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Die vorliegende Erfindung betrifft eine faserverstärkte thermoplastische
Harzformmasse die zum Heißpressformen verwendet wird. Aus der faserverstärkten
to thermoplastischen Harzformmasse der vorliegenden Erfindung erhaltene Formteile werden
häufig für industrielle Teile, wie als Teile für Kraftfahrzeuge, eingesetzt.
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Seit kurzem dienen Formpreßteile aus faserverstärkten thermoplastischen Harzen dazu,
Formpreßteile aus Metallen zu ersetzen, wie Befestigungsteile für die Vorderseite.
Sitzschalen, Lampenfassungen, Batterietröge und Stoßstangenträger für Kraftfahrzeuge. Merkmale
von faserverstärkten thermoplastischen Harzen sind, daß komplizierte Formteile mit teilweise
unterschiedhcher Wandstärke oder mit Vorsprüngen oder Versteifungsrippen hergestellt
werden können, indem eine erhitzte plattenartige Formmasse in ein erhitztes oder nichtediztes
Preßformpaar eingeführt wird und innerhalb kurzer Zeit geformpreßt wird, und daß die
erhaltenen Formteile eine hohe mechanische Festigkeit sowie ein geringes Gewicht besttzen
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Verfahren zur Herstellung der plattenartigen Formmasse aus dem faserverstärkten
thermoplastischen Harz lassen sich in die folgenden beiden Verfähren einteilen.
(1) Laminierverfahren:
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Das Laminierverfahren umfäßt:
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- Laminieren eines thermoplastisches Harzes und eines mattenähnlichen Strangs aus
verstärkenden Fasern, die genadelt wurden (ein Schritt, bei dem Nadeln in eine
Vielzahl von strangähnlichen verstärkenden Fasern gestoßen werden und diese
miteinander verhaken),
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- kontinuierliches Zuführen des Laminats zwischen Stahlbänder einer kontinuierlichen
Presse vom Doppelbandförder-Typ, wobei das Erhitzen und Pressen durchgeführt
wird, und anschließend
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- Abkühlen des Laminats, wodurch eine plattenartige Formmasse hergestellt wird
(Japanische Offenlegungsschriften Nrn. 48-80 172, 52-40 558 und 55-77 525).
(2) Papierherstellungsverfahren
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Das Papierherstellungsverfahren umfaßt:
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- Anfertigen eines nichtgewebten Materials, umfassend einheitlich dispergierte
verstärkende Fasern, die auf eine Länge von etwa 3 bis 50 mm zugeschnitten wurden, sowie
pulverisiertes Harz mittels eines Verfahrens zur Papierherstellung,
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- Erhitzen und Pressen dieses nichtgewebten Materials, und anschließend
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- Abkühlen des Materials, wodurch eine plattenartige Formmasse hergestellt wird
(Japanische Offenlegungsschriften Nrn. 49-13 403 und 49-14 704).
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Beim Heißpressformen einer solchen plattenartigen Formmasse ist es notwendig, daß die
verstärkende Faser und das thermoplastische Harz fließen, ohne daß eine Trennung der Faser
vom Harz erfolgt, wenn die Formmasse zu einer komplizierten Form geformt werden soll, und
daß eine Verschlechterung des Erscheinungsbilds der Formteile aufgrund eines Ansteigens der
verstärkenden Fasern an die Oberfläche der Formteile verhindert wird.
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Das Problem von plattenartigen Formmassen, die durch das Laminierverfahren herge
stellt wurden, ist, daß, da die den Strang verstärkenden Fasern in der Matte durch das Nadeln
zurückgehalten werden, sich die verstärkenden Fasern und das thermoplastische Harz leicht
voneinander trennen, wenn sie in die Preßform fließen.
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Andererseits tritt das vorstehend erwähnte Problem nicht auf, und es können homogene
Formteile erhalten werden, falls die plattenartigen Formmassen durch das Verfahren zur
Papierherstellung hergestellt wurden, da die einheitlich dispergierten diskontinuierlich
verstärkenden Fasern im thermoplastischen Harz in einem weniger sich gegenseitig behinderndem
Zustand vorliegen. Die nichtgewebten Materialien, die durch das Verfahren zur
Papierherstellung hergestellt wurden, weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie sperrig sind, weil die
verstärkenden Fasern statistisch angeordnet sind. Die Dicke der nichtgewebten Materialien
schwankt je nach Form der verstärkenden Fasern und den Bedingungen bei der
Papierherstellung, aber ihre Dicke beträgt etwa das zehnfäche der Dicke von im allgemeinen
verwendeten Platten, die durch Formpressen des faserverstärkten thermoplastischen Harzes erhalten
werden, und aus welchen Hohlräume entfernt wurden.
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Vor dem Formen erhitzt man die plattenartigen Formmassen auf eine Temperatur
oberhalb des Erweichungspunkts oder des Schmelzpunkts des thermoplastischen Harzes, das
die Matrix darstellt. Während des Erhitzens wird die Bindungskraft des thermoplastischen
Harzes an die verstärkenden Fasern geschwächt, und daher erfolgt eine Ausdehnung der
Platte, aufgrund eines "Zurückspringens" der verstärkenden Fasern in den ursprünglichen
Zustand. Diese Ausdehnung beginnt an der Plattenoberfläche und schreitet mit der Hitze durch
die Platte fort, wodurch allmählich die Plattenmitte in Richtung der Plattendicke
eingeschlossen wird (d.h. bei halber Tiefe), und gleichzeitig damit wird in der Platte eine isolierende
Luftschicht erzeugt, was zu einer Verringerung der thermischen Leitfähigkeit führt. In der
Folge ergeben sich Probleme hinsichtlich einer Verringerung der Fließfähigkeit während des
Formens aufgrund eines ungenügenden Temperaturanstiegs des thermoplastischen Harzes
von der Plattenmitte in Richtung der Dicke, hinsichtlich einer Verschlechterung des
thermoplastischen Harzes, aufgrund thermischen Abbaus, der durch das lokale Erhitzen der
Plattenoberfläche verursacht wird, was dazu führt, daß die verstärkenden Fasern an die
Plattenoberfläche steigen, und daß das Erscheinungbild sowie die mechanische Festigkeit
verschlechtert
werden.
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Um das Erhitzen so durchzuführen, daß der Unterschied zwischen der Temperatur der
Oberfläche des plattenartigen Formmaterials und der Mitte in Richtung des plattenartigen
Formmaterials nicht erhöht wird kann ein Verfähren angewandt werden nach dem im
Heizofen atmosphärische Temperatur auf einem geringen Niveau eingestellt wird, und das Erhitzen
über einen langen Zeitraum durchgeführt wird. Von einem derartigen Verfähren kann jedoch
nicht angenommen werden daß es industriell praktikabel ist, da für das Formen eine längere
Zykluszeit erforderlich ist, und manchmal tritt thermischer Abbau des thermoplastischen
Harzes im Oberflächenbereich der Platte auf.
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EP-A-341 977 offenbart ein Verfähren zur Herstellung einer faserverstärkten
thermoplastischen Harzformmasse durch Erhitzen und Pressen eines nichtgewebten Materials, das
durch ein Verfähren zur Papierherstellung angefertigt wurde und hauptsächlich aus
verstärkenden Fasern und einem thermoplastischen Harz zusammengesetzt ist, und anschließendes
Abkühlen des nichtgewebten Materials, wobei die verstärkenden Fasern mit einem
thermoplastischen Harz in Form von Faserbündeln gemischt werden. Das Schlichtemittel das
verwendet wird, um die in die Aufschlämmung eingeführten Faserbündel zu erzeugen, ist
wasserlöslich so daß sich die Fasern während des Dispergierschritts der Faserbündel mit dem
thermoplastischen Matrxharz in einer wäßrigen Aufschlämmung voneinander trennen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines plattenartigen
Formmaterials aus einem faserverstärkten thermoplastischen Harz bereitzustellen, das nicht die
vorstehenden erwähnten Mängel hat und einen hohen Wirkungsgrad beim Erhitzen aufweist.
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Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer faserverstärkten
thermoplastischen Harzformmasse (12) durch Mischen eines thermoplastischen Harzes (2)
und verstärkender Fasern nach einem Verfahren zur Papierherstellung, wobei ein
nichtgewebtes Materlal (8) erzeugt wird, und Erhitzen, Pressen sowie anschließendes Abkühlen des
entstandenen nichtgewebten Materials (8), dadurch gekennzeichnet, daß man die verstärkenden
Fasern in Form verstärkender Einzelfasern (1) sowie in Form von Faserbündeln (13), jeweils
umfassend 10 bis 1000 verstärkende Einzelfasern, die mit einem wasserunlöslichen
Bindemittel gebündelt werden, mit dem thermoplastischen Harz mischt.
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Figur 1 ist eine schematische Zeichnung, die ein Beispiel für die Herstellungsschritte
eines plattenartigen Formmaterials aus faserverstärktem thermoplastischem Harz nach dem
Verfahren zur Papierherstellung zeigt.
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Figur 2 ist eine schematische Ansicht eines nichtgewebten Materials, das bei der
Herstellung von herkömmlichem plattenartigem Formmaterial aus einem faserverstärkten
thermoplastischen Harz eingesetzt wird.
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Figur 3 ist eine schematische Ansicht eines nichtgewebten Materials, das zur Herstellung
des erfindungsgemäßen plattenartigen Formmaterials aus einem faserverstärkten
thermoplastischen Harz eingesetzt wird.
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Figuren 4 und 5 sind Diagramme weiche die Ausdehnung der Platte sowie den
Temperaturunterschied zwischen der Plattenoberfläche und der Plattenmitte in Richtung der
Plattendicke zeigen, wenn man die faserverstärkte thermoplastische Harzplatte erhitzt.
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Figur 1 zeigt ein Beispiel für Herstellungschritte eines plattenartigen Forrmnaterials aus
einem faserverstärkten thermoplastischen Harz nach dem Verfahren zur Papierherstellung.
Verstärkende Fasern 1 mit einem Durchmesser von 3 bis 30 µm und einer Länge von etwa 3
bis 50 mm und das pulverisierte thermoplastische Harz 2 werden kontinuierlich im
Disperzierbehälter 3 in Wasser eingeleitet. Im Dispergierbehälter wird gerührt, damit die
verstärkenden Fasern und das thermoplastische Harz einheitlich dispergiert werden, und die entstandene
Dispersion wird mittels der Pumpe 4 dem Stofflaufkasten 6, der oben mit einem maschenartigen
Förderband 5 ausgerüstet ist, zugefuhrt. Im Inneren des Naßgehäuses 7, das sich unter
dem Stoffauflaufkasten befindet, wird Unterdruck angelegt, so daß eine Saugwirkung entsteht
und eine Entwässerung der Dispersion im Stoffäuflaufkasten durchgeführt wird, und auf diese
Weise wird das nichtgewebte Material 8, das ein Verbundwerkstoff aus den verstarkenden
Fasern und dem thermoplastischen Harz ist, kontinuierlich hergestellt. Man trocknet dieses
nichtgewebte Material mittels eines Heißlufttrockneres vom Ventilations-Typ 9, erhitzt es
anschließend und preßt es mittels einer kontinuierlichen Presse vom Doppelförderband Typ 10.
Danach wird es durch Abkühlen zu einer Plattenform verfestigt, und schließlich, in
Abhängigkeit von der Größe, die zum Heißpressen erforderlich ist, durch einen Schneideapparat 11 in
Form geschnitten, wodurch man ein plattenartiges Formmaterial 12 aus einem
faserverstärkten thermoplastischen Harz erhält.
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Das erfindungsgemäße Verfahren liefert als plattenartiges Formmaterial aus einem
faserverstärkten thermoplastischen Harz ein Material, das Hohlräume enthält, zusätzlich zu einem
Material aus dem die Hohlräume völlständig entfernt wurden. Ferner ist es auch möglich,
plattenartige Formmaterialien mit Hohlräumen bereitzustellen, indem man einen Teil oder das
gesamte thermoplastische Harz auf eine Temperatur erhitzt wird, die nicht niedriger als sein
Erweichungspunkt oder Schmelzpunkt ist, während das thermoplastische Harz schmilzt und
das nichtgewebte Material gleichzeitig mit einem Heißlufttrockner ohne Verwendung einer
kontinuierlichen Presse vom Doppelförderband-Typ trocknet, und anschließend wird das
Material abgekühlt, wodurch die verstärkenden Fasern mit dem thermoplastischen Harz
verbunden werden. Biegbare, plattenartige Formmaterialien, in denen Hohlräume vorhanden
sind, können einfach hergestellt werden, indem man geeignete Mischungsverhältnisse der
Ausgangsmaterialien wählt und geeignete Heiz- und Preßbedingungen anwendet. Die auf diese
Weise erhaltenen Produkte können durch Aufwickeln in Form von Spulen angefertigt
werden.
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Als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führen diese plattenartigen
Formmaterialien, in denen Hohlräume vorhanden sind, zu einer Verringerung der Kosten, dadurch
daß Schrirte weggelassen werden, und ferner kann, da dem Material Gasdurchlässigkeit in
Richtung der Dicke verliehen werden kann das Erhitzen in kurzer Zeit mit hohem
Wirkungsgrad durchgeführt werden, indem man Heizgeräte vom Ventilatons-Typ zusätzlich zur
Ferninfrarotheizung, die oft beim Heißpressformen eingesetzt wird, verwendet.
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Verstärkende Fasern die im herkömmlichen Verfahren zur Papierherstellung eingesetzt
wurden, sind mit wasserlöslichen Polymeren oder Gleitmitteln oberflächenbehandelt damit die
Dispergierbarkeit in Wasser verbessert wird, und/oder sie sind mit Silanhaftvermittlern
oberflächenbehandelt, um die Haftung auf einem thermoplastischen Harz, das die Matrix darstellt,
zu verbessern. Deshalb werden, wie in Figur 2 gezeigt, verstärkende Fasern 1 und das
pulvensierte thermoplastische Harz 2 als Ausgangsmaterialien für plattenartige Formmaterialien aus
faserverstärktem thermoplastischem Harz einheitlich dispergiert und demzufolge können
nichtgewebte Materialien mit sehr hoher Voluminosität erhalten werden.
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Um die Schüttdichte des nach dem Verfahren zur Papierherstellung hergestellten
nichtgewebten Materials zu erhöhen. werden in der vorliegenden Erfindung verstärkende
Faserbündel die durch Bündeln einer Vielzahl von Einzelfasern oder durch Mischen der
verstärkenden Faserbilndel mit Einzelfäsern angefertigt wurden, anstelle der herkömmlichen
verstärkenden Fasern eingesetzt. Die Fasern im verstärkenden Faserbündel werden zusätzlich zu
Silanhaftvermittlern durch Bindemittel fest gebündelt, die wasserunlöslich sind und unter den
Heizbedingungen eine filmerzeugende Eigenschaft aufweisen, wie Bindemittel vom
Polyurethan-Typ und Bindemittel vom Poly(vinylacetat)-Typ, damit sie nicht in Wasser dispergiert
werden. Wenn ein Gemisch aus verstärkenden Fasern und verstärkenden Faserbündeln
verwendet werden, erhält man nichtgewebte Materialien, in denen die verstärkenden Fasern 1, die
verstärkenden Faserbündel 13 und pulverisiertes thermoplastisches Harz 2 einheitlich
dispergiert sind, wie in Figur 3 gezeigt.
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In den plattenartigen Formmaterialien aus einem faserverstärkten thermoplastischen
Harz, das unter Verwendung der nichtgewebten Materialien mit nach der vorliegenden
Erfindung erhöhter Schüttdichte als Ausgangsmaterial hergestellt wurde, wird ein Zurückspringen
der verstärkenden Fasern beim Erhitzen verhindert. Folglich nimmt die Dickenausdehnung der
Platte beim Erhitzen ab, es wird der Wirkungsgrad beim Erhitzen verbessert, während des
Formschritts kann eine ausgezeichnete Rieselfähigkeit erreicht werden, und das
Erscheinungsbild der geformten Produkte kann durch einheitliches Erhitzen verbessert werden.
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Die Wirkung zur Hemmwig der Ausdehnung der Platte, die durch Verwendung der
verstärkenden Faserbündel erhalten wird, schwankt in Abhängigkeit vom Anteil der
verstärkenden Fasern insgesamt, die das nichtgewebte Material ausmachen, und kann durch Erhöhen der
Anzahl der verstärkenden Faserbündel aus Einzelfasern und deren Mischungsverhältnis ver
bessert werden. Mit einer Zunahme der Anzahl der verstärkenden Faserbündel und deren
Mischungsverhältnis ergibt sich jedoch eine Verschlechterung des Erscheinungsbilds der
geformten Produkte, dadurch, daß verstärkende Faserbündel an der Oberfläche der Produkte
bloßliegen. Deshalb ist es wünschenswert, nichtgewebte Materialien mittels verstärkender
Faserbimdel die durch Bündeln von 10 bis 1.000 verstärkenden Einzelfasern mit einem
Durchmesser von 3 bis 30 µm und einer Länge von etwa 3 bis 50 mm hergestellt wurden, und in
einem für die vorgesehene Verwendung der geformten Produkte geeigneten
Mischungsverhältnis herzustellen.
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Zu den in der vorliegenden Erfindung als Ausgangsmaterial verwendeten
thermoplastischen Harzen gehören beispielsweise Polyethylen, Polypropylen Polystyrol, Styrol-Butadien-
Acrylnitril-Copolymer, Styrol-Acrylnitril-Copolymer Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid,
Polyamid, Polycarbonat, Polyacetal, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat,
Polyphenylenoxid, Polysulfon und Polyphenylensulfid sowie Gemische zweier oder mehrerer
davon. Die thermoplastischen Harze können Weichmacher, Hitzestabilisatoren,
Lichtstabilisatoren. Füllstoffe, Farbstoffe und Pigmente, Mittel zur Verbesserung der Schlagbeständigkeit
Füllmittel, Keimbildner, Verarbeitungshilfsstoffe, kurze Glasfasern und ähnliches enthalten.
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In der vorliegenden Erfindung werden Glasfasern, Kohlenstofffasern und Metallfasern
sowie anorganische und organische Fasern als verstärkende Fasern eingesetzt. und diese
Fasern besitzen vorzugsweise einen Durchmesser von 3 bis 30 µm und sind auf eine Länge
von etwa 3 bis 50 mm zugeschnitten. Das nach der vorliegenden Erfindung erhaltene
plattenartige Formmaterial aus faserverstärktem thermoplastischem Harz zeigt nicht nur überragende
Eigenschaften als gewöhnliches Formmaterial zum Heißpressformen, sondern zeigt, aufgrund der
verbesserten Eigenschaften beim Erhitzen, auch gute Ergebnisse beim Pressen unter Druck.
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Die Eigenschaften beim Erhitzen der plattenartigen Formmaterialien aus
faserverstärktem thermoplastischem Harz, die aus dem nichtgewebten Material hergestellt werden, das
einen Verbundwerkstoff aus verstärkenden Fasern und thermoplastischem Harz darstellt und
durch ein Verfahren zur Papierherstellung angefertigt wird, werden durch die vorliegende
Erfindung verbessert. Die plattenartigen Formmaterialien aus faserverstärktem
thermoplastischem Harz, die durch die vorliegende Erfindung erhalten werden, sind vor der Ausdehnung
aufgrund des Zurückspringens der verstärkenden Fasern beim Erhitzen während des Formes
geschützt, und demzufolge ist der Wirkungsgrad beim Erhitzen verbessert. Ferner kann durch
das einheitliche Erhitzen eine gute Fließfähigkeit erreicht werden, und das Erscheinungsbild
der entstandenen geformten Produkte kann verbessert werden.
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Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispielen ausführlich erläutert. Es
ist klar, daß wir beabsichtigen, alle Abänderungen, die unter den eigentlichen Sinn und in den
Bereich unserer Erfindung fallen, durch die beiliegenden Patentansprüche abzudecken.
Beispiel 1
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Glasfasern A mit einem Durchmesser von 10 µm und einer Länge von 25 mm, die man
mit einem wasserlöslichen Polymer, einem Gleitmittel und einem Silanhaftvermittler behandelt
hatte, und Glasfaserbündel B die jeweils 67 Glasfasern mit einem Durchmesser von 10 µm
und
einer Länge von 13 mm umfassen, und die man mit einem Urethanbindemittel gebündelt hatte,
wurden als verstärkende Fasern verwendet. Ein nichtgewebtes Material, umfassend 40 Gew.-%
der verstärkenden Fasern insgesamt und 60 Gew.-% Polypropylenharz, mit einer
flächenbezogenen Masse von 4500 g/m², wurde durch ein Verfahren zur Papierherstellung angefertigt.
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Das verwendete Polypropylenharz hatte die Form eines Pulvers, das durch Mahlen von
Kügelchen mit einem Durchmesser von 3 mm und Klassieren des gemahlenen Produkts mittels
eines Siebs mit 70 mesh (Öffnungsdurchmesser 0,212 mm) bis 10 mesh (Öffnungsdurchmesser
1,7 mm) hergestellt wurde. Mischungsverhältnisse der Glasfasern A und der Glasfaserbündel
B, die das nichtgewebte Materialien ausmachen, sind in Tabelle 1 aufgeführt. Faserverstarkte
thermoplastische Harzplatten mit einer Dicke von 3,7 mm, aus denen die Hohlräume entfernt
wurden, erhielt man durch Verfestigen der vorstehenden nichtgewebten Materialien mittels
Heißpressen.
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Das Verfestigen durch Heißpressen wurde durchgeführt, indem man das nichtgewebte
Materials 10 Minuten bei 210ºC ohne Belastung vorerhitzt, das nichtgewebte Material 2
Minuten unter einem Druck von 20 kgf/cm² preßt und anschließend das nichtgewebte Material
3 Minuten bei demselben Druck unter Abkühlen zu einer Platte verfestigt. Zur Messung des
Temperaturunterschieds zwischen der Plattenoberfläche und der Plattenmitte (in Richtung der
Plattendicke) beim Erhitzen wurden zuvor Thermoelemente in den Oberflächenbereich und in
die Mitte des nichtgewebten Materials eingeführt. Die entstandenen Platten wurden solange
erhitzt, bis die Oberflächentemperatur in einem Ofen mit Infrarotheizung 220ºC erreichte und
es wurde die Dicke der Platte nach dem Erhitzen sowie der Temperaturunterschied zwischen
der Plattenoberfläche und der Plattenmitte gemessen.
Tabelle 1
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Die nichtgewebten Materialien, die durch Mischen der Glasfasern A und der
Glasfaserbündel B hergestellt wurden, stellten Materialien dar, in welchen die Glasfasern A im Zustand
von Einzelfasern dispergiert vorlagen, und die Glasfaserbündel B in gebündeltem Zustand
zusammen mit den Polypropylenharzputvern einheitlich dispergiert vorlagen, wie in Figur 3
gezeigt. Die Schüttdichte der Materialien nahm mit der Zunahme des Mischungsverhältnisses
der Glasfaserbündel B zu (d.h. der Zunahme des Gehalts in Gew.-% der Glasfaserbündel B).
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In Figur 4 sind die Ergebnisse der Versuche aufgeführt, die man beim Erhitzen der in
Beispiel 1 erhaltenen Platten erhielt. Die Pfeile deuten die relevante Abszisse der
entsprechenden Kurve an. Die Platte, die man durch Verfestigen des nichtgewebten Materials, umfassend
40 Gew.-% der Glasfasern A und 60 Gew.-% an Polypropylenharzpulver (d.h. 0 Gew.-% der
Glasfaserbündel B), erhalten hatte wies für das Zurückspringen das durch das Aufsteigen der
Glasfasern A hervorgerufen wurde einen großen Wert auf, und daher betrug die Dicke der
Platten nach dem Erhitzen etwa 12 mm was bedeutet daß sich die Platte auf das etwa
3,2fache der Anfangsdicke von 3,7 mm ausdehnte. Folglich verringerte sich die thermische
Leitfahigkeit der Platte beträchtlich und der Temperaturunterschied zwischen der
Plattenoberfläche und der Plattenmitte in Richtung der Dicke betrug 55ºC, wobei die Temperatur in
der Mitte bei 165ºC lag, was nahe dem Schmelzpunkt des Polypropylenharzes war. Weiterhin
wurde das Phänomen beobachtet, daß thermischer Abbau des Polypropylenharzes im
oberflächenbereich der erhitzten Platte auftrat, was ein Aufsteigen der Glasfasern verursachte.
Eine solche Platte kann keine überragende Fließfähigkeit und kein gutes Erscheinungsbild der
geformten Produkte liefern, wie es beim Formen eines faserverstärkten thermoplastischen
Harzes verlangt wird.
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Es wurde bestätigt, daß die Eigenschafien beim Erhitzen der fäserverstärkten
thermoplastischen Harzplatte durch das Mischen mi den Glasfäserbündeln B verbessert wurde. Die
Wirkung zur Hemmung der Plattenausdehnung wurde mit zunehmendem Mischungsverhältnis
der Glasfäserbündel B verbessert. Aufgrund der Abnahme der Plattenausdehnung, nahm der
Temperaturunterschied zwischen der Oberfläche und der Mitte in Richtung der Plattendicke
ab, und auch der hitzebedingte Abbau des Polypropylenharzes im Oberflächenbereich der
erhitzten Platte wurde verhindert. Erhöhte man jedoch das Mischungsverhältnis der
Glasfaserbündel B weiter, so wurde offensichtlich, daß die Glasfäserbündel B an der Oberfläche der
geformten Produkte bloßlagen. Wenn man als Formmaterial eine faserverstärkte
thermoplastische Harzplatte, die 40 Gew.-% an verstärkenden Fasern enthielt, verwendete, so konnte
man sowohl eine überragende Fließfähigkeit sogar beim Heißpressformen von Produkten
mit komplizierter Form als auch ein gutes Erscheinungsbild der geformten Produkte
erreichen, indem 20 Gew.-% Glasfasern A, 20 Gew.-% Glasfaserbündel B und 60 Gew.-%
Polypropylenharz gemischt wurden, erreichen, wenngleich das genaue
Mischungsverhältnis von der gewünschten Verwendung der geformten Produkte abhängt.
Beispiel 2
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Nichtgewebte Materialien mit einer flächenbezogenen Masse von 4.500 g/m² wurden
nach dem Verfahren zur Papierherstellung unter Verwendung der gleichen Glasfasern A und
des gleichen Polypropylenharzes, wie sie in Beispiel 1 eingesetzt wurden, sowie von
Glasfaserbündeln C (die Zahl der Einzelfasern in jedem Bündel betrug 200) und Glasfaserbündeln
D (die Zahl der Einzelfasern in jedem Bündel betrug 500) hergestellt. Die Glasfaserbündel C
und D enthielten die gleichen oberflächenbehandelten Glasfasern wie die Glasfaserbündel B in
Beispiel 1, mit Ausnahme der Anzahl der Einzelfasern in jedem Bündel. Die
Zusammensetzung des nichtgewebten Materials betrug 20 Gew.-% der Glasfasern A, 20 Gew.-% der
Glasfaserbündel C oder D und 60 Gew.-% Polypropylenharz. Aus diesen nichtgewebten
Materialien wurden durch Verfestigen mittels Heißpressen unter den gleichen
Formbedingungen wie in Beispiel 1 faserverstärkte thermoplastische Harzplatten mit einer Dicke von
3,7 mm angefertigt. Anschließend wurden die entstandenen Platten in einem Ofen mit
Ferninfrarotheizung solange erhitzt, bis die Oberflächentemperatur der Platten 220ºC erreichte,
worauf die Plattendicke nach dem Erhitzen und der Temperaturunterschied zwischen der
Plattenoberfläche und der Plattenmitte in Richtung der Dicke gemessen wurden.
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In Figur 5 sind die Ergebnisse aus Beispiel 2 gemeinsam mit den Ergebnissen der
Glasfaserbündel B aus Beispiel 1 aufgeführt (die Pfeile zeigen die relevante Abszisse an).
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Es wurde bestätigt, daß die Eigenschaften beim Erhitzen der entstandenen
faserverstärkten thermoplastischen Harzplatten verbessert wurden, und daß die Fließfähigkeit beim
Heißpressformen durch Erhöhen der Zahl an Einzelfasern in jedem Glasfaserbündel verbessert
wurde.