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DE69009560T2 - Vliesstoff zur Verstärkung von Kunstharz und diesen verwendende formbare Platte. - Google Patents

Vliesstoff zur Verstärkung von Kunstharz und diesen verwendende formbare Platte.

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Publication number
DE69009560T2
DE69009560T2 DE69009560T DE69009560T DE69009560T2 DE 69009560 T2 DE69009560 T2 DE 69009560T2 DE 69009560 T DE69009560 T DE 69009560T DE 69009560 T DE69009560 T DE 69009560T DE 69009560 T2 DE69009560 T2 DE 69009560T2
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DE
Germany
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fiber
nonwoven fabric
strands
denier
weight
Prior art date
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DE69009560T
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Hironao Funabiki
Hideki Hoshiro
Toshihide Ohigashi
Kenji Saimen
Hiroshi Sugishima
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication date
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Publication of DE69009560T2 publication Critical patent/DE69009560T2/de
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Vliesstoff aus einer organischen Kunstfaser, spezieller einen derartigen Vliesstoff zur Verstärkung von Kunstharzen, die Formgegenständen ausgezeichnete Schlagfestigkeit verleihen können, wie auch formbare Platten, die diesen mit Kunstharzzusammensetzungen imprägnierten Vliesstoff enthalten.
    • Beschreibung des Standes der Technik
  • Formbare Platten, die mit Verstärkungsmaterialien verstärkt sind, die als SMC (Sheet molding compound = Plattenformungsverbindung) bezeichnet werden, wurden durch ein Verfahren hergestellt, das folgendes aufweist:
  • - Vereinigen einer Kunstharzzusammensetzung aus einem ungesättigten Polyesterharz und einem Füllstoff, Farbe, Entformungsmittel, Härtungsmittel, Verdickungsmittel und dergleichen, mit kurzgeschnittenen Schnipseln eines Glasfaser-Rovinggarns (als "Glasfaserstränge" bekannt), um eine endlose Platte auszubilden;
  • - Bedecken beider Oberflächen der Platte mit einem Polyethylenfilm oder dergleichen;
  • - Ausüben von Druck auf die Platte, um die Harzzusammensetzung in Räume zwischen den Glasfasersträngen einzuimprägnieren, und um Luft aus der Platte zu drängen; und
  • - Altern der Platte bei geeigneter Temperatur.
  • Im allgemeinen wurden Glasfasern zum Verstärken von Harzen verwendet, da sie ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, wie Faserfestigkeit und Stabilität, Widerstandsvermögen gegen Wärme sowie Abmessungsstabilität aufweisen, wie auch gute Verarbeitbarkeit und dergleichen.
  • Der ernsthafteste Nachteil aus Harz geformter, mit Fasern verstärkter Formgegenstände (nachfolgend mit FRP bezeichnet), bei denen Glasfasern verwendet werden, ist unzureichende Schlagfestigkeit. Bei einem FRP mit hoher Schlagfestigkeit, insbesondere hoher Kugelfall-Schlagfestigkeit bildet der Formgegenstand dann, wenn er einem Schlag unterzogen wird, nicht einfach Risse aus oder wird an seiner Fläche weiß, wodurch seine hohe Qualität und sein ansprechendes Aussehen erhalten bleiben. Während daher eine hohe Kugelfall-Schlagfestigkeit ein unabdingbares Erfordernis für den Karosserieüberzug bei Kraftfahrzeugen, Schienenfahrzeugen, Schiffen usw., wie auch bei Rohren, Badewannen und dergleichen ist, kann die Verwendung von Glasfasersträngen den Erfordernissen in der Praxis nie genügen. Demgemäß war eine Technik stark erwünscht, die auf dem Gebiet von FRPs einen Sprung vorwärts hinsichtlich einer Verbesserung der Kugelfall-Schlagfestigkeit mit sich bringen würde.
  • Die Erfinder haben Versuche zum Verbessern der Kugelfallfestigkeit von FRPs ausgeführt und herausgefunden, daß die Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß:
  • (1) als Verstärkungsfasern organische Fasern verwendet werden, insbesondere solche mit hoher Festigkeit und hohem Elastizitätsmodul;
  • (2) die einzelnen Faserstücke ziemlich gleichförmig verteilt werden;
  • (3) organische Fasern mit großer Feinheit der einzelnen Faserstücke verwendet werden; und
  • (4) die organischen Fasern in Form von Vliesstoffen verwendet werden.
  • Die Erfinder haben ferner Untersuchungen auf Grundlage der Erkenntnisse (1) bis (4) ausgeführt und so die Erfindung fertiggestellt.
  • Die Japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 42952/1988 offenbart ein zum Verstärken von Kunstharzen verwendetes Vlies, das folgendes aufweist: eine nicht aus einer Glasfaser bestehende Stapelfaser, die als Mischung einer Gruppe von Fasern, die sich zu einzelnen Faserstücken öffnen und einer anderen Gruppe von Fasern vorliegt, die nicht offene Bündel aufweist, die aus mehreren parallel zueinander liegenden einzelnen Faserstücken bestehen, wobei die beiden Gruppen miteinander verklebt sind. Die Patentveröffentlichung beschreibt auch, daß der Vliesstoff mit dem obigen Aufbau ein FRP-Erzeugnis mit einem Fasergehalt ergibt, der weniger als die Hälfte bei dem Fall ist, daß eine Glasfasermatte auf zerhackten Strängen verwendet wird, das sowohl hohe Festigkeit als auch einen hohen Elastizitätsmodul aufweist. Jedoch definiert die Patentanmeldung den Kombinationszustand der offenen Einzelfaserstücke und der nicht geöffneten Stränge (Bündel) nicht. Die Zugfestigkeit, die Biegefestigkeit, die Schlagfestigkeit und dergleichen eines FRP-Erzeugnisses ändern sich stark abhängig von der Feinheit der Fasern, dem Zustand der zusammengefaßten einzelnen Faserstücke und der Verteilung der Bündel mit den zusammengefaßten Faserstücken. Einfaches Vereinigen offener einzelner Faserstücke und nicht offener Bündel führt daher nicht immer zu einem guten FRP. Ferner verwendet die Erfindung eine Adhäsionsfaser zum Verkleben der Fasergruppen. Die Adhäsionsfaser muß mit einer großen Menge zugegeben werden, die sicheres Verkleben gewährleisten kann, was jedoch das Verhältnis enthaltener Verstärkungsfasern verschlechtert, wodurch der Verstärkungseffekt verringert wird. Die Verwendung einer Adhäsionsfaser hat einen anderen Nachteil dahingehend, daß die Verbindungen zwischen einzelnen Faserstücken und Faserstückbündeln sowie zwischen den Bündeln selbst während der Herstellung von Formgegenständen in der Praxis nur schwer gelöst werden können, so daß demgemäß ein solcher FRP geringes Vliesvermögen zum Formen tiefgezogener Gegenstände aufweist. Auch diese Schwierigkeit wurde durch die Erfindung überwunden.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung gibt einen Vliesstoff mit einer organischen Kunstfaser zum Verstärken harzhaltiger Formgegenstände an, mit mehreren organischen Kunstfaserstücken (A) mit einer Feinheit von 1,11 x 10&supmin;&sup7; bis 55,55 x 10&supmin;&sup7; kg/m (1 bis 50 Denier) und einer Länge von 5 bis 200 mm sowie mehreren Strängen (B) aus mehreren der genannten Faserstücke, die parallel zueinander verlegt sind, wobei das Gewichtsverhältnis von (A) zu [(A) + (B)] 0 bis 50% ist, das Gewichtsverhältnis des Gesamtgewichts von Strängen (B') mit einer Gesamtfeinheit von nicht über 3,33 x 10&supmin;&sup5; kg/cm (300 Denier) und von (A) zu [(A) + (B)] 20 bis 80% ist und das Gewichtsverhältnis von Strängen (B'') mit einer Gesamtfeinheit von 5,55 x 10&supmin;&sup5; kg/cm bis 5,55 x 10&supmin;&sup4; kg/cm (500 bis 5000 Denier) zu [(A) + (B)] 5 bis 20% ist, und die Einzelfaserstücke (A) und die Stränge (B) miteinander durch ein nichtfaserförmiges Bindemittel mit einer Menge von 1 bis 20 Gewichts-% bezogen auf das Gesamtgewicht von [(A) + (B)] verbunden sind; und auch dormbare Platten, die aus diesem Vliesstoff, der mit einer Harzzusammensetzung getränkt ist, bestehen.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfinder haben zum Zweck des Verbesserns der Kugelfall- Schlagfestigkeit von FRPs Untersuchungen ausgeführt, um die optimale Einzelfaserstück-Feinheit organischer Kunstfasern zur Verstärkung herauszufinden, und im Ergebnis haben sie ermittelt, daß die Einzelfaserstück-Feinheit vorzugsweise 1,11 x 10&supmin;&sup7; bis 55,55 x 10&supmin;&sup7; kg/m (1 bis 50 Denier), bevorzugter 5,55 x 10&supmin;&sup7; bis 33,33 x 10&supmin;&sup7; kg/m (5 bis 30 Denier) beträgt. So ist eine größere Feinheit im Vergleich zu der herkömmlicher Glasfasern bevorzugt.
  • Während bei einer Glasfaser die Einzelfaserstück-Festigkeit und die Stabilität stark mit zunehmender Feinheit der einzelnen Faserstücke abnimmt, verschlechtern sich die Funktionseigenschaften organischer Kunstfasern mit zunehmender Feinheit nicht sehr. Demgemäß ist es dann, wenn organische Kunstfasern zu Verstärkungszwecken verwendet werden, möglich, die Feinheit ihrer einzelnen Faserstücke zu erhöhen, um die Kugelfall-Schlagfestigkeit zu erhöhen, ohne die Zug- oder Biegefestigkeit des erhaltenen FRP zu verschlechtern.
  • Was die Einfachheit der Herstellung von SMC betrifft, ergeben organische Kunstfasern mit einer Feinheit der einzelnen Faserstücke von unter 1,11 x 10&supmin;&sup7; kg/m (1 Denier) papierähnliche Vliesstoffe, die schwierig mit Harz zu tränken sind, und die geringes Fließvermögen aufweisen. Andererseits führt eine Feinheit eines einzelnen Faserstücks über 50 Denier zu FRPs mit grober Oberfläche.
  • Zum Verbessern der Kugelfall-Schlagfestigkeit eines FRP ist es höchst erwünscht, daß im FRP sowohl einzelne Faserstücke mit einer Feinheit von 1,11 x 10&supmin;&sup7; bis 55,55 x 10&supmin;&sup7; kg/m (1 bis 50 Denier) als auch Stränge aus mehreren Faserstücken mit kleinerer Gesamtfeinheit gleichmäßig dispergiert oder verteilt sind. Dies, weil die durch eine Schlagkraft auf ein FRP ausgeübte Schlagenergie durch das Zerbrechen einzelner, gleichmäßig im FRP verteilter Einzelfaserstücke absorbiert wird, wodurch demgemäß das Harzgebiet nicht leicht zerbricht. Es wurde dann herausgefunden, daß eine hohe Kugelfall-Schlagfestigkeit durch Vliesstoffe erzielt wird, die organische Kunstfasern enthalten, die offene Faserstücke (A) mit einer Einzelfaserstück-Feinheit von 1,11 x 10&supmin;&sup7; bis 55,55 x 10&supmin;&sup7; kg/m (1 bis 50 Denier) sowie Stränge (B) aus mehreren Einzelfaserstücken enthalten, wenn das Gewichtsverhältnis von (A) zu [(A) + (B)] 0 bis 50% beträgt und das Gewichtsverhältnis des Gesamtgewichts der Stränge (B') mit einer Gesamtfeinheit nicht über 3,33 x 10&supmin;&sup5; kg/m (300 Denier) und von (A) zu [(A) + (B)] 20 bis 80% beträgt. Wenn jedoch ein Vliesstoff zum Verstärken von Kunstharzen im wesentlichen offene, einzelne Faserstücke aufweist, die gleichmäßig in ihm verteilt sind, weisen die daraus erhaltenen Formgegenstände einen kleinen Herausziehwiderstand für Fasern auf. Dann zeigen die Gegenstände, wenn sie einem Schlag unterworfen werden, einen geringen Wert der bei ihrem vollständigen Zerbrechen absorbierten Energie, d.h. eine geringe Izod- Schlagfestigkeit, während sie eine hohe Kugelfall-Schlagfestigkeit aufweisen. Andererseits leiden, wenn ein Vliesstoff verwendet wird, der in größerem Verhältnis nicht geöffnete Stränge mit mehreren Faserstücken enthält, die daraus erhaltenen Formgegenstände unter einem Zerbrechen des Harzgebiets, wenn eine Kraft auf sie ausgeübt wird, während sie dank des verbesserten Faser-Herausziehwiderstands verbesserte Izod-Schlagfestigkeit zeigen. Die Gegenstände nutzen daher die Faserfunktionseigenschaften nicht vollständig, und ihre mechanischen Eigenschaften, wie die Kugelfall-Schlagfestigkeit und die Biegefestigkeit nehmen ab. Angesichts der obigen Tatsache haben die Erfinder den Zustand der Verteilung von offenen Faserstücken und von Strängen untersucht, der sowohl der Kugelfall-Schlagfestigkeit als auch der Izod- Schlagfestigkeit genügen sollte und ausreichende mechanische Eigenschaften schaffen sollte, und sie haben herausgefunden, daß zusätzlich zu den oben angegebenen Bedingungen die bevorzugteste Bedingung diejenige ist, daß das Gewichtsverhältnis der Stränge (B'') mit einer Gesamtfeinheit von 5,55 x 10&supmin;&sup5; bis 5,55 x 10&supmin;&sup4; kg/cm (500 bis 5000 Denier) zu [(A) + (B)] 5 bis 20% beträgt.
  • Die Ergebnisse der Versuche der Erfinder zeigen, daß: wenn Stränge (B'') mit einer Menge unter 5 Gewichts-% des gesamten Fasergewichts vorhanden sind, die Izod-Schlagfestigkeit nicht deutlich verbessert ist; und daß andererseits dann, wenn die Stränge (B'') mit einer Menge über 20 Gewichts-% der gesamten Fasern vorhanden sind, das erhaltene FRP hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften wie auch des Oberflächenaussehens schlechter wird. Die Feinheit eines Strangs, der in seiner Mitte in Unterstränge mit kleinerer Feinheit unterteilt wird, wird hier als Feinheit der ursprünglichen Stränge ausgedrückt, vorausgesetzt, daß die Länge des Teilabschnitts nicht mehr als 50% der ursprünglichen Länge beträgt. Wenn die Länge 50% überschreitet, werden die Feinheiten der einzelnen Fasern und/oder Stränge nach der Unterteilung verwendet.
  • Es bestehen keine besonderen Beschränkungen für das Verfahren zum Herstellen der Vliesstoffe zum Verstärken von Kunstharzen, insofern die erhaltenen Gewebe die durch die Erfindung definierten Bedingungen für offene Faserstücke und nicht geöffnete Stränge sowie die Verteilung solcher offener Faserstücke und solcher Stränge erfüllen. So kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem eine geeignete Menge sowohl offener Faserstücke als auch nicht offener Stränge, wie sie in der vorliegenden Beschreibung beschrieben sind, vermischt werden und die Mischung zu einem Vliesstoff geformt wird; ein Verfahren, bei dem Stränge in geeigneter Weise während ihrer Herstellung zu feineren Strängen und einzelnen Faserstücken geöffnet oder in solche unterteilt werden und die erhaltene Mischung aus den geöffneten Faserstücken und den feineren Strängen zu einem Vliesstoff geformt wird, oder ähnliche Verfahren. Angesichts der Herstellkosten des erzielbaren Vliesstoffs zum Verstärken von Kunstharzen ist es jedoch bevorzugt, das Verfahren zu verwenden, bei dem Stränge in geeigneter Weise geöffnet werden und die erhaltene Mischung aus den geöffneten Faserstücken und feineren Strängen zu einem Vliesstoff geformt wird.
  • Es ist erwünscht, daß die zum Herstellen des erfindungsgemäßen Vliesstoffs verwendeten Stränge eine Gesamtfeinheit von 5,55 x 10&supmin;&sup5; bis 5,55 x 10&supmin;&sup4; kg/m (500 bis 5000 Denier), bevorzugter von 7,77 x 10&supmin;&sup5; bis 3,33 x 10&supmin;&sup4; kg/m (700 bis 3000 Denier) aufweisen. Wenn die Gesamtfeinheit kleiner als 5,55 x 10&supmin;&sup5; kg/m (500 Denier) ist, werden die Stränge während der Herstellung des Vliesstoffs verteilt und im wesentlichen in einzelne Faserstücke geöffnet, und sie erzeugen daher nicht in ausreichender Weise die Wirkung, die nur eine strangförmige Faser ergeben kann. Andererseits enthält der erhaltene Vliesstoff dann, wenn Stränge mit einer Gesamtfeinheit über 5,55 x 10&supmin;&sup4; kg/m (5000 Denier) verwendet werden, viele starkvoluminöse Stränge, die die Funktionseigenschaften und das Oberflächenaussehen des erhaltenen FRP nachteilig beeinflussen.
  • Die derzeit für eine SMC verwendete Glasfaser liegt im allgemeinen zunächst in Form eines Glasfaser-Rovinggarns mit einer Gesamtfeinheit von 5,55 x 10&supmin;&sup5; bis 7,77 x 10&supmin;&sup5; kg/m (500 bis 700 Denier) vor, das mit einem Rovingschneider zerschnitten wird, und die zerschnittenen Schnipsel werden unmittelbar danach dem SMC-Herstellprozeß unterzogen. Die SMC beinhaltet daher zerhackte Stränge, die nicht so gut geöffnet und nicht in einem Zustand verteilt sind, wie dies in der vorliegenden Beschreibung offenbart ist, wobei sie beinahe nur aus Strängen mit einer Gesamtfeinheit im Bereich von 5,55 x 10&supmin;&sup5; bis 7,77 x 10&supmin;&sup5; kg/m (500 bis 700 Denier) bestehen.
  • Die Länge der offenen Faserstücke und der Stränge der organischen Kunstfaser, wie bei der Erfindung verwendet, ist, während sie von der Feinheit der einzelnen Faserstücke abhängt, vorzugsweise 5 bis 200 mm, bevorzugter 10 bis 100 mm. Bei einer Faserlänge unter 5 mm werden die mechanischen Eigenschaften der Faser nicht vollständig verwendet, während bei einer Faserlänge über 200 mm die Herstellung eines Vliesstoffs aus der Faser extrem schwierig ist.
  • Die den erfindungsgemäßen Vliesstoff bildende organische Kunstfaser weist vorzugsweise eine Einzelfaser-Zugfestigkeit und einen Elastizitätsmodul von 80 bis 500 kg/mm² bzw. von 2500 bis 25,000 kg/mm² im Hinblick auf die Funktionseigenschaften des zu erzielenden FRP auf. Die organische Kunstfaser kann zum Zweck des Verbesserns der Adhäsion zwischen der Faser und dem einzutränkenden Harz an der Oberfläche aufgerauht sein oder einen unregelmäßigen Querschnitt aufweisen.
  • Beispiele für organische Kunstfasern sind Polyvinylalkohol- Fasern, Polyacrylnitril-Fasern, Polyamid-Fasern, Polyester- Fasern, Aramid-Fasern, Polyallylat-Fasern und dergleichen, unter denen für Endgebrauchszwecke, die hohe Zugfestigkeit, hohen Elastizitätsmodul, hohe Schlagfestigkeit und dergleichen des erhaltenen FRP erfordern, Polyvinylalkohol-Fasern, Aramid-Fasern und Polyallylat-Fasern besonders bevorzugt sind. Wie durch den beabsichtigten Endgebrauchszweck erforderlich, können diese organischen Kunstfasern in Kombination mit einer oder mehreren anderen Fasern als organischen Kunstfasern verwendet werden, wie Glasfasern, Carbonfasern, Borfasern und Siliciumcarbidfasern.
  • Beispiele für das zum Verkleben der Stränge verwendete Kleberharz sind Polyvinylacetatharz, Polyesterharze, Polystyrolharz, Polyurethanharze, Melaminharze, Epoxidharze, Vinylesterharze, Harz aus ungesättigtem Polyester, Acrylharze, Polyamidharze, Phenolharze und dergleichen; sie werden vorzugsweise mit einer Menge von 0,1 bis 20 Gewichts-% bezogen auf das Fasergewicht verwendet. Das Kleberharz kann zum Erhöhen der Adhäsion zur organischen Kunstfaser einen Cokatalysator, einen Silan-Haftvermittler, ein Eindringungshilfsmittel für Harz und dergleichen in geeigneten Mengen enthalten.
  • Das zum Verbinden der Stränge und der geöffneten Faserstücke miteinander verwendete Bindemittel zum Ausbilden einer Matte muß nichtfaserförmig vorliegen. Es hat sich herausgestellt, daß das, was als "Bindemittelfaser" bekannt ist, wie eine leicht schmelzbare Polyesterfaser und Polyolefinfasern, die unter gleichförmiger Vermischung mit der Verstärkungsfaser verwendet werden, zur Verwendung bei der Erfindung aus den folgenden Gründen nicht geeignet ist:
  • (1) Die Verwendung einer Bindemittelfaser ergibt wegen der Feinheit der Faser von 2,22 x 10&supmin;&sup7; bis 5,55 x 10&supmin;&sup7; kg/m (2 bis 5 Denier) und wegen ihrer Kräuselung einen voluminösen Vliesstoff, der dann kein FRP mit hohem Fasergehalt liefern kann.
  • (2) Da Bindemittelfasern schlechte Adhäsionswirkung aufweisen, müssen sie mit großer Menge zugegeben werden, um ausreichende Adhäsion zu bewirken, wodurch der Verstärkungseffekt der organischen Kunstfaser erniedrigt wird.
  • (3) Die Verwendung von Bindemittelfasern erschwert es, die Verbindungen zwischen den Strängen und/oder einzelnen Faserstücken der verwendeten Verstärkungsfaser zu lösen, und demgemäß die Fasern beim Herstellen tiefgezogener Gegenstände in die Enden der Formgegenstände zu verteilen.
  • Demgemäß wird das Bindemittel zur Herstellung des Vliesstoffs oder der Matte gemäß der Erfindung mit Harzen aus ungesättigtem Polyester, Polyvinylacetatharz, Polyesterharzen, Polystyrolharz, Polyurethanharzen, Melaminharzen, Epoxidharzen oder dergleichen in Form einer Lösung, einer Emulsion, einer Suspension, eines Pulvers oder dergleichen verwendet. Es ist auch möglich, daß die obigen Bindemittelharze vorab durch Schmelzblasen oder dergleichen zu einem dünnen Vliesstoff mit ultrafeinen Fasern ausgebildet werden und dann der so ausgebildete dünne Vliesstoff auf eine Matte aus Strängen und/oder einzelnen Faserstücken aufgesetzt wird.
  • Es hat sich herausgestellt, daß die dünne aufgeblasene Schmelze oder ein ähnliches Gewebe mit ultrafeinen Fasern die Nachteile beseitigt, die mit der Verwendung thermisch schmelzbarer Bindemittelfasern verbunden sind. Wenn eine Matrix aus einem Harz aus ungesättigtem Polyester für die Herstellung einer SMC verwendet wird, ist, da das Vernetzungsmittel für den ungesättigten Polyester Styrol ist, das verwendete Bindemittelharz vorzugsweise in Styrol löslich, wobei Polyvinylacetatharz, Polyesterharze, Polystyrolharz und Harze aus ungesättigtem Polyester Beispiele sind. Das Bindemittelharz wird mit einer Menge von 1 bis 20 Gewichts-% verwendet. Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen SMC gewährleistet der verwendete Vliesstoff die Verarbeitbarkeit als zweidimensionales Gewebe, und nach der Herstellung einer SMC-Platte löst sich das im Vliesstoff verwendete Bindemittelharz während des Alterns der SMC, was bewirkt, daß die Faserstränge und die einzelnen Faserstücke leicht fließen und sich im Verlauf des Herstellens von Formgegenständen verteilen. Das Bindemittelharz zum Herstellen des Vliesstoffes oder der Matte kann insgesamt oder teilweise dadurch bereitgestellt werden, daß das Kleberharz wiederaufgeschmolzen wird, das zum Verkleben der Stränge aufgetragen wurde.
  • Die erfindungsgemäßen Vliesstoffe können außer für eine SMC bei verschiedenen herkömmlichen Verfahren zum Herstellen von FRPs verwendet werden, wie bei einem Kontaktpreßverfahren, einem Formpressen mit aufeinanderpassenden Formen, einem Harzinjektionsgußprozeß und einem Harzspritzpreßprozeß, oder zum Herstellen eines FRTP, wie bei einem Herstellprozeß für eine stanzbare Platte. Beispiele für das bei diesen Prozessen verwendete Kunstharz sind thermisch härtende Harze wie Harze aus ungesättigtem Polyester, Epoxidharze, Phenolharze und Melaminharze, wie auch thermoplastische Kunstharze, wie Polypropylenharz, Polyethylenterephthalat-Harz, Polybutylenterephthalat-Harz, Polycarbonatharze, Polyacetatharze, Polyphenylensulfid-Harz, Polyamidharze und ABS-Harze.
  • Nachfolgend wird ein repräsentatives Beispiel für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs beschrieben. Eine organische Kunstfaser mit einer Einzelfaserstück-Feinheit von 1,11 x 10&supmin;&sup7; bis 55,55 x 10&supmin;&sup7; kg/m (1 bis 50 Denier) wird parallel zu einem Strang mit einer Gesamtfeinheit von 5,55 x 10&supmin;&sup5; bis 5,55 x 10&supmin;&sup4; kg/m (500 bis 5000 Denier) verlegt und dem Strang wird der oben angegebene Kleber mit einer Menge von 0,1 bis 20 Gewichts-% bezogen auf das Fasergewicht, vorzugsweise von 0,3 bis 10 Gewichts-% auf derselben Basis zugegeben. Das erhaltene, harzgebundene Roving-Garn wird zu einer Länge von 5 bis 200 mm geschnitten und die geschnittenen Schnipsel (zerhackte Stränge) werden teilweise durch Einblasen von Luft durch eine Öffnungsmaschine oder durch einen ähnlichen Prozeß geöffnet und über einen Förderer verstreut. Die so erhaltene Fasermatte kann für einfachere Verarbeitbarkeit, falls erforderlich, leicht durch Nadeln angeheftet werden. Dann wird ein Bindemittelharz gleichförmig auf die Matte gesprüht, und die mit dem Bindemittel getränkte Matte wird unter Wärme Druck ausgesetzt, um einzelne Faserstücke und Faserstückbündel miteinander zu verbinden, um einen dichten Vliesstoff zu bilden.
  • Obwohl eine Abhängigkeit von der beabsichtigten Faserzugabe zum herzustellenden FRP besteht, weist der so erhaltene Vliesstoff vorzugsweise ein Gewicht von 20 bis 1000 g/m², bevorzugter 50 bis 500 g/m² auf. Ferner ist es bevorzugt, daß der Vliesstoff zur besseren Verarbeitbarkeit in ein FRP eine Dicke von 0,2 bis 3,0 mm und eine Dichte von 0,01 bis 0,5 g/cm³ aufweist. Die Dicke eines Vliesstoffs wird hierbei gemäß JIS P8118 gemessen.
  • Es werden nun Beispiele für den Prozeß zum Herstellen einer formbaren Platte und von Formgegenständen aus dieser aus dem wie vorstehend erhaltenen verstärkten Vliesstoff beschrieben. Bei einem wird eine herkömmliche SMC-Herstellvorrichtung verwendet. Der Vliesstoff wird kontinuierlich in eine Harzzusammensetzung eingeleitet, die aus einem Harz aus ungesättigtem Polyester mit einem den Füllstoff aushärtenden Mittel, einem Verdickungsmittel, Farbe und dergleichen besteht, und nachdem er auf seinen beiden Flächen mit einem Polyethylenfilm oder dergleichen beschichtet ist, wird er Druck ausgesetzt, um von der Harzzusammensetzung durchtränkt zu werden. Der Vliesstoff mit der Harzzusammensetzung wird entlüftet und mit vorgegebener Länge auf eine Rolle aufgenommen. Die Rolle wird bei geeigneter Temperatur gealtert, um eine formbare Platte zu ergeben. Die so erhaltene formbare Platte wird auf dieselbe Weise wie eine herkömmliche SMC in einem Formwerkzeug angeordnet und dort durch Druck unter Wärme geformt, um einen Formgegenstand zu erhalten. Ein anderes Beispiel ist ein Prozeß, bei dem der Vliesstoff in einem Formwerkzeug angeordnet wird, das Formwerkzeug geschlossen wird und die Harzzusammensetzung in das Formwerkzeug eingespritzt wird, um einen Formgegenstand zu erhalten. Noch ein anderes Beispiel ist das, was als "Gummisackformverfahren" bekannt ist, d.h. ein Prozeß, bei dem die Harzzusammensetzung und der Vliesstoff in ein offenes Formwerkzeug gegeben werden und sie dadurch von Luft befreit werden, daß Druck von oben unter Verwendung eines anschwellenden Gummisacks ausgeübt wird. Noch ein anderes Beispiel ist ein Prozeß, bei dem der Vliesstoff in mehrere endlose Bänder zerschnitten wird, jedes Band mit der Harzzusammensetzung getränkt wird und das Band mit dem Harz durch Anwenden eines herkömmlichen Faseraufwickelprozesses zu einem Rohr geformt wird. Auch steht ein Prozeß zur Verfügung, bei dem der Vliesstoff zwischen einem Paar Polypropylen-Harzplatten angeordnet wird, die erhaltene Struktur Druck ausgesetzt wird, um dafür zu sorgen, daß das Harz in den Vliesstoff eindringt, um eine stanzbare Platte zu erhalten, die Platte in einer Form angeordnet wird, und sie Druck unter Wärme ausgesetzt wird, um einen Formgegenstand zu erhalten.
  • Der durch die Erfindung erzielbare Vliesstoff zum Verstärken von Kunstharz kann, wenn er zum Herstellen eines FRP verwendet wird, alleine, oder, wenn dies der Anlaß erfordert, als Laminat mit herkömmlichem verstärkendem Glasfasermaterial, wie einer Glasfaserstrang-Matte, einem Glasfaser-Vliesstoff oder einer endlosen Glasfasermatte oder mit einem gestrickten, gewobenen oder nicht gewebten Stoff aus Kohlefaser, Aramidfaser oder dergleichen zusammenlaminiert werden.
  • Der durch die Erfindung erhältliche Vliesstoff zum verstärken von Kunstharz weist die folgenden Merkmale auf:
  • 1) Er ergibt FRPs mit höherer Schlagfestigkeit insbesondere höherer Kugelfall-Schlagfestigkeit, als herkömmliche FRPs unter Verwendung von Glasfasern.
  • 2) Er ergibt leichte FRPs, da organische Kunstfasern eine kleinere Dichte als Glasfasern aufweisen.
  • 3) Er verfügt über ausgezeichnete Imprägnierbarkeit mit Harz und kann auf dieselbe Weise wie eine herkömmliche Glasfasermatte verwendet werden. Verwendbar sind herkömmliche Prozesse zum Herstellen von FRPs, wie ein Kontaktpreßverfahren, ein Faseraufwickeln, ein Formpressen mit aufeinanderpassenden Formen, Harzspritzguß und Harzspritzpreßguß wie auch Prozesse zum Herstellen von FRTPs, wie die Herstellung stanzbarer Platten.
  • 4) Er kann unter Verwendung einer herkömmlichen SMC-Herstellvorrichtung ohne große zusätzliche Investitionen verarbeitet werden, und er ergibt formbare Platten, die dank ausgezeichneten Vliesvermögens der Faser auf dieselbe Weise wie eine herkömmliche SMC verwendet werden können.
  • Andere Merkmale der Erfindung werden im Verlauf der folgenden Beschreibungen beispielhafter Ausführungsfarmen ersichtlich, die zur Veranschaulichung der Erfindung gegeben werden und die dieselbe nicht beschränken sollen.
    • BEISPIELE Beispiel 1
  • Eine Polyvinylalkohol-Faser mit einer Einzelfaserstück-Feinheit, einer Zugfestigkeit und einem Elastizitätsmodul von 11,11 x 10&supmin;&sup7; kg/m (10 Denier), 270 kg/mm² bzw. 7000 kg/mm² wurde zu einem gebündelten Garn mit einer Feinheit von 2,775 x 10&supmin;&sup4; kg/m (2500 Denier) dadurch ausgebildet, daß 1,0 Gewichts-% eines Polyvinylacetatharzes (VINYSOL 2102, hergestellt von Daido Kasei Co., Ltd.) zugegeben wurde, und das Garn wurde zu Schnipseln mit einer Länge von 50 mm zerschnitten. Die Schnipsel wurden durch eine Öffnungsvorrichtung mit gewissem Ausmaß geöffnet und zufällig auf ein Netz fallengelassen, um ein trockenverlegtes Gewebe zu bilden. Auf das Gewebe wurde eine Polyesterharzemulsion (VILONAL MD1200, hergestellt von Toyobo Co., Ltd.) aufgesprüht und das Gewebe wurde getrocknet, um einen Vliesstoff mit einem Gewicht von 200 g/m² zu erhalten. Die Menge des zum Gewebe zugegebenen Polyesterharzes betrug 5 Gewichts-% bezogen auf das Gewicht der Polyvinylalkohol-Faser. Der so erhaltene Vliesstoff enthielt offene Einzelfaserstücke mit einer Menge von 5 Gewichts-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern, geöffnete Einzelfaserstücke und Faserbündel mit Gesamtfeinheiten nicht über 3,33 x 10&supmin;&sup5; kg/m (300 Denier) mit einer Gesamtmenge von 35 Gewichts-% auf derselben Grundlage, sowie Faserstückbündel mit Gesamtfeinheiten von mindestens 5,55 x 10&supmin;&sup7; kg/m (500 Denier) mit einer Menge von 15 Gewichts-% auf derselben Grundlage. Der Vliesstoff wurde in eine herkömmliche SMC-Herstellvorrichtung eingeführt, wo das Gewebe mit einer Harzzusammensetzung aus einem ungesättigten Polyester getränkt wurde, und das Gewebe mit der Zusammensetzung wurde zwischen ein Paar Polyethylenfilme eingebettet, gefolgt vom üblichen Ablauf zum Erzeugen einer SMC. Die so erhaltene SMC wies die folgende Zusammensetzung auf:
    • Harzzusammensetzung:
  • Ungesättigter Polyester (POLYMAL 6709, hergestellt von Takeda Chemical Industries, Ltd.) 100 Teile
  • Katalysator: Benzoylperoxid (PERBUTYL, hergestellt von Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) 1,5
  • Füllstoff: Calciumcarbonat (S-lyte, hergestellt von Nitto Funka Co., Ltd.) 500
  • Verdickungsmittel: Magnesiumoxid (KYOWAMAG 40F, hergestellt von Kyowa Kagaku Co., Ltd.) 1,5
  • Die Menge an verstärkendem Vliesstoff wurde auf 20 Volumen- % bezogen auf das Gesamtvolumen eingestellt.
  • Acht Lagen der erhaltenen SMC wurden aufeinanderlaminiert und auf übliche Weise bei Bedingungen von 150ºC und 100 kg/cm² geformt, um FRPs mit einer Größe von 15 cm x 15 cm x 5 mm (Dicke) zu ergeben. Die physikalischen Eigenschaften des FRP sind in Tabelle 1 dargestellt.
  • Bei allen Beispielen und Vergleichsbeispielen, die nachfolgend gegeben werden, sind die Herstellbedingungen für die SMC und die Herstellbedingungen für das FRP unter Verwendung der SMC dieselben wie oben und ihre Beschreibungen werden demgemäß weggelassen.
    • Beispiel 2
  • Eine Polyallylatfaser mit einer Einzelfaserstück-Feinheit, einer Zugfestigkeit und einem Elastizitätsmodul von 11,11 x 10&supmin;&sup7; kg/m (10 Denier), 350 kg/mm² bzw. 8800 kg/mm² wurde durch Anwenden von 4,0 Gewichts-% eines Polystyrollatex (NIPOL LX303, hergestellt von Nippon Zeon Co., Ltd.) zu einem gebündelten Garn mit einer Feinheit von 1,998 x 10&supmin;&sup4; kg/m (1800 Denier) ausgebildet, und das Garn wurde in Schnipsel mit einer Länge von 50 mm zerschnitten. Die Schnipsel wurden durch eine Öffnungsvorrichtung in gewissem Ausmaß geöffnet und zufällig auf ein Netz fallengelassen, um ein trockenverlegtes Gewebe auszubilden. Das Gewebe wurde durch eine beheizte Walze bei 150ºC mit einem Druck von 100 kg/cm² unter Wärme Druck ausgesetzt, um einen Vliesstoff mit einem Gewicht von 200 g/m² zu ergeben. Der so hergestellte Vliesstoff enthielt offene Einzelfaserstücke mit einer Menge von 5 Gewichts-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Faser, mit geöffneten Einzelfaserstücken und Faserstückbündeln mit Gesamtfeinheiten nicht über 3,33 x 10&supmin;&sup5; kg/m (300 Denier) mit einer Gesamtmenge von 25 Gewichts-% auf derselben Grundlage, und mit Faserstückbündeln mit Gesamtfeinheiten von mindestens 5,55 x 10&supmin;&sup5; kg/m (500 Denier) mit einer Menge von 10 Gewichts-% auf derselben Grundlage.
    • Beispiel 3
  • Die beim Beispiel 2 erhaltenen Schnipsel aus der Polyallylatfaser wurden in eine Faserfüllvorrichtung gegeben und kontinuierlich durch Luft ausgeblasen und zufällig auf ein Netz fallengelassen, um ein trockenverlegtes Gewebe auszubilden. Auf das Gewebe wurde eine Polyesterharzemulsion (Vilonal MD1200, hergestellt von Toyoba Co., Ltd.) mit einer Menge von 7 Gewichts-% aufgesprüht und das Gewebe wurde getrocknet, um einen Vliesstoff mit einem Gewicht von 150 g/m² zu ergeben. Der so hergestellte Vliesstoff enthielt offene Einzelfaserstücke mit einer Menge von 7 Gewichts-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Faser, geöffnete Einzelfaserstücke und Faserstückbündel mit Gesamtfeinheiten nicht über 3,33 x 10&supmin;&sup5; kg/m (300 Denier) mit einer Gesamtmenge von 75 Gewichts-% auf derselben Grundlage, und Faserstückbündeln mit Gesamtfeinheiten von mindestens 5,55 x 10&supmin;&sup5; kg/m (500 Denier) mit einer Menge von 7 Gewichts-% auf derselben Grundlage.
    • Beispiel 4
  • Eine Aramidfaser mit einer Einzelfaserstück-Feinheit, einer Zugfestigkeit und einem Elastizitätsmodul von 1,665 x 10&supmin;&sup7; kg/m (1500 Denier), 315 kg/mm² bzw. 11.300 kg/mm² wurde durch Anwenden von 1,0 Gewichts-% eines Polyvinylacetatharzes (VINYSOL 2102, hergestellt von Daido Kasei Co., Ltd.) zu einem gebündelten Garn mit einer Feinheit von (1,665 x 10&supmin;&sup4; kg/m (1500 Denier) geformt, und das Garn wurde in Schnipsel mit einer Länge von 50 mm zerschnitten. Getrennt davon wurde dieselbe Aramidfaser ohne Anwendung eines Harzes zu einem Garn von 1,665 x 10&supmin;&sup4; kg/m (1500 Denier) gebündelt und das Garn wurde zu Schnipseln mit einer Länge von 50 mm zerschnitten. Schnipsel aus verklebtem Garn und solche aus unverklebtem Garn wurden mit einem Verhältnis von 30/70 einer Öffnungsvorrichtung zugeführt und zufällig auf ein Netz fallengelassen, um ein trockenverlegtes Gewebe zu bilden. Dem Gewebe wurde ein Kunstharzpulver aus ungesättigtem Polyester (CHEMITYLEN PEB-13, hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.) gleichförmig mit einer Menge von 5 Gewichts-% zugegeben, und das Gewebe mit dem Kunstharzpulver wurde unter Verwendung einer beheizten Walze bei 150ºC und einem Druck von 80 kg/cm² unter Wärme Druck ausgesetzt, um einen Vliesstoff zu ergeben. Der so erhaltene Vliesstoff enthielt geöffnete Einzelfaserstücke mit einer Menge von 40 Gewichts- % bezogen auf das Gesamtgewicht der Faser, geöffnete Einzelfaserstücke und Faserstückbündel mit Gesamtfeinheiten nicht über 3,33 x 10&supmin;&sup5; kg/m (300 Denier) bei einer Gesamtmenge von 70 Gewichts-% auf derselben Grundlage, und Faserstückbündel mit Gesamtfeinheiten von mindestens 5,55 x 10&supmin;&sup5; kg/m (500 Denier) mit einer Menge von 15 Gewichts-% auf derselben Grundlage.
    • Beispiel 5
  • Die beim Beispiel 1 erhaltenen Schnipsel aus einer Polyvinylalkohol-Faser wurden mit zerhackten Glasfasersträngen mit einer Länge von 50 mm vermischt, die dadurch erhalten wurden, daß ein Glasfaserroving (RS240PA-549SS, hergestellt von Nitto Boseki Co., Ltd.) in einem Verhältnis von 70/30 vermischt wurde. Danach wurde dem Ablauf von Beispiel 1 gefolgt, um einen Vliesstoff zu erhalten.
    • Vergleichsbeispiel 1
  • Die beim Beispiel 1 erhaltenen Schnipsel aus einer Polyvinylalkohol-Faser wurden einer Kugel-Füllvorrichtung zugeführt, die eine Vorrichtung zum Zuführen mit vorgegebener Förderrate durch Schwingen ist, und sie wurden aus dieser gleichförmig und zufällig auf ein Netz fallengelassen, um ein trockenverlegtes Gewebe zu erhalten. Auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 wurde eine Polyesterharzemulsion (VYLONAL MD1200, hergestellt von Toyobo Co., Ltd.) mit einer Menge von 5 Gewichts-% bezogen auf das Fasergewicht auf das Gewebe aufgesprüht und das Gewebe mit der Emulsion wurde dann getrocknet, um einen Vliesstoff mit einem Gewicht von 200 g/m² zu ergeben. Der erhaltene Vliesstoff enthält, da die Schnipsel nicht geöffnet wurden, nur ungeöffnete Bündel, die alle eine Gesamtfeinheit von 2,775 x 10&supmin;&sup4; kg/m (2500 Denier) aufweisen.
    • Vergleichsbeispiel 2
  • Eine Polyvinylalkohol-Faser mit einer Einzelfaserstück-Feinheit, einer Zugfestigkeit und einem Elastizitätsmodul von 11,11 x 10&supmin;&sup7; kg/m (10 Denier), 230 kg/mm² bzw. 6440 kg/mm² wurde durch Anwenden von 1,0 Gewichts-% eines Polyvinylacetatharzes (VINYSOL 2102, hergestellt von Daido Kasei Co., Ltd.) zu einem gebündelten Garn mit einer Feinheit von 4,44 x 10&supmin;&sup5; kg/m (400 Denier) ausgebildet und das Garn wurde zu Schnipseln mit einer Länge von 50 mm zerschnitten. Danach wurde dem Ablauf des Vergleichsbeispiels 1 gefolgt, um einen Vliesstoff zu erhalten. Der erhaltene Vliesstoff enthält, da die Schnipsel nicht geöffnet wurden, nur ungeöffnete Bündel, die alle eine Gesamtfeinheit von 4,44 x 10&supmin;&sup5; kg/m (400 Denier) aufweisen.
    • Vergleichsbeispiel 3
  • Eine Polyvinylalkohol-Faser mit einer Einzelfaserstück-Feinheit, einer Zugfestigkeit und einem Elastizitätsmodul von 18,87 x 10&supmin;&sup7; kg/m (17 Denier), 270 kg/mm² bzw. 7000 kg/mm² wurde ohne Anwendung eines verklebenden Harzes zu einer Länge von 80 mm zerschnitten. Der so erhaltene Stapel wurde auf übliche Weise zu einem trockenverlegten, mit Nadeln festgesteckten Vliesstoff verarbeitet.
  • Der erhaltene Vliesstoff enthält einzelne Faserstücke, die völlig gleichförmig in ihm verteilt sind.
    • Vergleichsbeispiel 4
  • Dieselben Schnipsel, wie sie beim Beispiel 2 erhalten wurden, mit Ausnahme, daß die Bündelfeinheit 1,11 x 10&supmin;&sup5; kg/m (1000 Denier) beträgt, wurden auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 2 einer Öffnungsvorrichtung zugeführt und zufällig auf ein Netz fallengelassen, um ein trockenverlegtes Gewebe auszubilden. Das Gewebe wurde dann auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 2 unter Verwendung einer beheizten Walze bei 150ºC und einem Druck von 100 kg/cm² unter Wärme Druck ausgesetzt, um einen Vliesstoff mit einem Gewicht von 200 g/m² zu ergeben.
  • Der so erhaltene Vliesstoff enthielt geöffnete Einzelfaserstücke mit einer Menge von 8 Gewichts-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern, geöffneten Einzelfaserstücken und Faserstückbündeln mit Gesamtfeinheiten nicht über 3,33 x 10&supmin;&sup5; kg/m (300 Denier) mit einer Gesamtmenge von 31 Gewichts-% auf derselben Grundlage, und Faserstückbündeln mit Gesamtfeinheiten von mindestens 5,55 x 10&supmin;&sup5; kg/m (500 Denier) mit einer Menge von 4 Gewichts-% auf derselben Grundlage.
    • Vergleichsbeispiel 5
  • Dieselben Schnipsel wie sie beim Beispiel 2 erhalten wurden, mit der Ausnahme, daß die Bündelfeinheit 4,44 x 10&supmin;&sup4; kg/m (4000 Denier) beträgt, wurden auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 2 einer Öffnungsvorrichtung zugeführt und zufällig auf ein Netz fallengelassen, um ein trockenverlegtes Gewebe zu bilden. Das Gewebe wurde dann auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 2 unter Verwendung einer beheizten Walze bei 150ºC und einem Druck von 100 kg/cm² unter Wärme Druck ausgesetzt, um einen Vliesstoff mit einem Gewicht von 180 g/m² zu ergeben.
  • Der so erhaltene Vliesstoff enthielt geöffnete Einzelfaserstücke mit einer Menge von 6 Gewichts-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern, geöffneten Einzelfaserstücken und Faserstückbündeln mit Gesamtfeinheiten nicht über 300 Denier mit einer Gesamtmenge von 19 Gewichts-% auf derselben Grundlage, und Faserstückbündeln mit Gesamtfeinheiten von mindestens 500 Denier mit einer Menge von 18 Gewichts-% auf derselben Grundlage.
  • Die physikalischen Eigenschaften der Formgegenstände, wie sie unter Verwendung der durch die oben beschriebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele erhaltenen verstärkenden Vliesstoffe erhalten wurden, sind zusammen mit den Versuchsbedingungen in Tabelle 1 zusammengefaßt. Tabelle 1 zeigt auch die Ergebnisse eines Bezugsbeispiels 1, bei dem eine herkömmliche SMC (RIGOLAC MG-100, hergestellt von Showa High Polymer Co., Ltd.) zusammenlaminiert und zu einem FRP ausgebildet wurde.
  • Wie es aus der Tabelle erkennbar ist, sind, während die Biegefestigkeiten ungefähr dieselben wie die bei einem glasfaserverstärkten Formgegenstand sind, die Kugelfall-Schlagfestigkeiten und die Izod-Schlagfestigkeiten bei weitem besser als diejenigen eines glasfaserverstärkten Formgegenstands. Tabelle 1 Physikalische Eigenschaften verschiedener FRPs Strangverteilung (Gew.-%) Physikalische Eigenschaften Biegefestigkeit (kg/cm²) Verstärk.-material Kugelfall-Schlagfestigkeit (kg cm) Izod-Schlagfestigkeit (kg cm/cm) Polyalkohol-Faser Polyallylat-Faser Aramid-Faser Glasfaser (1) "A", "B'" und "B''", wie sie in der Spalte "Strangverteilung" angegeben sind, bedeuten organische Einzel kunstfaserstücke (A), Stränge aus denselben (B') mit einer Gesamtfeinheit nicht über 3,33 x 10&supmin;&sup5; kg/m) (300 Deniers) sowie Stränge derselben (B'') mit einer Gesamtfeinheit von mindestens 5,55 x 10&supmin;&sup5; kg/m) (500 Deniers), wie in den Ansprüchen der Erfindung definiert. (2) Die Biegefestigkeit wurde gemäß JIS K6911 gemessen; LOP: Festigkeit bei der Proportionalitätsgrenze MOR: Reißfestigkeit (3) Die Kugelfall-Schlagfestigkeit wurde gemäß JIS K7211-1976 gemessen, mit einer an vier Punkten gehaltenen Größe 90 mm x 90 mm (4) Die Izod-Schlagfestigkeit (mit Kerbe) wurde gemäß JIS K6911-1970 gemessen. (5) Die Strangverteilung von Glasfasern beim Bezugsbeispiel 1 wurde gemessen, nachdem die Probe für 3 Stunden bei 500ºC in einem elektrischen Ofen beheizt wurde, um Harz aus ungesättigtem Polyester vollständig abzubrennen.
    • Vergleichsbeispiel 6
  • Den beim Beispiel 1 erhaltenen Faserschnipseln mit einer Gesamtfeinheit von 2,775 x 10&supmin;&sup4; kg/m (2500 Denier), mit einer Schnittlänge von 50 mm wurden 20 Gewichts-% einer gekräuselten, leicht schmelzbaren Verbundfaser (SOFIT N710, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) mit einer Einzelfaserstück- Feinheit von 2,775 x 10&supmin;&sup7; kg/m (2,5 Denier) zugegeben, und die Mischung wurde gleichmäßig vermischt. Das Gemisch wurde einer Öffnungsvorrichtung zugeführt und dann zufällig auf ein Netz fallengelassen, um ein trockenverlegtes Gewebe auszubilden. Das Gewebe wurde unter Verwendung einer beheizten Walze bei 170ºC und unter einem Druck von 100 kg/cm² Wärme unter Druck ausgesetzt, um einen Vliesstoff zu ergeben. Der erhaltene Vliesstoff wies eine Feinheitsverteilung der geöffneten Einzelfaserstücke und der Faserstückbündel auf, die ungefähr dieselbe wie beim Beispiel 1 ist. Der Vliesstoff wurde auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 zu einer formbaren Platte und weiter zu einem Formgegenstand verarbeitet. Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Formgegenstandes waren die in der folgenden Tabelle dargestellten. Physikalische Eigenschaften des FRP Biegefestigkeit (kg/cm²) An der Proportionalitätsgrenze (LOP) Beim Reißen (MOR) Kugelfall-Schlagfestigkeit (kg cm) Izod-Schlag-festigkeit (kg cm/cm²)
  • Wie in der Tabelle dargestellt, muß dort, wo eine durch Wärme schmelzbare Faser zum Verdichten eines losen Fasergewebes verwendet wird, dieselbe mit großer Menge zugesetzt werden, da eine schmelzbare Faser im allgemeinen schlechte Adhäsionswirkung aufweist, wodurch das Mengenverhältnis des Verstärkungsgewebes in der erhaltenen formbaren Platte verringert ist, was zu einer Verringerung der Biegefestigkeit und der Schlagfestigkeit des fertiggestellten FRP führt.
    • Beispiel 6
  • Die beim Beispiel 1 hergestellten Polyvinylalkohol-Faserschnipsel wurden einer Öffnungsvorrichtung zugeführt und zufällig auf ein Netz fallengelassen, um ein trockenverlegtes Gewebe auszubilden. Getrennt davon wurde ein Vliesstoff mit Bindemittel mit einem Gewicht von 10 g/m² mit mikrofeinen Faserstücken mit Durchmessern von 1 bis 5 um durch einen Schmelzblasprozeß aus einem Harzpulver aus ungesättigtem Polyester (CHEMITYLEN PEB-13, hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.). Der durch Schmelzblasen hergestellte Vliesstoff wurde auf das obige, trockenverlegte Gewebe auflaminiert, und das Laminat wurde mit einer beheizten Walze bei 150ºC und einem Druck von 100 kg/cm² Druck ausgesetzt, um einen Vliesstoff herzustellen. Der so erhaltene Vliesstoff wurde unter Verwendung derselben Harzzusammensetzung und derselben Gießbedingungen, wie sie beim Beispiel 1 verwendet wurden, zu einem Formgegenstand verarbeitet.
  • Der erhaltene Formgegenstand wies, wie dies in der folgenden Tabelle dargestellt ist, ausgezeichnete Biegefestigkeit auf, und gleichzeitig ausgezeichnete Kugelfall-Schlagfestigkeit und Izod-Schlagfestigkeit. Physikalische Eigenschaften des FRP Biegefestigkeit (kg/cm²) An der Proportionalitätsgrenze (LOP) Beim Reißen (MOR) Kugelfall-Schlagfestigkeit (kg cm) Izod-Schlag-festigkeit (kg cm/cm²)
  • Offensichtlich sind angesichts der obigen Lehren zahlreiche Modifizierungen und Änderungen der Erfindung möglich. Es ist daher zu beachten, daß die Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche auf andere Weise ausgeübt werden kann, als dies hier speziell beschrieben ist.

Claims (6)

1. Vliesstoff mit einer organischen Kunstfaser zum Verstärken harzhaltiger Formgegenstände, mit mehreren organischen Kunstfaserstücken (A) mit einer Feinheit von 1,11 x 10&supmin;&sup7; bis 55,55 x 10&supmin;&sup7; kg/m (1 bis 50 Denier) und einer Länge von 5 bis 200 mm sowie mehreren Strängen (B) aus mehreren der genannten Faserstücke, die parallel zueinander verlegt sind, wobei das Gewichtsverhältnis von (A) zu [(A) + (B)] 0 bis 50% ist, das Gewichtsverhältnis des Gesamtgewichts von Strängen (B') mit einer Gesamtfeinheit von nicht über 3,33 x 10&supmin;&sup5; kg/cm (300 Denier) und von (A) zu [(A) + (B)] 20 bis 80% ist und das Gewichtsverhältnis von Strängen (B'') mit einer Gesamtfeinheit von 5,55 x 10&supmin;&sup5; kg/cm bis 5,55 x 10&supmin;&sup4; kg/cm (500 bis 5000 Denier) zu [(A) + (B)] 5 bis 20% ist, und die Einzelfaserstücke (A) und die Stränge (B) miteinander durch ein nichtfaserförmiges Bindemittel mit einer Menge von 1 bis 20 Gewichts-% bezogen auf das Gesamtgewicht von [(A) + (B)] verbunden sind.
2. Vliesstoff nach Anspruch 1, bei dem der Vliesstoff ein Gewicht von 20 bis 1000 g/m² und eine Dicke von 0,2 bis 0,3 mm aufweist.
3. Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem das nichtfaserförmige Bindemittel ein in Styrol lösbares Kunstharz ist.
4. Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Faser eine Einzelfaserstück-Festigkeit von 80 bis 500 kg/mm² aufweist.
5. Formbare Platte zum Herstellen von Kunstharz-Formgegenständen, die mit einer organischen Kunstfaser verstärkt sind, die aus folgendem besteht:
- einem Vliesstoff aus mehreren organischen Kunstfaserstükken; und
- einer Harzzusammensetzung, die den Vliesstoff tränkte;
- wobei der Vliesstoff ein solcher ist, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 4 definiert ist.
6. Kunstharz-Formgegenstand, der einen Vliesstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 sowie ein Kunstharz oder eine Kunstharzzusammensetzung enthält.
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