DE202022103948U1

DE202022103948U1 - A system for the production of biodegradable floor tiles based on polymer composites

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Publication number: DE202022103948U1
Application number: DE202022103948.8U
Authority: DE
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Priority date: 2022-07-13
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2022-07-20
Anticipated expiration: 2032-07-14

Abstract

System zur Herstellung von biologisch abbaubaren Bodenfliesen auf der Basis von polymeren Verbundstoffen, wobei das System umfasst:
eine Verarbeitungseinheit zur Synthese von mit Seidenfasern verstärkten Verbundwerkstoffen und zur Orientierung von Seidenfasern in einer vorbestimmten Weise, die mit Vinylesterharz als Matrixmaterial verstärkt sind;
eine Presseinheit mit einer Walze und einer Form zur Herstellung einer Bodenfliese unter Verwendung eines Handauflegeverfahrens für Verbundwerkstoffe; und
eine Untersuchungseinheit zur Untersuchung des mechanischen Verhaltens in Bezug auf die Zug- und Biegefestigkeit, des tribologischen Verhaltens wie Reibungskoeffizient und Verschleiß sowie der elektrischen Impedanz der präparierten Verbundwerkstoffe.

System for the production of biodegradable floor tiles based on polymeric composites, the system comprising:
a processing unit for synthesizing composite materials reinforced with silk fibers and orienting in a predetermined manner silk fibers reinforced with vinyl ester resin as a matrix material;
a press unit including a roller and a mold for manufacturing a floor tile using a hand lay-up method for composite materials; and
a research unit to study the mechanical behavior in terms of tensile and flexural strength, the tribological behavior such as coefficient of friction and wear, and the electrical impedance of the prepared composites.

Description

BEREICH DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die Herstellung von Bodenfliesen auf der Basis von Nanopartikeln, insbesondere auf ein System zur Herstellung von biologisch abbaubaren Bodenfliesen auf der Basis von Polymerverbundstoffen.The present disclosure relates to the manufacture of nanoparticle-based floor tiles, and more particularly to a system for the manufacture of biodegradable polymer composite-based floor tiles.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Für Boden- und Wandverkleidungen in Wohnungen und Büros werden häufig Keramikfliesen verwendet. Keramikfliesen sind überall erhältlich und werden schon seit Hunderten von Jahren für Böden und Wände verwendet. Keramikfliesen können in einer nahezu unendlichen Vielfalt von Mustern und Farben verlegt werden. Aufgrund ihrer Haltbarkeit und Ästhetik sind Keramikfliesen häufig die beste Wahl für Bodenbeläge und Wandverkleidungen. Keramikfliesen können aus einer Vielzahl natürlicher und synthetischer Materialien hergestellt werden, unter anderem aus Granit, Quarz, Marmor, Lehmstein, Kunststoff, Holz oder anderen geeigneten Materialien, auch wenn die meisten von ihnen aus keramischen Zusammensetzungen (gebranntem Ton) hergestellt werden.Ceramic tiles are often used for floor and wall coverings in homes and offices. Ceramic tiles are widely available and have been used for floors and walls for hundreds of years. Ceramic tiles can be installed in an almost infinite variety of patterns and colors. Ceramic tiles are often the best choice for flooring and wall coverings due to their durability and aesthetics. Ceramic tiles can be made from a variety of natural and synthetic materials, including granite, quartz, marble, adobe, plastic, wood or other suitable materials, although most of them are made from ceramic (fired clay) compositions.

In den letzten Jahren hat sich der Fokus der Welt drastisch auf alternative Quellen für neue, fortschrittliche und attraktive Materialien neben den traditionell verwendeten Materialien verlagert. Bei diesen fortschrittlichen und attraktiven Materialien handelt es sich um naturfaserbasierte verstärkte Verbundwerkstoffe (NFRC), die sich durch eine hohe Wirksamkeit, ein unübertroffenes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, eine hohe Bruchzähigkeit und eine höhere Korrosionsbeständigkeit auszeichnen. Abgesehen von der Suche nach alternativen Energiequellen hat die Welt ihr Bewusstsein geweckt und fordert ständig, die Umwelt vor der rigorosen Verwendung gefährlicher Materialien zu schützen.In recent years, the world's focus has shifted drastically towards alternative sources of new, advanced and attractive materials alongside the traditionally used materials. These advanced and attractive materials are natural fiber-based reinforced composites (NFRC) characterized by high effectiveness, unmatched strength-to-weight ratio, high fracture toughness and greater corrosion resistance. Aside from the search for alternative energy sources, the world has awakened its awareness and constant demands to protect the environment from the rigorous use of hazardous materials.

In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen wird deutlich, dass ein System zur Herstellung von biologisch abbaubaren Bodenfliesen auf der Basis von Polymerverbundstoffen benötigt wird.In view of the foregoing, it is clear that there is a need for a system for manufacturing biodegradable floor tiles based on polymer composites.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Offenlegung zielt darauf ab, ein System zur Herstellung von biologisch abbaubaren, intelligenten Bodenfliesen auf Polymerkompositbasis bereitzustellen, die in einem weiten Bereich sowohl in der Industrie als auch im Haushalt eingesetzt werden können.The present disclosure aims to provide a system for manufacturing biodegradable polymer composite-based smart floor tiles that can be used in a wide range of both industrial and domestic applications.

In einer Ausführungsform wird ein System zur Herstellung von biologisch abbaubaren Bodenfliesen auf Polymerverbundbasis offenbart. Das System umfasst eine Verarbeitungseinheit zur Synthese von mit Seidenfasern verstärkten Verbundwerkstoffen und zur Ausrichtung von Seidenfasern in einer vorbestimmten Weise, die mit Vinylesterharz als Matrixmaterial verstärkt sind. Das System umfasst ferner eine Presseinheit mit einer Walze und einer Form zur Herstellung einer Bodenfliese unter Verwendung einer Handauflegetechnik für den Verbundstoff. Das System umfasst ferner eine Untersuchungseinheit zur Untersuchung des mechanischen Verhaltens in Bezug auf die Zug- und Biegefestigkeit, des tribologischen Verhaltens wie Reibungskoeffizient und Verschleiß sowie der elektrischen Impedanz der hergestellten Verbundwerkstoffe.In one embodiment, a system for manufacturing polymer composite-based biodegradable floor tiles is disclosed. The system includes a processing unit for synthesizing composites reinforced with silk fibers and orienting in a predetermined manner silk fibers reinforced with vinyl ester resin as matrix material. The system further includes a press unit having a roller and a mold for making a floor tile using a hand lay-up technique for the composite. The system also includes a research unit for studying the mechanical behavior in terms of tensile and flexural strength, the tribological behavior such as friction coefficient and wear, and the electrical impedance of the composite materials produced.

In einer anderen Ausführungsform wird die vorgegebene Art aus einer oder mehreren der biaxialen Einschichtfasern (SLBF), biaxialen Zweischichtfasern (DLBF) und biaxialen Dreischichtfasern (TLBF) sowie Seidengewebe als Einschichtgewebe (SLC), Zweischichtgewebe (DLC) und Dreischichtgewebe (TLC) ausgewählt.In another embodiment, the predetermined type is selected from one or more of the biaxial single-layer fibers (SLBF), biaxial two-layer fibers (DLBF) and biaxial three-layer fibers (TLBF) as well as silk fabrics as single-layer fabric (SLC), two-layer fabric (DLC) and three-layer fabric (TLC).

In einer anderen Ausführungsform umfasst die Untersuchungseinheit eine Zugprüfmaschine, die eine Zugkraft auf ein Material ausübt und die Reaktion der Fliesen auf die Belastung misst, ein Tribometer zur Messung von Reibung und Verschleiß sowie einen Impedanzanalysator zur Messung der Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Strom (d. h. der Höhe oder Amplitude der Wellen), aber auch der Zeitdifferenz zwischen den Potenzial- und den Stromwellenformen.In another embodiment, the test unit includes a tensile testing machine that applies a tensile force to a material and measures the response of the tiles to the load, a tribometer to measure friction and wear, and an impedance analyzer to measure the difference between the maximum and minimum current ( i.e. the height or amplitude of the waves), but also the time difference between the potential and current waveforms.

In einer anderen Ausführungsform wird die Bodenfliese in mehreren Schichten geformt, um eine hohe Zugfestigkeit zu erreichen, wobei die seidenfaserverstärkten Verbundwerkstoffe als Nanopartikelvorläufer verwendet werden.In another embodiment, the floor tile is molded in multiple layers to achieve high tensile strength using the silk fiber reinforced composites as nanoparticle precursors.

In einer anderen Ausführungsform wird das Oberflächenstabilisierungsmittel mit seidenfaserverstärkten Verbundwerkstoffen gemischt, wobei der Nanopartikelvorläufer in einem Lösungsmittel ohne Verwendung eines Phasentransferkatalysators gelöst wird.In another embodiment, the surface stabilization agent is mixed with silk fiber reinforced composites, where the nanoparticle precursor is dissolved in a solvent without using a phase transfer catalyst.

Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist die Entwicklung eines biologisch abbaubaren Naturfaser-Polymer-Verbundstoffs.An objective of the present disclosure is to develop a biodegradable natural fiber-polymer composite.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenlegung ist die Entwicklung von Bodenfliesen aus Verbundwerkstoffen mit biologisch abbaubaren Eigenschaften, die den Anforderungen und dem Bewusstsein für Umwelt und Ökologie voll und ganz gerecht werden.Another aim of the present disclosure is the development of floor tiles made of composite materials with biodegradable properties, which fully meet the requirements and awareness of the environment and ecology.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein schnelles und kostengünstiges System zur Herstellung von biologisch abbaubaren Bodenfliesen auf der Basis von polymeren Verbundstoffen bereitzustellen.Another object of the present invention is to provide a rapid and inexpensive system for manufacturing biodegradable floor tiles based on polymeric composites.

Zur weiteren Verdeutlichung der Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung wird eine genauere Beschreibung der Erfindung durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen gegeben, die in der beigefügten Figur dargestellt sind. Es wird davon ausgegangen, dass diese Figur nur typische Ausführungsformen der Erfindung darstellt und daher nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung anzusehen ist. Die Erfindung wird mit zusätzlicher Spezifität und Detail mit der beigefügten Figur beschrieben und erläutert werden.In order to further clarify the advantages and features of the present disclosure, a more detailed description of the invention will be given by reference to specific embodiments illustrated in the accompanying figure. It is understood that this figure represents only typical embodiments of the invention and therefore should not be considered as limiting the scope of the invention. The invention will be described and illustrated with additional specificity and detail with the accompanying figure.

Figurenlistecharacter list

Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden besser verstanden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur gelesen wird, in der gleiche Zeichen gleiche Teile in der Figur darstellen, wobei:

1 ein Blockdiagramm eines Systems zur Herstellung von biologisch abbaubaren Bodenfliesen auf der Basis von Polymerverbundstoffen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.

These and other features, aspects, and advantages of the present disclosure will be better understood when the following detailed description is read with reference to the accompanying figure, in which like characters represent like parts throughout the figure, wherein:

1 Figure 12 shows a block diagram of a system for manufacturing biodegradable polymer composite-based floor tiles according to an embodiment of the present disclosure.

Der Fachmann wird verstehen, dass die Elemente in der Figur der Einfachheit halber dargestellt sind und nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet wurden. Die Flussdiagramme veranschaulichen beispielsweise das Verfahren anhand der wichtigsten Schritte, um das Verständnis der Aspekte der vorliegenden Offenbarung zu verbessern. Darüber hinaus kann es sein, dass eine oder mehrere Komponenten der Vorrichtung in der Figur durch herkömmliche Symbole dargestellt sind, und dass die Figur nur die spezifischen Details zeigt, die für das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung relevant sind, um die Figur nicht mit Details zu überfrachten, die für Fachleute, die mit der vorliegenden Beschreibung vertraut sind, leicht erkennbar sind.Those skilled in the art will understand that the elements in the figure are shown for simplicity and are not necessarily drawn to scale. For example, the flow charts illustrate the method of key steps to enhance understanding of aspects of the present disclosure. Furthermore, one or more components of the device in the figure may be represented by conventional symbols, and the figure only shows the specific details relevant to understanding the embodiments of the present disclosure, not to encircle the figure with details to overload, which are easily recognizable to those skilled in the art familiar with the present description.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG:DETAILED DESCRIPTION:

Um das Verständnis der Erfindung zu fördern, wird nun auf die in der Figur dargestellte Ausführungsform Bezug genommen und diese mit bestimmten Worten beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, dass damit keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, wobei solche Änderungen und weitere Modifikationen des dargestellten Systems und solche weiteren Anwendungen der darin dargestellten Grundsätze der Erfindung in Betracht gezogen werden, wie sie einem Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung normalerweise einfallen würden.For the purposes of promoting an understanding of the invention, reference will now be made to the embodiment illustrated in the Figure and specific language will be used to describe the same. It should be understood, however, that no limitation on the scope of the invention is intended, and such alterations and further modifications to the illustrated system and such further applications of the principles of the invention set forth therein are contemplated as would occur to those skilled in the art invention would normally come to mind.

Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass die vorstehende allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd für die Erfindung sind und diese nicht einschränken sollen.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory of the invention and are not intended to be limiting.

Wenn in dieser Beschreibung von „einem Aspekt“, „einem anderen Aspekt“ oder ähnlichem die Rede ist, bedeutet dies, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Daher können sich die Ausdrücke „in einer Ausführungsform“, „in einer anderen Ausführungsform“ und ähnliche Ausdrücke in dieser Beschreibung alle auf dieselbe Ausführungsform beziehen, müssen es aber nicht.When this specification refers to "an aspect," "another aspect," or the like, it means that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with the embodiment is present in at least one embodiment included in the present disclosure. Therefore, the phrases "in one embodiment," "in another embodiment," and similar phrases throughout this specification may or may not all refer to the same embodiment.

Die Ausdrücke „umfasst“, „enthaltend“ oder andere Variationen davon sollen eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken, so dass ein Verfahren oder eine Methode, die eine Liste von Schritten umfasst, nicht nur diese Schritte einschließt, sondern auch andere Schritte enthalten kann, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder zu einem solchen Verfahren oder einer solchen Methode gehören. Ebenso schließen eine oder mehrere Vorrichtungen oder Teilsysteme oder Elemente oder Strukturen oder Komponenten, die mit „umfasst...a“ eingeleitet werden, nicht ohne weitere Einschränkungen die Existenz anderer Vorrichtungen oder anderer Teilsysteme oder anderer Elemente oder anderer Strukturen oder anderer Komponenten oder zusätzlicher Vorrichtungen oder zusätzlicher Teilsysteme oder zusätzlicher Elemente oder zusätzlicher Strukturen oder zusätzlicher Komponenten aus.The terms "comprises," "including," or other variations thereof are intended to cover non-exclusive inclusion, such that a method or method that includes a list of steps includes not only those steps, but may also include other steps that are not expressly stated or pertaining to any such process or method. Likewise, any device or subsystem or element or structure or component preceded by "comprises...a" does not, without further limitation, exclude the existence of other devices or other subsystem or other element or other structure or other component or additional device or additional subsystems or additional elements or additional structures or additional components.

Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Erfindung gehört, allgemein verstanden wird. Das System, die Methoden und die Beispiele, die hier angegeben werden, dienen nur der Veranschaulichung und sind nicht als Einschränkung gedacht.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one skilled in the art to which this invention pertains. The system, methods, and examples provided herein are for purposes of illustration only and are not intended to be limiting.

Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur im Detail beschrieben.Embodiments of the present disclosure are described in detail below with reference to the attached figure.

In 1 ist ein Blockdiagramm eines Systems zur Herstellung von biologisch abbaubaren Bodenfliesen auf Polymerverbundbasis gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Das System 100 umfasst eine Verarbeitungseinheit 102 zur Synthese von seidenfaserverstärkten Verbundwerkstoffen und zur Ausrichtung von Seidenfasern in einer vorbestimmten Weise, die mit Vinylesterharz als Matrixmaterial verstärkt sind.In 1 Figure 12 is a block diagram of a system for manufacturing biodegradable polymer composite floor tiles in accordance with an embodiment of the present disclosure shown. The system 100 includes a processing unit 102 for synthesizing silk fiber reinforced composites and orienting in a predetermined manner silk fibers reinforced with vinyl ester resin as the matrix material.

In einer Ausführungsform umfasst eine Presseinheit 104, die sich an die Verarbeitungseinheit 102 anschließt, eine Walze und eine Form zur Herstellung einer Bodenfliese im Handauflegeverfahren aus Verbundmaterial.In one embodiment, a press unit 104, which is connected to the processing unit 102, comprises a roller and a mold for producing a hand-laid composite floor tile.

In einer Ausführungsform ist an die Presseinheit 104 eine Untersuchungseinheit 106 angeschlossen, mit der das mechanische Verhalten in Bezug auf die Zug- und Biegefestigkeit, das tribologische Verhalten wie Reibungskoeffizient und Verschleiß sowie die elektrische Impedanz der hergestellten Verbundwerkstoffe untersucht werden.In one embodiment, an examination unit 106 is connected to the pressing unit 104, with which the mechanical behavior in relation to the tensile and flexural strength, the tribological behavior such as the coefficient of friction and wear, and the electrical impedance of the composite materials produced are examined.

In einer anderen Ausführungsform umfasst die Untersuchungseinheit 106 eine Zugprüfmaschine, die eine Zugkraft auf ein Material ausübt und die Reaktion der Fliesen auf die Belastung misst, ein Tribometer zur Messung von Reibung und Verschleiß sowie einen Impedanzanalysator zur Messung der Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Strom (d. h. der Höhe oder Amplitude der Wellen), aber auch der Zeitdifferenz zwischen den Potenzial- und den Stromwellenformen.In another embodiment, the testing unit 106 includes a tensile testing machine that applies a tensile force to a material and measures the response of the tiles to the load, a tribometer to measure friction and wear, and an impedance analyzer to measure the difference between the maximum and minimum currents (i.e. the height or amplitude of the waves), but also the time difference between the potential and current waveforms.

In einer anderen Ausführungsform wurden Vinylester-Polymerharze, Seidenfasern und Seidentücher verwendet. Die Verbundbodenfliesen wurden unter Verwendung der Vinylester-Polymermatrix, in die Seidenfasern eingebettet waren, im Handauflegeverfahren hergestellt.In another embodiment, vinyl ester polymer resins, silk fibers, and silk cloth were used. The composite floor tiles were made using the vinyl ester polymer matrix in which silk fibers were embedded using the hand lay-up process.

In einer anderen Ausführungsform ist Vinylester (VE) eines der Mitglieder der gebräuchlichsten Familien duroplastischer Harzsysteme, die vor allem wegen ihrer niedrigen Kosten, ihrer Vielseitigkeit und ihrer leichten Verfügbarkeit eine breite Palette industrieller Anwendungen haben. Ein solches Harzsystem ist während des Herstellungsprozesses leicht zu handhaben. Das Material ist vollständig biologisch abbaubar.In another embodiment, vinyl ester (VE) is one of the members of the most common families of thermoset resin systems that have a wide range of industrial applications primarily because of their low cost, versatility, and ready availability. Such a resin system is easy to handle during the manufacturing process. The material is completely biodegradable.

In einer anderen Ausführungsform sind Seidenfasern natürliche Proteine, die normalerweise aus natürlichen Ressourcen gewonnen werden. Sie können von Motten oder Spinnen stammen. Keratin und Kollagen sind zwei natürlich vorkommende Proteintypen, aus denen tierische Fasern hergestellt werden, die weiter in haarige und Seidenfasern unterteilt werden. Die meisten Seidenfasern für die kommerzielle Nutzung werden aus der „Bombyx mori-Spinner-Seide“ (BMM-Seide) gewonnen. Solche BMM-Seiden sind die bekanntesten Seidenarten, die sich durch eine höhere Festigkeit auszeichnen. Da es sich auch hier um ein tierisches Produkt handelt, ist sie in der Natur vollständig biologisch abbaubar.In another embodiment, silk fibers are natural proteins typically derived from natural resources. They can come from moths or spiders. Keratin and collagen are two naturally occurring types of proteins that are used to make animal fibers, which are further divided into hairy and silk fibers. Most silk fibers for commercial use are derived from "Bombyx mori spinner silk" (BMM silk). Such BMM silks are the most well-known types of silk, which are characterized by higher strength. Since this is also an animal product, it is completely biodegradable in nature.

In einer anderen Ausführungsform haben sich Bodenfliesen aus Verbundwerkstoffen als potenzieller Ersatz für Bodenfliesen auf Keramikbasis erwiesen, was ihre mechanischen Eigenschaften und ihr Verhalten betrifft. Die vorliegenden Verbundwerkstoff-Fliesen sind ein bescheidener Versuch, die Leser über die neuen vorgeschlagenen verstärkten Verbundwerkstoffe auf der Basis von Seidenfasern und Seidengewebe aufzuklären. Die verschiedenen Aspekte der mit Seidenfasern verstärkten Fliesen wurden hinsichtlich ihres mechanischen Verhaltens analysiert. Darüber hinaus wurden tribologische Tests sowie Tests der elektrischen Impedanz durchgeführt, um die Eignung als Ersatz für die bestehenden Keramikfliesen zu ermitteln. Die Hauptmotivation für den Vorschlag solcher attraktiven, auf Seidenfasern basierenden Verbundstofffliesen ist die Entwicklung einer neuen Generation intelligenter Bodenfliesen mit potenziellen Anwendungen in einem weiten Bereich der Industrie und des Haushalts.Alternatively, composite floor tiles have emerged as a potential replacement for ceramic-based floor tiles in terms of their mechanical properties and performance. The present composite tiles are a modest attempt to enlighten the readers on the new proposed reinforced composites based on silk fibers and silk fabric. The different aspects of the tiles reinforced with silk fibers were analyzed in terms of their mechanical behavior. In addition, tribological and electrical impedance tests were performed to determine suitability as a replacement for the existing ceramic tiles. The main motivation for proposing such attractive silk fiber based composite tiles is the development of a new generation of smart floor tiles with potential applications in a wide range of industrial and domestic sectors.

In einer weiteren Ausführungsform haben die kontinuierliche Nachfrage des heutigen Szenarios und das ökologische Bewusstsein die Erfinder dazu veranlasst, über die Nutzung alternativer Materialquellen nachzudenken, ohne das mechanische Verhalten zu beeinträchtigen und sich auf die Erfüllung der gewünschten Anforderungen in der breiten industriellen Anwendungsarena zu konzentrieren. In diesem Zusammenhang hat die Verarbeitung von Verbundwerkstoffen mit zahlreichen Optionen von Matrix und Füllstoffen bemerkenswerte Popularität und Aufmerksamkeit erlangt. Das Produkt ist ein edler Versuch und ein Schritt in Richtung der Entwicklung solch attraktiver Materialien in Form von seidenfaserverstärkten Verbundwerkstoffen (SFRCs). In den vorliegenden Verbundwerkstoff-Fliesen wurde die Verarbeitung von SFRCs für Seidenfasern durchgeführt, die als einlagige biaxiale Fasern (SLBF), zweilagige biaxiale Fasern (DLBF) und dreilagige biaxiale Fasern (TLBF) orientiert sind, sowie für Seidengewebe als einlagiges Gewebe (SLC), zweilagiges Gewebe (DLC) und dreilagiges Gewebe (TLC), die mit Vinylesterharz als Matrixmaterial verstärkt sind. Die Bodenfliesen aus Verbundwerkstoffen wurden mit den traditionellen Handauflegetechniken der Verbundwerkstoffherstellung hergestellt und das mechanische Verhalten in Bezug auf die Zug- und Biegefestigkeit, ihr tribologisches Verhalten wie Reibungskoeffizient und Verschleiß sowie die elektrische Impedanz der hergestellten Verbundwerkstoffe wurden untersucht. Während der Untersuchung dieser Erfindung wurden verschiedene Tests für die vorbereiteten Verbundwerkstoffproben auf der Universal-Zugprüfmaschine, dem Universal-Tribometer und dem Impedanzanalysator durchgeführt. Aus wirtschaftlicher Sicht sind die vorgeschlagenen Verbundwerkstoff-Bodenfliesen für eine Vielzahl von Anwendungen in der Industrie geeignet und können als Alternative zu den traditionell verwendeten Bodenfliesen aus Keramik verwendet werden. Die vorgeschlagenen Bodenfliesen aus Verbundwerkstoff sind außerdem biologisch abbaubar, was der Nachfrage und dem Bewusstsein für Umwelt und Ökologie entgegenkommt.In another embodiment, the continuous demands of today's scenario and the ecological awareness have led the inventors to think about the use of alternative material sources without compromising the mechanical behavior and to focus on meeting the desired requirements in the broad industrial application arena. In this context, the processing of composites with numerous options of matrix and fillers has gained remarkable popularity and attention. The product is a noble attempt and a step towards the development of such attractive materials in the form of Silk Fiber Reinforced Composites (SFRCs). In the present composite tiles, the processing of SFRCs was carried out for silk fibers oriented as single-layer biaxial fibers (SLBF), two-layer biaxial fibers (DLBF) and three-layer biaxial fibers (TLBF) and for silk fabric as single-layer fabric (SLC), double layer fabric (DLC) and triple layer fabric (TLC) reinforced with vinyl ester resin as matrix material. The composite floor tiles were manufactured using the traditional hand lay-up techniques of composite manufacturing and the mechanical behavior in terms of tensile and flexural strength, their tribological behavior such as coefficient of friction and wear, and the electrical impedance of the manufactured composites were studied. During the investigation of this invention, various tests were performed on the prepared composite samples on the Universal Tensile Tester, Universal Tribometer and Impedance Analyzer. From an economic point of view, the proposed composite floor tiles are suitable for a wide range of applications in industry and can be used as an alternative to the traditionally used ceramic floor tiles. The proposed composite floor tiles are also biodegradable, which meets the demand and awareness of the environment and ecology.

Die Figur und die vorangehende Beschreibung geben Beispiele für Ausführungsformen. Der Fachmann wird verstehen, dass eines oder mehrere der beschriebenen Elemente durchaus zu einem einzigen Funktionselement kombiniert werden können. Alternativ dazu können bestimmte Elemente in mehrere Funktionselemente aufgeteilt werden. Elemente aus einer Ausführungsform können einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Die Reihenfolge der hier beschriebenen Prozesse kann beispielsweise geändert werden und ist nicht auf die hier beschriebene Weise beschränkt. Darüber hinaus müssen die Aktionen eines Flussdiagramms nicht in der gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden; auch müssen nicht unbedingt alle Aktionen durchgeführt werden. Auch können die Handlungen, die nicht von anderen Handlungen abhängig sind, parallel zu den anderen Handlungen ausgeführt werden. Der Umfang der Ausführungsformen ist durch diese spezifischen Beispiele keineswegs begrenzt. Zahlreiche Variationen sind möglich, unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung explizit aufgeführt sind oder nicht, wie z. B. Unterschiede in der Struktur, den Abmessungen und der Verwendung von Materialien. Der Umfang der Ausführungsformen ist mindestens so groß wie in den folgenden Ansprüchen angegeben.The figure and the preceding description give examples of embodiments. Those skilled in the art will understand that one or more of the elements described may well be combined into a single functional element. Alternatively, certain elements can be broken down into multiple functional elements. Elements from one embodiment may be added to another embodiment. For example, the order of the processes described herein may be changed and is not limited to the manner described herein. Additionally, the actions of a flowchart need not be performed in the order shown; Also, not all actions have to be carried out. Also, the actions that are not dependent on other actions can be performed in parallel with the other actions. The scope of the embodiments is in no way limited by these specific examples. Numerous variations are possible, regardless of whether they are explicitly mentioned in the description or not, e.g. B. Differences in structure, dimensions and use of materials. The scope of the embodiments is at least as broad as indicated in the following claims.

Vorteile, andere Vorzüge und Problemlösungen wurden oben im Hinblick auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben. Die Vorteile, Vorzüge, Problemlösungen und Komponenten, die dazu führen können, dass ein Vorteil, ein Nutzen oder eine Lösung auftritt oder ausgeprägter wird, sind jedoch nicht als kritisches, erforderliches oder wesentliches Merkmal oder Komponente eines oder aller Ansprüche zu verstehen.Advantages, other benefits, and solutions to problems have been described above with respect to particular embodiments. However, the benefits, advantages, problem solutions, and components that can cause an advantage, benefit, or solution to occur or become more pronounced are not to be construed as a critical, required, or essential feature or component of any or all claims.

Bezugszeichenlistereference list

100100: System zur Herstellung von biologisch abbaubaren Bodenfliesen auf Basis von Polymerverbundstoffen.System for the production of biodegradable floor tiles based on polymer composites.
102102: Verarbeitungseinheit.processing unit.
104104: Pressen-Einheitpress unit
106106: Untersuchungseinheitinvestigation unit

Claims

system after claim 1 , wherein the predetermined type is selected from one or more of biaxial single-layer fibers (SLBF), biaxial two-layer fibers (DLBF) and biaxial three-layer fibers (TLBF) as well as silk fabrics as single-layer fabric (SLC), two-layer fabric (DLC) and three-layer fabric (TLC).

system after claim 1 , where the test unit comprises a tensile testing machine that applies a tensile force to a material and measures the response of the tiles to the load, a tribometer to measure friction and wear, and an impedance analyzer to measure the difference between the maximum current and the minimum current (i.e the height or amplitude of the waves), but also the time difference between the potential and current waveforms.

system after claim 1 , in which the floor tile is molded in multiple layers to achieve high tensile strength, using the silk fiber reinforced composites as nanoparticle precursors.

system after claim 1 wherein the surface stabilizer is mixed with silk fiber reinforced composites, wherein the nanoparticle precursor is dissolved in a solvent without using a phase transfer catalyst.