: nieuwe toepassingen voor PU schuim afval

Inleiding Binnen de vergadering met Comfortschuim fabrikanten - DUMO, KABELWERK EUPEN, POLYPREEN en RECTICEL - kwam er een topic naar boven dat interessant zou kunnen zijn als opdracht voor studenten productontwikkeling. Het zou tevens een onderwerp voor een eindwerk kunnen zijn. Het thema is nieuwe toepassingen, markten zoeken waar de uitval/afval van PU schuim in wordt verwerkt. Een mail verstuurd naar de verschillende hogescholen: -

HOWEST, Kortrijk, dept. PIH, Industrieel ontwerpen eindwerk

>> opdracht 2de jaar +

-

Hogeschool Antwerpen, Productontwikkeling interesse

>> voorlopig geen

-

KHLIM, Genk, Media & Design Academie volgend academiejaar (tbd)

>> eventueel opdracht

Situatieschets Polyurethaanschuim wordt onder meer gebruikt in zitmeubelen, matrassen en automobiel. Deze schuimen zijn thermoharders wat wil zeggen dat deze niet opnieuw kunnen gesmolten worden. Vandaag wordt de uitval vervlokt, samen gebonden met een PU lijm en verwerkt tot andere producten zoals onderlaag van tapijten, judomatten en akoestische isolatie. Deze markten zijn echter niet altijd voldoende om de grote hoeveelheid PU schuim afval op te vangen. Omdat bij de productie van deze PU schuimblokken veel afval wordt gecreëerd is er een groot potentieel. 20% - 25% is afval omdat de randen van de schuimblokken worden versneden en omdat bij het uitsnijden van bepaalde vormen steeds resten vrij komen. De afval volume kan vandaag de dag echter niet volledig verwerkt worden: de industrie is hiervoor te sterk afhankelijk van één grote afname markt, nl. de tapijten in Amerika. Daarom is de industrie op zoek naar nieuwe toepassingsgebieden en afzetmogelijkheden wat een enorme toegevoegde waarde kan creëren, zowel op economisch vlak als wat betreft "duurzaamheid" dat vandaag de dag niet weg te denken is. Addendum: Er is reeds onderzoek gedaan i.v.m. chemische recycling, maar daar is men volledig van afgestapt. PU schuim kan ook achteraf verpoederd worden tot microscopisch kleine deeltjes die dan toegevoegd worden aan basismateriaal, maar deze oplossing is niet van toepassing voor grote hoeveelheden.

vzw FEDERPLAST.BE - Belgische vereniging van producenten van kunststof- en rubberartikelen Diamant Building, A. Reyerslaan 80, B - 1030 Brussel

PU afval mag/kan tevens verbrand worden. Aangezien PU opgebouwd is uit koolstof, waterstof en stikstof, stelt zich hier geen bijzonder probleem. Enkel indien er bepaalde brandvertragende additieven worden toegevoegd, kan het aangewezen worden het afval te verbranden in installaties die daarvoor geschikt zijn. De afzetmarkt mag zich wereldwijd afspelen zolang de markt een voldoende “massa” kan opvangen. De prijs van nieuw PU bedraagt ~= 2 – 3 €/kg De prijs van afval PU schuim bedraagt ~= gemiddeld 0,20 €/kg

Samenwerking HOWEST Meeting 31.05.2007 Aanwezig: - Annelies Maesen van HOWEST - Frederik Dhulster van HOWEST - Kristel Dewulf van HOWEST - Pieter Michiels van HOWEST - Kris SERRUYS van DUMO - Danny MARTENS van RECTICEL - Jan ENGELEN van POLYPREEN - Geert SCHEYS van FEDERPLAST.BE - Sarah Gillis van FEDERPLAST.BE / POLYGONYA Verontschuldigd: - Guido KLEIN van KABELWERK EUPEN AG

HOWEST dept. PIH, Industrieel Ontwerpen zal rond dit thema twee initiatieven nemen: -

de een opdracht in het 2 jaar

-

een eindwerk (nog definitief te bevestigen)

Opdracht 2de jaar: creativiteitsoefening + duurzaamheid Deze opdracht kadert binnen de creativiteitsoefening gekoppeld aan duurzaamheid. Deze oefening zal te Kortrijk opgevolgd en begeleid worden door de werkgroep Comfortschuim met de verschillende bedrijven in kwestie. De opdracht formulering zal begin van het eerste semester gebeuren ( eind september 2007) en zou min. 6 weken en max. 12 weken lopen. Aangezien het een grote groep is, kan het zijn dat ze deze oefening per twee gaan moeten doen. Deze oefening zal eerder conceptueel uitgevoerd worden met een voorafgaand marktonderzoek. De grote groep studenten zal tal van uiteenlopende ideeën voortbrengen en de begeleiding door de werkgroep Comfortschuim zal de studenten een grote toegevoegde waarde kunnen geven. Praktisch: - Eind september 2007: Opdrachtstelling en info fase zou best door de bedrijven ingeleid worden. Dit zou gekoppeld kunnen worden aan een bedrijfsbezoek (voorstel Recticel of Dumo aangezien deze nabij gelegen zijn) - Tussendoor: consultaties die begeleid worden door de bedrijven te Kortrijk - Jurering kan gevolgd worden door de bedrijven


Eindwerk Er is interesse vanwege 1 student om dit thema als eindwerk op te nemen. Dit moet nog bevestigd worden. Praktisch: - Stage: vangt aan in de zomer 2007 gedurende vier weken. - Eindwerkt loopt door gedurende het hele academiejaar 2007 – 2008. De student in kwestie zal echter gedurende het eerste trimester met Erasmus naar Milaan gaan. - De school en de student in kwestie zullen kiezen voor samenwerking met één of meerdere bedrijven en de daaraan gekoppelde IP-agreement behandelen.

Actiepunten -

Geert Scheys van Federplast.be ging zien of hij een “End-of-Life” studie van PU kon vinden om deze door te sturen naar Kristel Dewulf van HOWEST

-

De docenten van HOWEST zouden graag een fiche ontvangen van de bedrijven met de eigenschappen van PU schuim afval. Deze zou als informatie kunnen gebruikt worden bij de formulering van de opdracht in het tweede jaar.

-

Ter voorbereiding zullen de docenten Recticel en Dumo bezoeken. Deze zou tevens kunnen bijgewoond worden door de laatstejaarsstudent in kwestie. Recticel Wetteren: 4 juli om 09:30 bij Danny Martens Dumo: nog te bevestigen

-

Verdere coördinatie zal gebeuren via Polygonya door Sarah Gillis.


B.1. Lijst van de gebruikte materialen Betonspecie Weergave in de tekst: betonspecie Producent: Hubo Commerciële naam: Betonmortel Aankoopperiode: november 2007 Epoxy en harder Weergave in de tekst: epoxy, harder Producent: KNS Commerciële naam: Epoxy EPR320 Bekleding en gietmassa, Epoxy Harder 585 Aankoopperiode: december 2008 Technische fiche: http://www.knsroeselare.be/pdf/EPOXY_166585.pdf Gietsilicone Weergave in de tekst: silicone, silicone rubber, harder Producent: KNS Commerciële naam: Silicone 3481 Zeer elastische gietsilicone, Harder r81 Aankoopperiode: februari 2008 Technische fiche: http://www.knsroeselare.be/pdf/SIL3481.pdf Gips Weergave in de tekst: gips Producent: Gyproc Commerciële naam: Universeel gips Aankoopperiode: november 2007 Houtlijm Weergave in de tekst: houlijm Producent: Bison Commerciële naam: Houtlijm Aankoopperiode: december 2008 Latexverf Weergave in de tekst: latexverf Producent: Levis Commerciële naam: Latex muurverf Mat Blanc 0001 Wit Aankoopperiode: december 2008 Lossingspray Weergave in de tekst: lossingspray, trennspray Producent: KNS Commerciële naam: Trennspray Universeel losmiddel voor Epoxy-PolyesterSilicone-Polyurethaan … andere Aankoopperiode: februari-mei 2008



_B5

Metselspecie Weergave in de tekst: metselspecie Producent: Hubo Commerciële naam: Metselspecie Aankoopperiode: november 2007 Plamuur Weergave in de tekst: plamuur, binnenvulmiddel Producent: Polyfilla Commerciële naam: Binnenvulmiddel Aankoopperiode: november 2007 Polyester 4779 Weergave in de tekst: polyester, polyester 4779 Producent: VossChemie Commerciële naam: Polyesterhars H30/4779/55 voorversneld Aankoopperiode: februari-mei 2008 Technische fiche: zie volgende pagina’s Polyester 4782 Weergave in de tekst: polyester, polyester 4782 Producent: VossChemie Commerciële naam: Polyesterhars H30/4782 BEMT/55 Aankoopperiode: februari-mei 2008 Technische fiche: zie volgende pagina’s Polyester en harder Weergave in de tekst: polyester, harder Producent: KNS Commerciële naam: Ingiethars 328 Polyester transparant ingiethars, MKEPharder Aankoopperiode: december 2008 Technische fiche: niet beschikbaar Polyester Harder MKEP Weergave in de tekst: harder, harder MKEP Producent: VossChemie Commerciële naam: MKEP Verharder Aankoopperiode: februari-mei 2008 PU-hars Weergave in de tekst: hars, PU-hars Producent: KNS Commerciële naam: Blitz 6KNS1-A, Harder 6KNS1-B Aankoopperiode: december 2008 Technische fiche: http://www.knsroeselare.be/pdf/6kns1.pdf



_B6

PU-poeder Weergave in de tekst: PU-poeder Producent: Recticel Commerciële naam: geen Productieperiode: september 2007 Technische fiche in de pagina’s hierachter PU-rubber Weergave in de tekst: PU-rubber, polyol, isocyanaat Producent: KNS Commerciële naam: UR 5835 Polyol, UR 5801 Isocyanaat Aankoopperiode: december 2008 Technische fiche: niet beschikbaar PU-vlokken Weergave in de tekst: PU-vlokken Producent: Recticel Commerciële naam: geen Productieperiode: september 2007 Technische fiche in de pagina’s hierachter Op de pagina’s hierachter volgen de technische fiches van Polyester 4779 en Polyester 4782, PU-poeder en PU-vlokken.



_B7

®

VIAPAL VUP 4779/55

Technical Datasheet TYPE

SPECIAL PROPERTIES

UP-resin based on ortho-phthalic acid

excellent mechanical properties and good thermal resistance, mouldings conform to type 1140 in accordance to DIN 16946, sheet 2.

REACTIVITY USE

high reactive

For manufacture of glassfibre-reinforced sand-filled pipes using the centrifugal casting process or moulded parts with high demands on heat distortion temperature.

PRODUCT DATA

CURING

Determined per batch:

Curing is possible at room temperature by addition of a suitable peroxide, at room temperature for instance by addition of Cobalt-accelerator and a suitable ketoneperoxide. Curing should take place above 18°C.

Non-Volatile Matter DIN EN ISO 3251 non-volatile matter (110 °C; 1 g)

[%]

52,5 - 56,5

PROCESSING TIME

<= 20

By adding a commercial inhibitor (e.g. ADDITOL VXL 5918) the processing time can be considerably extended without significant effect on hardening (when adequate amounts of hardener and accelerator are used).

Acid Value DIN EN ISO 2114 acid value (f.o.d)

[mg KOH/g]

Reactivity ( UP-Resins ) DIN 16945 / 6.2.2.2

STORAGE

duration t_a 2% MEKP (33%) + 1% Co (1%) (20 °C)

[min]

7 - 12

duration t_b 2% MEKP (33%) + 1% Co (1%) (20 °C)

[min]

15 - 30

temperature max 2% MEKP (33%) + 1% Co (1%) (20 °C)

[°C]

150 - 190

The product should be stored under exclusion of direct sunlight in the original, undamaged and closed packaging in a dry and cool place. By storage up to 25 °C in darkness the storage stability of the original packed containers amounts to up to 6 months. Geltime and curing time can change during progressive storage. Shelf live is reduced at higher storage temperatures. PRECAUTIONS Please notice the information in the material safety data sheet (MSDS).

Dynamic Viscosity (Brookfield) DIN EN ISO 2555 TANK CLEANING dynamic viscosity (3; 100 1/min; 23 °C)

[mPa.s]

180 - 250

If a storage tank is used, it is recommended to clean the tank at least once per year.

Not continually determined: Non-Volatile Matter DIN 55671 non-volatile matter (120 °C; 5 min; 0,8 g)

[%]

53 - 57

Dynamic Viscosity DIN EN ISO 3219 dynamic viscosity (25 1/s; 23 °C)

[mPa.s]

170 - 230

Density (Liquids) DIN EN ISO 2811-2 density approx. (20 °C)

[g/cm³]

1,08

Flash Point DIN EN ISO 1523 flash point approx.

[°C]

34

Indications regarding dilutability, compatibility or other processing features are strictly meant as a guide for the paint formulator.

PRODUCT DATA OF CURED RESIN Not continually determined: Tensile Test (Unreinforced Plastics) DIN EN ISO 527-2 tensile strength breaking elongation

[MPa]

62

[%]

2,6

Flexural Test (Unreinforced Plastics) DIN EN ISO 178 bending strength

[MPa]

123

flexural modulus

[MPa]

3176

Heat Deflection Temperature DIN EN ISO 75-2 heat deflection temperature (2h/120°C; Af)

[°C]

91

Glass Transition Temperature DIN EN 61006 glass transition temperature (C; 2 K/min)

[°C]

123

Not continually determined data do not constitute a quality description, but correspond to single values, determined on a random sample. Deviations caused by production are possible.

3.0/11.07.2005 ( replaces 2.0/25.08.2004 ) Data contained in this publication are based on careful investigations and are intended for information only. Any user is obliged to carry out tests under his own responsibility as to the suitability of the product for a particular use and to investigate the possible violation of industrial property rights of third parties. Information is therefore not binding and cannot be construed as guaranteeing specific properties of products as established by law. Any liability as to the exactness and completeness of data is thus excluded. We apply our General Sales Conditions.

®

VIAPAL VUP 4782 BEMT/55

Technical Datasheet TYPE

SPECIAL PROPERTIES

UP-resin based on ortho-phthalic acid preaccelerated, enhanced shelf life, low styrene emission, thixotropic

low internal strain after curing, suitable for production of thick-walled parts wet on wet, can be widely used due to its good mechanical strength properties, especially if high impact strength is demanded.

REACTIVITY USE

medium reactive

ready-to-use resin, for moulded parts off various types, e.g. boats, vehicle bodys, container etc; for hand lay-up and spray-up-technique

PRODUCT DATA

PROCESSING NOTE

Determined per batch: Non-Volatile Matter DIN 55671 non-volatile matter (120 °C; 5 min; 0,8 g)

[%]

53 - 57

Dynamic Viscosity (UP - Resins) VLN 240 dynamic viscosity (23 °C; 500 1/s; 2,5 1/s)

[mPa.s]

190 - 290

dynamic viscosity (23 °C; 500 1/s; 2,5 1/s)

[mPa.s]

690 - 1090 CURING

Gel Time (UP-Resins) DIN 16945 / 6.3.1.2 gel time 2 % MEKP (33%) (20 °C)

[min]

25 - 35

By adding a commercial inhibitor (e.g. ADDITOL VXL 5918) the processing time can be considerably extended without significant effect on hardening (when adequate amounts of hardener and accelerator are used).

Density (Liquids) DIN EN ISO 2811-2 [g/cm³]

1,08 POST-CURE

Flash Point DIN EN ISO 1523 flash point approx.

Curing is possible at room temperature by addition of a suitable peroxide, at room temperature for instance by addition of a suitable ketoneperoxide. Curing should take place above 18°C. PROCESSING TIME

Not continually determined:

density approx. (20 °C)

The product has to be homogenized well in the original packing shortly before processing, either by stirring or by rolling the drums. The resin contains a peroxide indication system, which effects a colour change from bluish to browngreen after addition of catalyst. The resin contains wax, which gives the cured laminate a tack-free surface. When a laminate is built up in several stages with intermediate curing, the following must be considered: 1. The primary laminate must be finished with a normal ratio UP-resin/glassfibre, so that the fibre pattern clearly shows up on the surface. 2. Any resin-rich areas and laminates built-up with too long time intervals must be grinded before overlamination.

[°C]

34

To achieve optimum curing of mouldings, an elevated temperature post-cure is normally required, but this will depend on temperature, time and thickness of the parts used in actual processes. As a guide value for mouldings with 3 mm thickness produced at room temperature post-curing for at least 2 hours at 70 °C is recommended. Longer post curing at lower temperature, for example 16 hours at 60 °C will improve the results. STORAGE The product should be stored under exclusion of direct sunlight in the original, undamaged and closed packaging in a dry and cool place. By storage up to 25 °C in darkness the storage stability of the original packed containers amounts to up to 6 months. Geltime and curing time can change during progressive storage. Shelf live is reduced at higher storage temperatures. To prevent possible setting phenomena it is recommended to stir the resin in the storage tank or container bevor use. In storage tanks the use of circulating pumps is recommended.

Indications regarding dilutability, compatibility or other processing features are strictly meant as a guide for the paint formulator.

PRODUCT DATA OF CURED RESIN

PRECAUTIONS Please notice the information in the material safety data sheet (MSDS).

Not continually determined: TANK CLEANING Hardness (BARCOL) DIN EN 59 Barcol-hardness 934-1

39 - 43

Tensile Test (Unreinforced Plastics) DIN EN ISO 527-2 tensile strength breaking elongation

[MPa]

58

[%]

2,8

If a storage tank is used, it is recommended to clean the tank at least once per year. ACCELERATOR The resin contains Cobalt-accelerator. Prolonged storage can reduce the effect of the accelerator. An addition of 0.5 - 1.0 % Co 1 may be necessary to restore the original potlife.

Flexural Test (Unreinforced Plastics) DIN EN ISO 178 bending strength

[MPa]

113

flexural modulus

[MPa]

3500

Impact Strength (Charpy) DIN EN ISO 179-1 impact strength

[kJ/m²]

17

Glass Transition Temperature DIN EN 61006 glass transition temperature (C; 2 K/min)

[°C]

90

Not continually determined data do not constitute a quality description, but correspond to single values, determined on a random sample. Deviations caused by production are possible.

3.0/20.07.2004 ( replaces 2.0/17.10.2003 ) Data contained in this publication are based on careful investigations and are intended for information only. Any user is obliged to carry out tests under his own responsibility as to the suitability of the product for a particular use and to investigate the possible violation of industrial property rights of third parties. Information is therefore not binding and cannot be construed as guaranteeing specific properties of products as established by law. Any liability as to the exactness and completeness of data is thus excluded. We apply our General Sales Conditions.

Technische fiche PU-poeder Chemische samenstelling De belangrijkste grondstoffen zijn isocyanaat en polyol. Daarnaast heb je ook een blaasmiddel en additieven zoals katalysatoren en stabilisatoren. Volgende reacties treden op. •

Polymerisatie nHO-R-OH- + nOCN-R’-NCO- → -(-R-OC-NH-R’-NH-CO-)n║ ║ O O polyol + polyisocyanaat → polyurethaan

•

Blaasreactie 2 –R-NCO + H2O → -R-NH-C-NH-R- + CO2↑ ║ O isocyanaat + water → urea + gas

Belangrijkste kenmerken •

Densisteit: 700-800 kg/m³

•

Partikelgrootte: 0.85μm = 0.085mm door Mobius maler

•

Kleur: door kleurpigmenten in prime foam, kan andere kleuren krijgen als er gesorteerd wordt op kleur

•

Verbranding: mag verbrand worden mits rookgasreiniging (vrijkomen van zware metalen ed uit additieven)

•

Brandbestendigheid: blijft branden na contact met vlam, niet zelfdovend, carbonisatie

•

Hittebestendigheid: In oven bij 225°C: na 5 tot 10 minuten: degeneratie: carbonisatie Prime foam: 200°C (lange duur) Poeder: waarschijnlijk een 170°C (lange duur)



_B12

Technische fiche PU-vlokken Chemische samenstelling De belangrijkste grondstoffen zijn isocyanaat en polyol. Daarnaast heb je ook een blaasmiddel en additieven zoals katalysatoren en stabilisatoren. Volgende reacties treden op. •

Polymerisatie nHO-R-OH- + nOCN-R’-NCO- → -(-R-OC-NH-R’-NH-CO-)n║ ║ O O polyol + polyisocyanaat → polyurethaan

•

Blaasreactie 2 –R-NCO + H2O → -R-NH-C-NH-R- + CO2↑ ║ O isocyanaat + water → urea + gas

Belangrijkste kenmerken •

Vlokgrootte: hier: 5mm, varieert tussen 2mm en 25mm

•

Densiteit: 15-75kg/m³ = densiteit prime foam

•

Celstructuur: dodecaëder

•

Kleur: mengeling van prime foam kleuren

•

Verbranding mits rookgasreiniging

•

Brandbestendigheid: zoals prime foam: blijft branden na contact met de vlam

•

Hittebestendigheid: zoals prime foam: 200°C

•

Hitte in combinatie met vocht: hydrolyse



_B13

B.2. Exploratie B.2.1. PU-poeder (Nr. 100) Gebruikte materialen: PU-poeder Test: PU-poeder wordt op een bord gelegd, een deel op een hoop, een ander deel verspreid. Dit bord verdwijnt voor een bepaald aantal minuten in een voorverwarmde oven op 225°C. Resultaten • 100/01 (13/12/2007) 5 minuten in de over o Na de oven: geen verkleuring (lichtgroen) geen verandering van eigenschappen •

100/02 (13/12/2007) 10 minuten o Na de oven: lichte verkleuring (geelgroen) korstje, hangt meer aan elkaar

•

100/03 (13/12/2007) 15 minuten o Na de oven: verkleuring: geel hangt aan elkaar korst zacht en samenhangend

Test: PU-poeder wordt op een hoop op een baksteen gelegd. Deze wordt in contact met een vlam gebracht. Na overslag wordt de vlam verwijderd. Resultaat: Het PU-poeder brandt zo goed als volledig op. Het verkoolt en vormt een krokant laagje boven het klein beetje resterende poeder. Bevindingen: De oventest verliep beter dan verwacht. Zelfs na 15min is het poeder nog altijd poeder, ook al is er lichte verkleuring. Dit PU-poeder zou dus de temperaturen kunnen weerstaan die ontstaan in het extrusieproces van PVC. Zoals verwacht brandt het poeder na contact met een vlam volledig op.



_B14

B.2.2. Plamuur (Nr. 101)

Deze test maakte gebruik van binnenvulmiddel "Polyfilla", PU-poeder en water. In deze test werd PU-poeder bij het binnenvulmiddelpoeder gemengd, het water werd erbij gemengd en het mengsel werd in een mal geplamuurd. Resultaten • 101/01 Recept: 100% plamuur, water o Tijdens mengen: referentie o Na mengen: referentie o Na uitharden: hard droogt snel bij inkloppen van een nagel: breekt na eerste klop bij breken: veel kracht nodig is gemakkelijk glad te schuren •

101/02 Recept: 150gr plamuur, 10 gr PU-poeder, water o Tijdens mengen: moeilijker mengbaar, maar gaf uiteindelijk toch een mooie pasta o Na mengen: de pasta hangt meer aan elkaar, moeilijker te versrpeiden, maar het lukt wel o Na uitharden: hard droogt minder snel nagel: breekt na enkele kloppen breuk: minder kracht, luchtholtes in breukvlak glad na schuren

•

101/03 Recept: 140gr plamuur, 42gr PU-poeder, water o Tijdens mengen: korreliger, moeilijk mengbaar, meer water toe te voegen, het lukt wel nog om goed te mengen o Na mengen: bij het plamuren trekt de pasta open, moeilijk te verspreiden, lukt wel na veel moeite o Na uitharden: minder hard droogt traag nagel: breekt niet breuk: gemakkelijk, reuzelt bij schuren ontstaan 'haartjes'

•

101/04 Recept: 100gr plamuur, 60gr PU-poeder, water o Tijdens mengen: idem als 101/03, enkel moeilijker o Na mengen: idem als 101/03, er drijft water bovenaan



_B15

o

Na uitharden: zacht droogt traag nagel: breekt niet breuk: reuzelt, verpulvert, brokkelig bij het schuren ontstaan 'haartjes'

Bevindingen Het materiaal lijkt op melamineschuim of fenolharsschuim. Het zuigt geen water op. Er is een grote volumevermeerdering en het materiaal heeft waarschijnlijk betere akoestische en thermische eigenschappen. Bovendien is het mogelijk nagels en dergelijke in het plamuur te kloppen zonder breuk.

B.2.3. Metselspecie (Nr. 102)

De gebruikte materialen waren voorgemengde metselspecie, PU-poeder, PUvlokken en water. Bij een eerste test werd bij de metselspecie poeder gemengd, gevolgd door het water. Vervolgens werd alles in een mal gegoten. Verwacht werd dat het nieuwe materiaal betere isolatie-eigenschappen zou hebben. Resultaten • 102/01 Recept: 300g metselspecie, 36ml water o Tijdens mengen: referentie o Na mengen: referentie o Na uitharden: kleine stukken breken gemakkelijk af (bros) grote niet •

102/02 Recept: 280g metselspecie, 20g PU-poeder, 42ml water o Tijdens mengen: meer water nodig, anders geen verschil o Na mengen: geen verschil o Na uitharden: breekt veel gemakkelijker

•

102/03 Recept: 220g metselspecie, 80g PU-poeder, 71ml water o Tijdens mengen: meer water nodig groter volume o Na mengen: kneedbare massa moeilijker te verspreiden, moet aangedrukt worden o Na uitharden: breekt heel gemakkelijk, verpulvert snel zacht



_B16

•

102/04 Recept: 220g metselspecie, 80g PU-poeder, 100ml water o Tijdens mengen: korrelige, kneedbare massa o Na mengen: kneedbare massa moet aangedrukt worden kleeft aan het plamuurmes o Na uitharden: breekt heel gemakkelijk (iets vaster dan 102/03) zacht

In een tweede test werden metselspecie en PU-vlokken met elkaar vermengd, hierbij werd water gevoegd en het geheel werd in een mal gegoten. Dit gebeurde bij 18°C, 48% luchtvochtigheid. Resultaten • 102/05 Recept: 300g metselspecie, 1g vlokken, 36ml water o Tijdens mengen: gaat vlot o Na mengen: brokken o Na uitharden: geen verschil in sterkte kleine stukken breken gemakkelijk af (bros) grote niet •

102/06 Recept: 296g metselspecie, 4g vlokken, 36ml water o Tijdens mengen: brokkerige brij o Na mengen: groter volume losse brokken o Na uitharden: blijft sterk vlokken zorgen bij breuk toch nog voor enige (zwakke) binding langere uithardtijd

•

102/07 Recept: 292g metselspecie, 8g vlokken, 36ml water o Tijdens mengen: meer vlokken dan cement o Na mengen: losse brokken geen samenhangend geheel o Na uitharden: langere uithardtijd is zwakker vlokken zorgen bij breuk toch nog voor enige (zwakke) binding



_B17

Bevindingen De metselspecie bindt niet meer bij hoge hoeveelheden vlokken of poeder. Wat gebeurt er bij bakken tot een keramisch materiaal? Krijgen we dan poreuze/actieve baksteen? Een andere optie is een hydrofobe zandmengsel voor een wervelbed in een katalysator?

B.2.4. Betonspecie (Nr. 103)

De gebruikte materialen zijn voorbereide betonspecie merk "HUBO", PU-poeder, PU-vlokken en water. In een eerst test werd PU-poeder bij de betonspecie gemengd, er werd water bij gemengd en het mengsel werd in een mal gegoten. Dit gebeurde bij een omgevingstemperatuur van 19,4°C en een luchtvochtigheid van 48%. Resultaten • 103/01 Recept: 300g betonspecie, 36ml H2O o Tijdens mengen: referentie o Na mengen: referentie o Na uitharden: sterk moeilijk te breken •

103/02 Recept: 280g betonspecie, 20g PU-poeder, 66ml H2O o Tijdens mengen: meer water nodig o Na mengen: trekt open, plakt meer samen o Na uitharden: breekt gemakkelijk, reuzelt, poederstructuur

•

103/03 Recept: 220g betonspecie, 80g PU-poeder, 156ml H2O o Tijdens mengen: veel meer water nodig o Na mengen: trekt open, plakt samen o Na uitharden: breekt zo zacht, klei-achtig

•

103/04 Recept: 180g betonspecie, 120g PU-poeder, 226ml H2O o Tijdens mengen: veel meer water nodig, plakt aan mes o Na mengen: trekt open, plakt samen



_B18

o

Na uitharden: breekt zo zacht, klei-achtig

Bij de tweede test werden PU-vlokken bij de betonspecie vermengd, er werd water bij gemengd en alles werd in een mal gegoten. De parameters waren een temperatuur van 19,4°C en een luchtvochtigheid van 48%. Resultaten • 103/05 Recept: 300g betonspecie, 1g vlokken, 36ml H2O o Tijdens mengen: gaat vlot o Na mengen: brokken o Na uitharden: sterk vlokken zorgen voor extra binding bij breuk •

103/06 Recept: 296g betonspecie, 4g PU-vlokken, 36ml H2O o Tijdens mengen: meer water nodig , brokken o Na mengen: brokken, hangt niet aaneen o Na uitharden: iets minder sterk vlokken zorgen voor extra binding bij breuk

•

103/07 Recept: 292g betonspecie, 8g PU-poeder, 36ml H2O o Tijdens mengen: meer water nodig o Na mengen: brokkerige brei o Na uitharden: zwakker vlokken zorgen voor zwakke binding na breuk

Bevindingen: Door het PU-poeder wordt de binding in het beton zo goed als volledig ongedaan gemaakt. Het beton hardt niet en verpulvert bij aanraking. Dit materiaal kan dienen als katalysator in een wentelbad waar een hydrofoob zand nodig is voor het proces. De vlokken zorgen ervoor dat het beton bij breuk niet versplintert (cfr folie op autoglas). Ze geven dus een (kleine) extra sterkte aan het beton, wat hetzelfde principe is als in gewapend beton. Een bijkomende vraag is wat er gebeurt als het poeder eerst in het water wordt vermengd en pas daarna bij het beton? Bij toepassing in de wegenbouw zijn waterdoorlaatbare wegen een optie.



_B19

B.2.5. Gips (Nr. 104)

De gebruikte materialen zijn universele gips, PU-poeder en water. In deze test werd PU-poeder bij het gips gemengd, er werd water bij gemengd en het mengsel werd in een mal geplamuurd. Resultaten • 104/01 Recept: 150gr gips + 65ml water o Tijdens mengen: referentie o Na mengen: referentie o Na uitharden: hard bij het inkloppen van een nagel: breekt na de eerste klop veel kracht nodig bij het breken wordt glad na het schuren •

104/02 Recept: 140gr gips, 10gr PU-poeder, 80ml water o Tijdens mengen: iets meer water nodig, moeilijker mengbaar o Na mengen: stoever en grover, plakt minder aan plamuurmes, beter te verspreiden o Na uitharden: hard nagel: breekt na enkele kloppen breuk: minder kracht nodig minder glad na schuren

•

104/03 Recept: 110gr gips, 40gr PU-poeder, 110ml water o Tijdens mengen: veel extra water nodig, idem als 104/02 o Na mengen: korrelig, moeilijk om een gladde afwerking te bekomen, plakt zo goed als niet aan het plamuurmes o Na uitharden: hard nagel: breekt niet breuk: luchtholtes, verpulvert bij schuren ontstaan 'haartjes', vezelstructuur

Bevindingen: Het materiaal krijgt een groter volume. Het zuigt water op. Het is beter bestand tegen het inkloppen van nagels zonder te breken. Het heeft waarschijnlijk betere akoestische en thermische eigenschappen. Door de betere verwerkbaarheid (zachter) kan via het productieproces hoogwaardiger "platen" of ander materiaal vervaardigd worden. In toepassing van gipsplaten kan men lichtere/stijvere platen krijgen.



_B20

B.2.6. Epoxy (Nr. 201)

De gebruikte materialen zijn epoxy EPR 320, harder 585, PU-poeder en PUvlokken. De verwerkingsparameters waren een temperatuur van 15.2-15.7°C en een luchtvochtigheid van 42-45%. In de eerste test werden epoxy en harder gemengd, daarna werd PU-poeder bijgemengd. Alles werd in een mal gegoten. Resultaten: • 201/01 Recept: 100g Epoxy, 50g Harder (Effectief: 142g) o Tijdens mengen: vlot o Na mengen: vloeit goed rond warmte o Na uitharden: doorzichtig hard •

201/02 Recept: 100g Epoxy, 50g harder, 10g PU-poeder (effectief: 151g) o Tijdens mengen: vlot o Na mengen: visceuser, maar vloeit rond groen warmte o Na uitharden: hard groen

•

201/03 Recept: 102g Epoxy, 62g harder, 40g PU-poeder (effectief: 193g) o Tijdens mengen: stroever visceuser stroperige brij poeder slorpt epoxymengsel op o Na mengen: stroperige massa spatelbaar vloeit niet rond o Na uitharden: hard groen

In de tweede test werden harder en epoxy gemengd, daarna werden vlokken bijgemengd. Het geheel werd in een mal gegoten. Resultaten: _Pieterjan Hantson _Master Industrieel Ontwerpen


_B21

•

201/05 Recept: 105g Epoxy, 47g harder, 2g vlokken (effectief: 142g) o Tijdens mengen: vlot o Na mengen: visceuser vloeit rond vlokken in epoxy o Na uitharden: hard

•

201/06 Recept: 102g Epoxy, 51g harder, 8g vlokken (effectief: 154g) o Tijdens mengen: Epoxy wordt in de vlokken gezogen brokkelige brij o Na mengen: brij brokken hangt niet samen o Na uitharden: hard scherpe uitsteeksels

Bevindingen: Het kleuren van de kunststof wordt gedaan met het poeder. Hiermee wordt kleurpigment - wat heel duur is - gerecupereerd via het poeder. Het volume kunststof stijgt met 30-50%. Het PU-poeder werkt waarschijnlijk als microballoons in de epoxy, waardoor een stijver materiaal verkregen wordt. Toepassingen vinden zich in auto's, bus zijpanelen, jachten... Stel dat er niet uitgeharde componenten epoxy en harder vervat zitten in de PUpoeder korrels. Wat gebeurt er bij het buigen van de plaat? Gebeurt er een nieuwe reactie, waardoor de plaat op zijn nieuwe positie hard wordt? Krijg je op deze manier een zelfherstellende plaat?

B.2.7. Polyester (Nr. 202) De gebruikte materialen zijn polyester giethars 328, harder MEKP, PU-poeder en PU-vlokken. De verwerkingsparameters zijn 15.1-19.4°C en 38-43% luchtvochtigheid. In een eerste test werd de harder goed onder de polyester vermengd, waarna het PU-poeder erbij gemengd werd. Alles werd in een mal gegoten. Resultaten: • 202/07 Recept: 160g Polyester, 2g harder (effectief: 146g mengsel) o Tijdens mengen: goed



_B22

o

o

Na mengen: vloeit goed rond hardt uit in ca 1uur Na uitharden: hard doorzichtig glad

•

202/02 Recept: 150g Polyester, 10g PU-poeder, 2g harder (effectief: 139g) o Tijdens mengen: veel visceusere vloeistof o Na mengen: vloeit nog goed rond vorming van luchtbellen hard trager uit (ca 3u) o Na uitharden: groen hard

•

202/03 Recept: 135g Polyester, 30g PU-poeder, 2g harder (effectief: 165g) o Tijdens mengen: stroperige brij o Na mengen: vloeit niet plakt samen hardt niet uit (na 3 dagen nog steeds een plakkerige brij, weliswaar iets vaster geworden) o Na uitharden: hard groene kleur

In de tweede test werd de harder bij de polyester gemengd, daarna werden vlokken toegevoegd. Alles werd in een mal gegoten. Resultaten: • 202/05 Recept: 161g polyester, 2g vlokken, 2g harder (effectief: 157g) o Tijdens mengen: vloeibaar mengsel PU-vlokken in polyester o Na mengen: vloeit rond vorming van luchtbellen o Na uitharden: samenhangend geheel vlokken in polyester vervat •

202/06 Recept: 164g polyester, 8g vlokken, 2g harder (effectief: 169g)



_B23

o

o

o

Tijdens mengen: polyester wordt in de vlokken gezogen brokken Na mengen: vloeit niet rond brokken Na uitharden: samenhangend geheel polyester in vlokken

Bevindingen: Bij hoge percentages PU-poeder hardt het polyester veel trager uit. Er is recuperatie van pigment.

B.2.8. Poly-Urethaan (Nr. 203) De gebruikte materialen zijn PU-hars (6KNS1 A, 6KNS1 B), PU-rubber (UR 5835 Polyol, UR 5801 Isocyanaat), PU-poeder en PU-vlokken. De verwerkingsparameters zijn een temperatuur van 17.1-17.4°C en een luchtvochtigheid van 42%.

B.2.8.1. Hars In een eerste test werd bij elk component van het hars (A en B) PU-poeder gemengd. Daarna werden A en B bij elkaar gemengd en in een mal gegoten. Resultaten: • 203/01 Recept: 78g hars A, 75g hars B (effectief: 153g) o Tijdens het mengen: vlot o Na het mengen: warm snelle uitharding vloeit rond verandert van kleur o Na uiharding: hard •

203/02 Recept: 80g hars A, 80g hars B, 20g PU-poeder (effectief: 161g) o Tijdens het mengen: vlot visceuser o Na het mengen vloeit rond hardt snel uit



_B24

o

•

warm verkleurt lichtjes Na uitharding: hard

203/03 Recept: 80g hars A, 82g hars B, 80g PU-poeder (effectief: 242g) o Tijdens het mengen: moeilijk brokkelige brij alle hars opgezogen door poeder o Na het mengen: spatelbaar wordt weinig warm zacht vloeit niet o Na uitharding: hard

In de tweede test werd bij elke component van het hars vlokken gemengd. Daarna werden A en B bij elkaar gemengd en in een mal gegoten. Resultaten: • 203/05 Recept: 76g hars A, 76g hars B, 4g vlokken (effectief: 148g) o Tijdens mengen: gaat vlot vloeibaar o Na mengen: warm vloeit rond snelle uitharding o Na uitharding: hard •

203/06 Recept: 76g hars A, 77g hars B, 10g vlokken (effectief: 155g) o Tijdens mengen: alle hars wordt opgezogen in de vlokken brokkelige brij o Na mengen: brij vloeit niet rond o Na uitharding: hard scherpe uitsteeksels



_B25

Bevindingen: Het bijvoegen van poeder is een vorm van pigmentrecuperatie. Hoe meer poeder bijgevoegd wordt, hoe beter de plaat bewerkbaar wordt voor schroeven, frezen, zagen...

B.2.8.2. Rubber In de eerste test werden de twee componenten van de PU-rubber bij elkaar gemengd. Daarna werd PU-poeder bijgemengd en het geheel werd in een mal gegoten. Resultaten: • 203/51 Recept: 137g polyol, 17g isocyanaat (effectief: 145g) o Tijdens mengen: vlot o Na mengen: vloeit rond o Na uitharding: rubberachtig •

203/52 Recept: 137g polyol, 18g isocyanaat, 20g PU-poeder (effectief: 163g) o Tijdens mengen: vlot o Na mengen: vloeit rond visceuser groen o Na uitharding: rubberachtig

•

203/53 Recept: 136g polyol, 17g isocyanaat, 60g PU-poeder (effectief: 214g) o Tijdens mengen: PU-poeder neemt alle rubberhars op stroef en moeilijk o Na mengen: plakt aan plamuurmes moeilijk rond te verdelen o Na uitharden: rubberachtig korreliger

In de tweede test werden de twee componenten van het PU-hars bij elkaar gemengd. Daarna werden vlokken bijgemengd en het geheel werd in een mal gegoten. Resultaten: • 203/55 Recept: 137g polyol, 17g isocyanaat, 4g vlokken (effectief: 150g)



_B26

o

o

o

•

Tijdens mengen: vlot blijft vloeibaar Na mengen: vloeit niet rond makkelijk te verdelen Na uitharden: rubberachtig brokken

203/56 Recept: 138g polyol, 17g isocyanaat, 10g vlokken (effectief: 160g) o Tijdens mengen: vlot alle rubber wordt in de vlokken opgenomen brokkelige brij o Na mengen: vloeit niet makkelijk te verdelen o Na uitharden: rubberachtig vlokken gebonden door PU-rubber

Bevindingen: Na het bijvoegen van PU-poeder behoudt het rubber zijn rubberachtige eigenschap. Hoe meer PU-poeder, hoe sterker het rubber wordt, maar hoe minder elastisch het rubber. Dit kan toepassingen vinden in rubberen wieltjes, drukpersen, andere gietrubberen toepassingen, rubbervloeren...

B.2.9. Houtlijm (Nr. 401) De gebruikte materialen zijn houtlijm (Bison) en PU-poeder. De verwerkingsparameters waren 22.9°C en 36% luchtvochtigheid. In deze test werd PU-poeder bij de houtlijm gemengd. Met dit mengsel werden twee blokjes MDF aan elkaar gelijmd. Resultaten: • 401/01 Recept: 100% houtlijm o Tijdens mengen: o Bij aanbrengen: eenvoudig te verdelen o Na uitharden: sterke verbinding



_B27

•

401/02 Recept: 5g houtlijm, ca 0.5g PU-poeder o Tijdens het mengen: moeilijk o Bij het aanbrengen: stroperig moeilijk te verdelen o Na uitharden: blijft sterk

•

401/03 Recept: 5g houtlijm, ca 2g PU-poeder o Tijdens het mengen: heel moeilijk te mengen o Bij het aanbrengen: soort pasta moeilijk te verdelen o Na uitharden: blijft sterk

Bevindingen: Zelfs met 2g PU-poeder op 5g houtlijm is er een stevige hechting. De vraag blijft of er effect is door de werking van het PU-poeder als micro-balloons in de lijm, waardoor zelfs een steviger verbinding ontstaat. Het is waarschijnlijk dat deze verbinding gemakkelijker schokken kan opvangen. Nadeel is de veel stroperiger massa, waardoor aanbrengen van de lijm moeilijker wordt. Stel dat deze lijm dan als lijmkit wordt gebruikt?

B.2.9. Latexverf (Nr. 302) De gebruikte materialen waren latexverf (Levis) en PU-poeder. De verwerkingsparameters waren 22.9°C en 36% luchtvochtigheid. In deze test werd PU-poeder bij de latexverf gemengd. Met dit mengsel werd een blokje hout voorzien van 1 laag verf. Resultaten: • 302/01 Recept: 100% latexverf o Tijdens het mengen: o Bij het schilderen: vlot gladde strepen o Na drogen glad oppervlak •

302/02 Recept: 16g latexverf, 1g PU-poeder



_B28

o

o

o

•

Tijdens het mengen: stroef moeilijk mengbaar thixotropie stijgt Bij het schilderen: korreliger thixotroop Na drogen: lichte korrelstructuur in de verf

302/03 Recept: 13g latexverf, 2g PU-poeder o Tijdens het mengen: heel stroef moeilijk vaste, smeerbare stof o Bij het schilderen: vast als niet geschilderd wordt, vloeibaar bij schilderen ruwe korrelstructuur o Na drogen: korrelstructuur blijft relatief zacht oppervlak

Bevindingen: BossPaints zocht reeds lang naar een manier om structuur aan te brengen in hun laklaag. Misschien is dit een alternatief. Ook qua thixotropie biedt deze verf een enorm voordeel: ze drupt niet en is toch nog relatief gemakkelijk aan te brengen.



_B29

B.3. Materiaaleigenschappen B.3.1. Werkvoorbereiding trek en impactproeven Vanuit het VKC werden de standaardvormen voor de proeven verkregen. Van deze vormen wordt een negatief model gemaakt in silicone rubber. Hierin wordt het polyester met het PU-poeder gegoten en zo worden standaard trekstaafjes en impactstaafjes bekomen. 1. Negatief model maken Nodig: Silicone basisstof, silicone harder, standaardvormen (trekstrookjes, impactstrookjes), kunststof bak(ken), maatbekers. • • • • • • •

Volume trekstrookjes bepalen Standaardvormen tegen kunststof bakje kleven Silicone met harder mengen Eerste laag borstelen Silicone gieten tot enkele millimeters boven de standaardvormen Uitharden Ontvormen

2. Polyester Nodig: Polyester 4779, Polyester 4782, harder MKEP, PU-poeder, siliconenmal, mengbekers, pipeteerbuis, ballon, maatbeker, weerstation, weegschaal • • • • • • • •

Hoeveelheid polyester afmeten Poeder afwegen MKEP afmeten Polyester en MKEP mengen Poeder bijmengen In siliconenmal gieten Curing (30min) Ontvormen

Mengverhoudingen: Gewichtsprocent 0,00 7,50 15,00 22,50 30,00 37,50 45,00 52,50 60,00

Volumeprocent 0,00 19,26 34,17 46,06 55,76 63,83 70,64 76,47 81,52 Totaal


Polyester (g) 100,00 92,50 85,00 77,50 70,00 62,50 55,00 47,50 40,00 630,00

PU-poeder (g) 0,00 7,50 15,00 22,50 30,00 37,50 45,00 52,50 60,00 270,00

PU-poeder (ml) 0,00 22,06 44,12 66,18 88,24 110,29 132,35 154,41 176,47


MKEP (ml) 3,00 2,78 2,55 2,33 2,10 1,88 1,65 1,43 1,20 18,90

_B30

3. Trek en impactproeven uitvoeren Trekproeven volgens norm EN ISO 527-2 Impactproeven volgens norm EN ISO 179

B.3.2. Werkvoorbereiding voor giettesten Benodigdheden: Polyester 4779, harder MKEP, PU-poeder, mengpotjes, weegschaal, pipeteerbuis, ballon, mengstaafjes, weerstation, maatbeker. Werkwijze: • • • • • • • • • •

PU-poeder afwegen, polyester afwegen, harder afmeten Polyester en harder goed mengen, PU-poeder er goed bijmengen Alles in een mengpotje houden Tijd beginnen tellen vanaf de harder erbij is Temperatuur nemen bij tijd 0, daarna om de 5 minuten Geltijd noteren = omkeren en geen beweging Maximale temperatuur opmeten = uithardingstijd Uitzetten in grafiek Doorgaan tot 8 Na uitharden: volume en gewicht meten: o Meten van volume (gewicht van water) en gewicht mengpotje o Opmeten van gewicht mengpotje + hars 1-8 o Meten van nieuw volume (gewicht water) o Densiteit bepalen

Mengverhoudingen Polyester 4779

1 2 3 4 5 6 7 8

Gewichtsprocent 0,00 1,76 3,64 5,66 7,83 10,18 12,72 15,47

Volumeprocent 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00


Polyester (g) 100,00 95,00 90,00 85,00 80,00 75,00 70,00 65,00 660,00

PU-poeder (g) 0,00 1,70 3,40 5,10 6,80 8,50 10,20 11,90


PU-poeder (ml) 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00

MKEP (ml) 3,00 2,70 2,55 2,40 2,25 2,10 1,95

_B31

B.3.3. Werkvoorbereiding voor impacttesten Benodigdheden: Polyester 4779, harder MKEP, PU-poeder, glasvezelmat, schaar, meetlat, stiftje, mengpotjes, weegschaal, pipeteerbuis, ballon, mengstaafjes, wegwerpborstels, lossingspray, mal, weerstation Werkwijze: • • • • • • • •

• • • • •

Stukjes glasvezel scheuren in lappen van 150 op 50 mm Ondergrond inspuiten met lossingspray PU-poeder afwegen, polyester afwegen, harder afmeten Polyester en harder goed mengen, PU-poeder er goed bijmengen Ondergrond met borstel nat maken met polyester Stuk glasvezel aanbrengen en onderdompelen Glasvezel aanbrengen die een 80 mm overlapt, onderdompelen Aanbrengen op een mal: o Met polyester nat maken o Glasvezel aanbrengen o Onderdompelen Laten uitharden Plaatjes wegen Opstelling voor vormtest Hamer laten vallen van verschillende hoogtes (20cm, 25cm, 30cm … 160cm) Noteren vanaf welke hoogte spanningen (witte verkleuringen), barsten (witte verkleuringen die een lijn vormen) en breuken (scheuren) voorkomen.

Mengverhoudingen Polyester 4779 Gewichtsprocent 0,00 3,78 6,00 8,50 11,33 14,57 18,31

Volumeprocent 0,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00


PU-poeder Polyester (g) (g) 100,00 0,00 90,00 3,40 85,00 5,10 80,00 6,80 75,00 8,50 70,00 10,20 65,00 11,90


PU-poeder (ml) 0,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00

MKEP (ml) 3,00 2,70 2,55 2,40 2,25 2,10 1,95

_B32

B.4. Prototypebouw B.4.1. Werkvoorbereiding bumpermal Benodigdheden: 15kg gips, bumper, ¼m² trennspray, isomo, hout, zaag, cutter, wegwerpborstels, ijzerdraad, schuurpapier, afplakpapier, afplakplakband 1. Bumper voorbereiden • Bumper wassen • Zaaglijnen aanbrengen • Zagen 2. Gietmal maken • Houten bak met afmetingen 50x60x30cm • Bumperopeningen afplakken en in bak plaatsen • Met isomo de verloren hoeken opvullen • Versteviging in ijzerdraad voorbereiden 3. Gips gieten • Isomo uit de mal • Bumper inspuiten met lossingsmiddel • 15 min laten drogen • Kleine beetje gips aanmaken om laatste gaatjes te dichten • 15l Gipsmengsel aanmaken (1 deel water, 3 delen gips) • Met de borstel bumper bedekken tegen luchtbelletjes • Isomo in de mal brengen • Rest van het gipsmengsel in de mal gieten • Laten uitharden (30min-1uur) • Ontmallen 4. Bumpermal afwerken • Opschuren, putjes opvullen • Randen afwerken

B.4.2. Werkvoorbereiding prototypes Benodigdheden: 2l Polyester hars 4782, MKEP harder, PU-poeder, 2m² glasvezelmat, trennspray voor 1m² Materiaal: weegschaal, mengpotjes, wegwerpborstels, pipeteerbuis, ballon, weerstation, schaar, stiftje 1. Polyester met 20V% PU-poeder (2X) • Glasmatten voorbereiden: 2x 50x50cm • Bumpermal inspuiten met lossingswas (Trennspray): 4 lagen • 15 min wachten • Mengsel aanbrengen: polyester met 20V% PU-poeder, 2-3% MKEP, verbruik: 500gr mengsel (0.5l) (verbruik 1kg/m²/laag) • Eerste laag aanbrengen



_B33

• • • • • • •

Eerste laag glasmat aanbrengen Impregneren (Bevestigingshaken aanbrengen) Tweede glasmat aanbrengen Impregneren 24 uur laten curen Ontmallen

2. Zuiver polyester (2X) • Glasmatten voorbereiden: 2x 50x50cm • Bumpermal inspuiten met lossingswas (Trennspray): 2 lagen • 15 min wachten • Polyester aanmaken: 500gr, 2-3% MKEP (verbruik 1kg/m²/laag) • Eerste laag aanbrengen • Eerste laag glasmat aanbrengen • Impregneren • (Bevestigingshaken aanbrengen) • Tweede glasmat aanbrengen • Impregneren • 24 uur laten curen • Ontmallen

B.4.3. Werkvoorbereiding afwerking prototypes Benodigdheden: schuurpapier, primer, lakverf 1. Opschuren, afsnijden • Oppervlak opschuren • Randen afwerken 2. Spuiten • Primer aanbrengen • Lichtste kleur aanbrengen • Delen afdekken • Zwarte kleur aanbrengen

B.4.4. Werkvoorbereiding testen Benodigdheden: ijzeren staaf, testopstellling 1. Testopstelling • Testopstelling maken 2. Testen • Prototype inspannen • Paal laten vallen vanaf 3 m hoogte • Foto’s nemen, filmen • Resultaten bekijken



_B34

B.5. Literatuurlijst B.5.1. Internetlinks Alliance for Flexible Polyurethane Foam http://www.afpf.com/ Akoestikon geluidsisolatie http://www.akoestikon.nl/ Carpenter-Dumo www.dumo.be Composite foam http://www.compositefoams.net/index.htm European association of flexible polyurethane foam blocks manufacturers http://www.europur.com/ European Diisocyanate & Polyol Producers Association http://www.isopa.org Federplast www.federplast.be FreePatentsOnline: Recycling polyurethane. http://www.freepatentsonline.com/result.html?p=1&edit_alert=&srch=xprtsrch& query_txt=polyurethane+recycling&uspat=on&usapp=on&eupat=on&date_range =all&stemming=on&sort=relevance&search=Search History of plastic http://www.plasticseurope.org/Content/Default.asp?PageID=533# Kabelwerk Eupen www.kabelwerkeupen.be KNS Roeselare www.knsroeselare.be Markets for recycled plastics http://www.the-infoshop.com/study/bc26723_plastics_recycling.html McDonough Braungart Design Chemistry http://mbdc.com/index.htm McDonough http://www.mcdonough.com/#



_B35

Onderzoek naar zelfherstellende materialen aan de TU Delft http://www.tudelft.nl/live/pagina.jsp?id=1cb5c99a-1a97-4ef6-b6e7563a391bd413&lang=nl Polygonya www.polygonya.be Polypreen http://www.polypreen.nl/com/index.html Polyurethane Foam Association (USA) http://www.pfa.org/ Recticel www.recticel.com Soundcoat geluidsisolatie http://www.soundcoat.com/ Vlaams Kunststoffen Centrum www.vkc.be VossChemie www.vosschemie.be

B.5.2. Papers Carpet underlay Anonymus, Flexible Polyurethane Foam Carpet Cushion, In Touch, PFA, 1991, http://www.pfa.org/intouch/new_pdf/lr_IntouchV1.4.pdf, 3/09/2007. Cradle to Cradle vereisten MBDC, Cradle to Cradle Certification Program, MBDC, http://www.mbdc.com/docs/Outline_CertificationV2_draft.pdf, 3/09/2007. Cradle to Cradle vereisten samenvatting MBDC, Cradle to Cradle Certification Criteria, MBDC, http://www.mbdc.com/docs/CertificationCriteria.pdf, 3/09/2007. Duurzaam Polyurethaan Anonymous, Polyurethanes: Sustainable Materials, Isopa, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/documents_ns/sustainability.pdf, 3/09/2007. Ecoprofiel van MDI Anonymus, Eco-profiles of the european Plastics Industry Polyurethane Precursor (MDI), Isopa, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/documents_ns/eco_midi.pdf, 3/09/2007.



_B36

Ecoprofiel Polyol Anonymus, Eco-profiles of the european Plastics Industry Polyurethane Precursor (Polyol), Isopa, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/documents_ns/eco_polyol.pdf, 3/09/2007. Ecoprofiel van TDI Anonymus, Eco-profiles of the european Plastics Industry Polyurethane Precursor (TDI), Isopa, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/documents_ns/eco_tdi.pdf, 3/09/2007. Fact sheet: adhesive pressing particle bounding Anonymous, Recyling en Recovering Polyurethanes: Adhesive Pressing and Particle Bonding, Isopa, 2001, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/documents_ns/adhesive.pdf, 3/09/2007. Fact sheet: cijfers Anonymous, Recyling en Recovering Polyurethanes: Polyurethanes in Perspective, Isopa, 2001, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/documents_ns/pu_perspec.pdf, 3/09/2007. Fact sheet: energy recovery Anonymous, Recyling en Recovering Polyurethanes: Energy Recovery, Isopa, 2001, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/documents_ns/energy_rec.pdf, 3/09/2007. Fact sheet: energy recovery flexible foam Anonymous, Recyling en Recovering Polyurethanes: Energy Recovery from Flexible PU Foams, Isopa, 2001, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/documents_ns/flexible.pdf, 3/09/2007. Fact sheet: persen en malen Anonymous, Recyling en Recovering Polyurethanes: Densification/grinding, Isopa, 2001, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/documents_ns/densif_grind.pdf, 3/09/2007. Fact sheet: PU partikels Anonymous, Recyling en Recovering Polyurethanes: Re-use of Particles, Isopa, 2001, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/documents_ns/reuse_particles.pdf, 3/09/2007. Fact sheet: rebonded flexible foam Anonymous, Recylcing en Recovering Polyurethanes: Rebonded flexible foam, Isopa, 2001, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/documents_ns/rebonded.pdf, 3/09/2007.



_B37

Fact sheet: regrinding repowdering Anonymous, Recylcing en Recovering Polyurethanes: Regrind/Powdering, Isopa, 2001, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/documents_ns/regrind.pdf, 3/09/2007. Fact sheet: rigid foam uit afval Anonymous, Recyling en Recovering Polyurethanes: Recovery of Rigid Polyurethane Foam from Demolition Waste, Isopa, 2001, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/documents_ns/rigid_foam.pdf, 3/09/2007. Fact sheets over Polyurethaan Isopa, fact sheets, http://www.isopa.org/htdocs/isopa_site/fact.htm, 3/09/2007. Hergebruik van kunststoffen Anonymus, Hergebruik van kunststoffen, U-Gent Hoe, wat, waarom gerycleerde goederen kopen Anonymus, Buing Recycled, http://www.deq.state.mi.us/documents/deq-eadrecycle-buyingrecycled.pdf, 3/09/2007. IDC Anonymus, IDC Information Network, Recticel Injectiesysteem voor PU poeder ANDREOLLI, Stefano, CAIRATI, Christian, BERTHE, Paul, VILLWOCK, Robert, Innovative Filler Injection System for Powdered Recycled Urethane, http://www.mobiustechnologies.com/images/a10.pdf, 3/09/2007. MBDC Cradle to Cradle MC DONOUGH, William, BRAUNGART, Michael, MBDC and Cradle to Cradle, MBDC, http://www.mbdc.com/MBDC_brochure_web.pdf, 3/09/2007. Methodes voor PU en PU-composiet recycling Anonymus, Methods for the Recycling of Polyurethane and Polyurethane Composites, Hennecke Machinery, http://henneckemachinery.com/papers/Recycling%20%202000.pdf Opties voor PU-afval recycling Anonymus, Traetment and disposal of PU-wastes: options for recovery and recycling, Helsinki University of Technology PU markt en recyclagetechnieken CAUDRON, Jean-Charles, Etude du marché du polyuréthanne et Etat de l’art de ses techniques de recyclage, Ademe, 2003, http://www.ademe.fr/htdocs/publications/publipdf/rapfin_polyurethane.pdf, 3/09/2007.



_B38

PU-recycling Anonymous, About the Polyurethane Recycle and Recovery Council, PURRC, http://www.polyurethane.org/s_api/bin.asp?CID=867&DID=3747&DOC=FILE.PD F, 3/09/2007. PU-recycling bis Anonymous, Polyurethane recycling, PURRC, API, 2005, http://www.polyurethane.org/s_api/bin.asp?CID=867&DID=3746&DOC=FILE.PD F, 3/09/2007. PU recycling processen NEURAY, Marcel P, SULZBACH, H. Michael, WIRTH, Jürgen, Methods for the Recycling of Polyurethane and Polyurethane Composites, Hennecke Machinery, http://henneckemachinery.com/papers/Recycling%20%202000.pdf, 3/09/2007. PU-schuim en duurzaam afvalbeheer Anonymus, Efficient Solid Waste Management, In Touch, PFA, 1991, http://www.pfa.org/intouch/new_pdf/lr_IntouchV4.1.pdf, 3/09/2007. PU-schuim en milieu Anonymus, Polyurethane Foam and the Environment: A Progress Report, In Touch, PFA, 1997, http://www.pfa.org/intouch/new_pdf/lr_IntouchV6.2.pdf, 3/09/2007. PU-zachtschuim Anonymus, Een glasheldere kijk op PU-zachtschuim, NVR Recycling van PUR Anonymus, Recycling PUR, Bayer Recycling via verpoedering STONE, Herman, VILLWOCK, Robert, MARTEL, Brian, Recent Technical Advances in Recycling of Scrap Polyurethane Foam as Finely Ground Powder in Flexible Foam, 2000, http://www.mobiustechnologies.com/images/a03.pdf, 3/09/2007. Thematische strategie bij afvalverwerking en recycling Anonymus, Towards a thematic strategy on the prevention and recycling of waste, Comission of the European Communities, 2003, http://www.belspo.be/platformisd/Library/com2003%20Waste.pdf, 3/09/2007. Verpoedering in slabstockproductie VILLWOCK, Robert, Improved Comfort Factor with Recycled Content by Reformulation of Flexible Slabstock Foams, 2001, http://www.mobiustechnologies.com/images/a04.pdf, 3/09/2007. Voordelen van carpet underlay Anonymus, Summary Report on the Benefits of Commercial Bonded Polyurethane Carpet Cushion in the Workplace, AFPF, http://www.afpf.com/1005_SummaryReport.pdf, 3/09/2007.



_B39

B.5.3. Boeken Polyurethaan recycling FRISCH, Kurt C., KLEMPNER, Daniel, PRENTICE, Geoffrey, Recycling of Polyurethanes, Advances in plastics recycling, Technomic Publishing Company, 1999.



_B40

Masterproef PU trim foam Recycling

Recommend Documents