BE1004899A4 - Werkwijze voor het verwerken van een materiaal omvattend thermoplastisch polymeer en vezelig versterkingsmateriaal. - Google Patents

Werkwijze voor het verwerken van een materiaal omvattend thermoplastisch polymeer en vezelig versterkingsmateriaal. Download PDF

Info

Publication number
BE1004899A4
BE1004899A4 BE9100514A BE9100514A BE1004899A4 BE 1004899 A4 BE1004899 A4 BE 1004899A4 BE 9100514 A BE9100514 A BE 9100514A BE 9100514 A BE9100514 A BE 9100514A BE 1004899 A4 BE1004899 A4 BE 1004899A4
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
sep
thermoplastic
mold
press
fabric
Prior art date
Application number
BE9100514A
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Hubertus Henricus Hornman
Roelof Marissen
Original Assignee
Dsm Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dsm Nv filed Critical Dsm Nv
Priority to BE9100514A priority Critical patent/BE1004899A4/nl
Priority to EP92201489A priority patent/EP0516235A1/en
Application granted granted Critical
Publication of BE1004899A4 publication Critical patent/BE1004899A4/nl

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/465—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating by melting a solid material, e.g. sheets, powders of fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/006—Pressing and sintering powders, granules or fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/50—Removing moulded articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/52—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/04—Polymers of ethylene
    • B29K2023/06—PE, i.e. polyethylene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25—Solid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25—Solid
    • B29K2105/251—Particles, powder or granules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25—Solid
    • B29K2105/253—Preform

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

De uitvinding betreft een werkwijze voor het verwerken van een materiaal omvattend thermoplastisch polymeer en vezelig versterkingsmateriaal tot een gevormd product met behulp van een matrijs, waarbij het materiaal in een eerste matrijs onder druk wordt verwarmd en in een tweede matrijs onder druk wordt afgekoeld. Deze werkwijze is zeer geschikt voor massaproductie, vanwege de korte cyclustijd.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   WERKWIJZE VOOR HET VERWERKEN VAN EEN MATERIAAL OMVATTEND
THERMOPLASTISCH POLYMEER EN VEZELIG VERSTERKINGSMATERIAAL 
De uitvinding betreft een werkwij2e voor het verwerken van een materiaal omvattend thermoplastisch polymeer en vezelig versterkingsmateriaal tot een gevormd product met behulp van een matrijs. 



   Een dergelijke werkwijze wordt   o. a.   thermovormen genoemd. Het is algemeen bekend om een hoeveelheid vezels en een hoeveelheid thermoplastisch polymeer in een matrijs te brengen en op te warmen onder druk, waarbij het thermoplastisch polymeer smelt en de vezels   benat.   Als alle polymeer is gesmolten en de vezels goed benat zijn, wordt de matrijs in de pers afgekoeld tot onder het smeltpunt van het polymeer, zodat het product consolideert. Het product wordt uitgenomen en de pers kan weer gebruikt worden voor een volgende cyclus, zie ook "Kunststof & Rubber, 1991, no. 1, pag. 15-19". 



   Het nadeel van een dergelijke werkwijze is dat het in de pers opwarmen en weer afkoelen van de matrijs vrij veel tijd vergt. Voor massaproductie is dit een bezwaar. 



  Bovendien is een gecompliceerde opwarm-en afkoelinrichting vereist terwijl de werkwijze ook veel energie verbruikt. 



   De uitvinding stelt zieh ten doel een werkwijze te verschaffen die genoemde nadelen niet heeft. 



   Dit wordt volgens de uitvinding bereikt doordat het materiaal bestaande uit thermoplastisch polymeer en vezelig versterkingsmateriaal in een eerste matrijs onder druk wordt verwarmd en in een tweede matrijs onder druk wordt   afgekoeld.   



   Hierdoor wordt bereikt dat de eerste matrijs slechts eenmaal, bij het opstarten van een productieserie, 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 op de gewenste temperatuur behoeft te worden gebracht en daarna op die temperatuur kan worden gehouden. Ook de tweede matrijs hoeft slechts eenmaal op de gewenste temperatuur gebracht te worden, afgezien natuurlijk van de effecten van warmteuitwisseling met het materiaal dat bestaat uit thermoplastisch polymeer en vezelig versterkingsmateriaal. 



  De hoeveelheid energie benodigd voor het opwarmen en afkoelen wordt nu alleen bepaald door de soortelijke warmte en het gewicht van het materiaal bestaande uit thermoplastisch polymeer, verder kortweg thermoplast genoemd, en vezelig versterkingsmateriaal en niet meer door de warmtecapaciteit van de matrijs of de matrijzen. 



   Uit EP-B-0084135 is het bekend om materiaal bestaande uit een thermoplast en vezelig versterkingsmateriaal drukloos te verwarmen voordat het in een pers wordt gebracht. In dat geval vindt het opwarmen plaats in een oven. Het vezelig versterkingsmateriaal wordt in een oven echter niet goed benat. De volledige impregnering moet volgens EP-B-0084135 vervolgens binnen enkele seconden plaats vinden in een pers met een temperatuur onder het stolpunt van de thermoplast. Echter, enkel bij zeer laag visceuze thermoplasten kan met de werkwijze volgens EP-B-0084135 volledige impregnering van het vezelig materiaal optreden. In het geval van hoger visceuze thermoplasten zal het vezelig versterkingsmateriaal niet goed   geimpregneerd   worden waardoor het eindprodukt geen goede eigenschappen vertoont. 



   Met de werkwijze volgens de uitvinding worden onafhankelijk van de gebruikte thermoplast goede resultaten verkregen omdat door toepassing van druk tijdens de verwarming volledige impregnering optreedt op binnen zeer korte tijd. 



   De eerste matrijs wordt bij voorkeur op een nagenoeg constante temperatuur gehouden. Deze temperatuur ligt boven de smelttemperatuur van het thermoplastisch materiaal. Het op temperatuur houden van de matrijs kan op reeds bekende wijze plaatsvinden, bijvoorbeeld met in de 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 matrijs aangebrachte verwarmingspijpen of door electrische leidingen. De temperatuur kan bijvoorbeeld geregeld worden met behulp van een thermostaat. 



   De temperatuur ligt tussen de smelttemperatuur van de thermoplast en de temperatuur waarbij de thermoplast degradeert, dit is uiteraard afhankelijk van de thermoplast die wordt toegepast. 



   De tweede matrijs wordt bij voorkeur eveneens op een nagenoeg constante temperatuur gehouden. De temperatuur ligt beneden de smelttemperatuur van het thermoplastisch materiaal. Dit kan volgens dezelfde wijze als hierboven omschreven voor de eerste matrijs. De tweede matrijs zal gewoonlijk gekoeld dienen te worden omdat deze door herhaald gebruik op zal warmen. De temperatuur ligt in de regel tussen kamertemperatuur en   120 C,   maar erg kritisch is dit veelal niet. 



   Bij voorkeur hebben de eerste en tweede matrijs een warmtecapaciteit die groot is ten opzichte van de warmtecapaciteit van een te verwerken hoeveelheid materiaal. 



   Bij voorkeur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding tevens gebruik gemaakt van een hulpmatrijs waarin het vezelversterkt thermoplastisch materiaal wordt gebracht. 



  Dit heeft als voordeel dat het in de eerste matrijs gesmolten thermoplastisch materiaal beter hanteerbaar wordt. Het vezelversterkte thermoplastische materiaal kan dan samen met de hulpmatrijs naar de tweede matrijs worden overgebracht. 



   De hulpmatrijs bestaat bij voorkeur uit een goed warmte geleidende stof van geringe dikte, die onder verwerkingscondities nagenoeg inert is, zoals metaal of een hoog metaal-gevulde kunststof. Het metaal kan bijvoorbeeld aluminium of ijzer zijn, de kunststof een hoog smeltend thermoplastisch polymeer zoals bijvoorbeeld polyimide, polyetheretherketon   (PEEK),   polyetherimide (PEI), of een thermohardende kunststof zoals bijvoorbeeld bismaleimide (BMI), epoxyde of dicyclopentadieen   (DCPD)-gemodificeerd   polyester. Het gebruik van een composiet materiaal van een 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 kunststof met bijvoorbeeld een metaalweefsel is ook mogelijk. 



   Het spreekt voor zich dat de buitenvormen van de hulpmatrijs corresponderen met de binnenvormen van de matrijs. Bovendien is het mogelijk om de binnenvormen van de hulpmatrijs gedetailleerder uit te voeren dan de binnenvormen van de matrijs en dus de buitenvormen van de   hulpmatrijs.   



   De werkwijze volgens de uitvinding kan bij verschillende verwerkingstechnieken worden toegepast, zoals persen of spuitgieten. 



   Bij het verwerken van het thermoplastisch vezelversterkte materiaal middels persen oefent de eerste pers een druk uit die groot genoeg is om de gesmolten thermoplast tussen de vezels te persen. 



  In het algemeen zal dit een druk zijn tussen 5 en 100 bar en bij voorkeur tussen 15 en 50 bar. 



   De perstijd in de eerste pers is in de regel minder dan 10 minuten, en meestal minder dan 5 minuten. 



   De tweede pers oefent over het algemeen een druk uit die groot genoeg is om eventueel nog niet of niet geheel benatte vezels te benatten en om het product in een gewenste vorm te houden. De tweede druk moet daarom tenminste zo groot zijn, dat deze voorkomt dat het materiaal dat in de eerste pers is gecomprimeerd, in de tweede pers minder compact wordt ten gevolge van het terugveren van de op elkaar gedrukte vezels. 



   De perstijd in de tweede pers is in de regel minder dan 4 minuten, perstijden van minder dan 2 minuten voldoen meestal ook. 



   De werkwijze volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt voor de productie van vlakke composiet platen. Deze platen kunnen vervolgens door stansen, driedimensionaal persen en vouwen, door de platen locaal te verwarmen, tot een eindproduct worden verwerkt. 



   Bij voorkeur wordt daarbij gebruik gemaakt van dunne metalen platen als   hulpmatrijs.   Deze metalen platen 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 hebben in de regel een dikte tussen 0, 3 en 3 mm, bij voorkeur tussen 0, 5 en 2 mm. 



   De werkwijze volgens de uitvinding wordt bij voorkeur uitgevoerd met twee of meer persétages die boven elkaar in een perssysteem zijn ingebouwd. 



   Dit heeft als voordeel dat door een druk uit te oefenen alle persen tegelijk geperst kunnen worden. Dit geeft een aanzienlijke besparing van materiaal, ruimte en dus kosten. Voor massaproductie worden bij voorkeur alle persen in een eerste dergelijk perssysteem verwarmd en alle persen in een volgend systeem gekoeld. 



   Het is mogelijk de te persen samenstelling voor te verwarmen, waardoor de perstijd in de eerste pers verkort kan worden. 
 EMI5.1 
 



  De thermoplast kan gekozen worden uit alle mogelijke thermoplastische (copolymeren zoals polyamides D (PA), zoals nylon-6, nylon-6. nylon-8, nylon-6. nylon-12 etc., polyolefinen, zoals polypropeen (PP), polyetheen (PE), polytetrafluorethyleen   (PTFE), polyphenyleenether   (PPE of PPO), etc., amorfe en/of kristallijne polyesters zoals polyalkyleentereftalaten, zoals polyetheen tereftalaat (PETP of PET), polybuteen tereftalaat (PBT), etc., of polyimides (PI) zoals polyetherimide (PEI), polyamideimide (PAI), of   polymethyl (meth) acrylaat   (PMMA), polyethermethacrylaat (PEMA).

   Verder kunnen polyphenyleensulfide (PPS), polyvinylen zoals polyvinylalcohol (PVA), polyvinylacetaat (PVAc), ethyleenvinylacetaat (EVA), polyvinylchloride (PVC), polyvinylideenchloride (PVDC), copolymeren van vinylchloride en vinylideenchloride of polyvinylideenfluoride (PVDF of PVF2), polyethyleenglycol (PETG), styreenhoudende copolymeren zoals polystyreen (PS), polymonochloorstyreen of styreenacrylonitrilcopolymeren (SAN), styreen maleinezuuranhydride (SMA), polyacrylonitril (PAN), polyaryleensulfide keton, polyoxymethyleen (POM), polycarbonaat (PC), polyethers (PEth), polyetherketon (PEK), polyacetalen, polyacrylzuur, polyurethanen (PUR), polyarylzuur   (PAA),   

 <Desc/Clms Page number 6> 

 celluloseesters, polybenzimidazole (PBI), ook blends van genoemde stoffen kunnen worden toegepast. 



   Bij voorkeur wordt PET, PC of   nylon-4, 6 toegepast.   



   De thermoplast kan toegepast worden in iedere willekeurige vorm, zoals een folie, poeder,   korrels,   vezels, weefsels en dergelijke. Afhankelijk van de eisen die aan het eindproduct gesteld worden zal voor   een   of voor een combinatie van de vormen van thermoplast gekozen worden. 



   Het is mogelijk dat aan de thermoplast een vernetter wordt toegevoegd of een hoeveelheid van een thermohardbaar of thermogehard materiaal. De thermoplast kan verder de gebruikelijke toevoegingen bevatten, zoals stabilisatoren, lossingsmiddelen, pigmenten, vulstoffen etc. De lossingsmiddelen kunnen ook in of op de eerste en tweede pers worden aangebracht, bijvoorbeeld in. folie-vorm. 



   Het vezelig versterkingsmateriaal kan bestaan uit ieder mogelijk materiaal en kan uitgevoerd zijn in ieder mogelijke vorm. Voorbeelden van vezelmateriaal zijn glas, koolstof, normaal of in de vorm van   zogenaamde'whiskers'   
 EMI6.1 
 R (HyperionR), aramide, siliciumcarbide, aluminiumoxide, asbest, keramiek, grafiet, metaal of een kunststof, bijvoorbeeld gekozen uit de groep bestaande uit de hierboven genoemde thermoplasten, of combinaties daarvan. 



   Indien een kunststofvezel als versterkingsvezel wordt toegepast, wordt de kunststof bij voorkeur zo gekozen, dat deze bij de smelttemperatuur van de thermoplast niet smelt of degradeert. 



   Bij voorkeur bestaat het vezelmateriaal uit glas, koolstof, aramide of polyetheen. 



   De vorm van het vezelig versterkingsmateriaal kan bijvoorbeeld zijn een mat, vlies, weefsel, vlechtsel of breisel, unidirectionele vezels of ad random gestrooide vezels en de vezels kunnen kort of lang zijn. 



   Het is eveneens mogelijk mengsels van vezelmaterialen of vormen toe te passen. 



   Bij voorkeur worden weefsels met overwegend continue vezels toegepast. 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 



   Volgens een eerste voorkeur wordt het materiaal bestaande uit thermoplast en vezelig versterkingsmateriaal toegepast in de vorm van gestapelde thermoplastische folies afgewisseld met vlakke vezelstructuren zoals weefsels of matten. 



   De folies kunnen vervangen worden door granulaat,   schilfers, "chips" of "flakes" die   in de matrijs en/of op het weefsel gestrooid kunnen worden. Hiervoor is ook   "recycled" materiaal   te gebruiken. 



   Volgens een tweede voorkeur wordt het materiaal bestaande uit thermoplast en vezelig versterkingsmateriaal toegepast in de vorm van een zogenaamd hybride weefsel. Een hybride weefsel is een weefsel waarin versterkingsvezels en thermoplastische vezels door elkaar heen zijn verwerkt, zie ook het Europees octrooischrift EP-A-0417827. 



  Voordeel van een dergelijk weefsel is dat versterkingsvezel en thermoplastvezel al voor het smelten intensief met elkaar vermengd zijn en dat daardoor de benatting van de versterkingsvezel door de gesmolten thermoplast snel en bij relatief lage druk zal verlopen. 



   Volgens een derde voorkeur wordt het vezelversterkt thermoplastisch materiaal toegepast in de vorm van een vezelmat of weefsel, waar de thermoplast in poedervorm op is aangebracht. Een dergelijke mat of weefsel kan bijvoorbeeld verkregen worden door een mat of weefsel onder te dompelen in een dispersie van een thermoplastisch polymeer en vervolgens te drogen. Een dergelijke mat of weefsel kan ook verkregen worden door een vezel te impregneren met een dergelijke dispersie of anderszins, en er dan vervolgens een mat of weefsel van te maken. Het is verder mogelijk een dergelijke mat of weefsel te verkrijgen door het weefsel of de vezels in contact te brengen met droog poeder, bijvoorbeeld in een wervelbed. Dit zijn allemaal gangbare technieken en zij maken dan ook geen deel uit van de uitvinding. 



   Een voordeel van genoemd hybride weefsel en van genoemd bepoederd weefsel of mat is dat de mat en het 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 weefsel makkelijk drapeerbaar zijn en dat het daardoor eenvoudig is om een pers of mal met een dergelijke mat of een dergelijk weefsel te vullen. 



   Natuurlijk kunnen ook combinaties van genoemde materiaaltypen worden toegepast. Ook kunnen diverse typen thermoplasten en diverse typen vezelig versterkingsmateriaal in combinatie toegepast worden. 



   Het volumepercentage vezelig versterkingsmateriaal bedraagt in de regel 20-80%, bij voorkeur 35-60%. 



   De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden, zonder daartoe beperkt te worden. 



  Voorbeeld I
Op een 2 mm dikke chroom-nikkel plaat werd een lossingsfolie, bestaande uit met TeflonR gecoat. glasdoek HK 5310 van de firma Norton Pampus Fluorplast gelegd. 



  Hierbovenop werd een stapel gelegd bestaande uit 4 lagen glasweefsel (InterglasR 92626) afgewisseld met 2 lagen PET-folies van Retech met een dikte van 0, 3 mm. Op de stapel werd wederom een lossingsfolie gelegd en daarop weer een chroom-nikkel plaat. Dit pakket werd 1 uur gedroogd bij 
 EMI8.1 
 150oCo Het pakket werd in een laboratorium pers met een temperatuur van 320'C De pers oefende een druk uit van 24 bar gedurende 60 sec. Hierna werd het pakket overgebracht naar een laboratoriumpers met een temperatuur rond kamertemperatuur. Deze tweede pers oefende een druk uit van 24 bar gedurende 1 minuut. 



   Aan de verkregen vezelversterkte thermoplastische plaat werd de treksterkte gemeten volgens ASTM-D3039-76. De impregnering werd op het oog beoordeeld. De resultaten staan in tabel 1. 



  Voorbeeld II tot en met XXVII
De werkwijze van voorbeeld I werd gevolgd waarbij de temperatuur van de eerste pers, de tijd in de eerste pers, het aantal lagen glas en/of het aantal lagen PET werden gevarieerd. De omstandigheden en de resultaten staan 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 eveneens in tabel 1. Van de geproduceerde platen waarin 6 lagen verwerkt werden, werd de treksterkte bepaald. Van de platen waarin 9 lagen verwerkt werden, werd de buigsterkte bepaald volgens ASTM D790 M-82. Van de platen waarin 18 lagen werden verwerkt werd de ILSS bepaald volgens ASTM D2344-76. 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 
 EMI10.1 
 
<tb> 
<tb> 



  Vb. <SEP> Temp. <SEP> Tijd <SEP> Aantal <SEP> Aantal <SEP> Temp. <SEP> Impregneringskwaliteit <SEP> Mechanisch
<tb> eerste <SEP> eerste <SEP> lagen <SEP> lagen <SEP> max. <SEP> Test
<tb> pers <SEP> pers <SEP> glas <SEP> PET <SEP> produkt <SEP> resultaat
<tb> ( C) <SEP> (s) <SEP> weefsel <SEP> ( C) <SEP> (MPa)
<tb> ------------------------------------------------------------------------------------I <SEP> 320 <SEP> 60 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 310 <SEP> midden <SEP> redelijk, <SEP> randj <SEP> matig <SEP> (1) <SEP> 299
<tb> 11 <SEP> 320 <SEP> 90 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 324 <SEP> midden <SEP> goed, <SEP> rand <SEP> redelijk <SEP> (1) <SEP> 319
<tb> III <SEP> 320 <SEP> 120 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 324 <SEP> gehele <SEP> plaat <SEP> goed <SEP> (1) <SEP> 317
<tb> IV <SEP> 330 <SEP> 60 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 334 <SEP> midden <SEP> goed, <SEP> hoek <SEP> redelijk <SEP> (1)

   <SEP> 315
<tb> V <SEP> 330 <SEP> 90 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 335 <SEP> midden <SEP> goed, <SEP> hoek <SEP> redelijk <SEP> (1) <SEP> 290
<tb> VI <SEP> 330 <SEP> 120 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 334 <SEP> gehele <SEP> plaat <SEP> goed <SEP> (1) <SEP> 293
<tb> VII <SEP> 340 <SEP> 45 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 331 <SEP> midden <SEP> redelijk, <SEP> rand <SEP> matig <SEP> (1) <SEP> 292
<tb> VIII <SEP> 340 <SEP> 60 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 334 <SEP> midden <SEP> goed, <SEP> rand <SEP> redelijk <SEP> (1) <SEP> 292
<tb> IX <SEP> 340 <SEP> 90 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 338 <SEP> gehele <SEP> plaat <SEP> goed <SEP> (1) <SEP> 291
<tb> X <SEP> 320 <SEP> 60 <SEP> 6 <SEP> 3 <SEP> 324 <SEP> gehele <SEP> plaat <SEP> matig <SEP> (2) <SEP> 478
<tb> XI <SEP> 320 <SEP> 90 <SEP> 6 <SEP> 3 <SEP> 324 <SEP> midden <SEP> redelijk, <SEP> hoek <SEP> matig <SEP> (2)

   <SEP> 521
<tb> XII <SEP> 320 <SEP> 120 <SEP> 6 <SEP> 3 <SEP> 325 <SEP> midden <SEP> goed, <SEP> hoek <SEP> redelijk <SEP> (2) <SEP> 511
<tb> XIII <SEP> 330 <SEP> 60 <SEP> 6 <SEP> 3 <SEP> 327 <SEP> midden <SEP> redelijk <SEP> rand <SEP> matig <SEP> (2) <SEP> 505
<tb> XIV <SEP> 330 <SEP> 90 <SEP> 6 <SEP> 3 <SEP> 338 <SEP> midden <SEP> goed, <SEP> rand <SEP> redelijk <SEP> (2) <SEP> 515
<tb> XV <SEP> 330 <SEP> 120 <SEP> 6 <SEP> 3 <SEP> 339 <SEP> midden <SEP> goed, <SEP> rand <SEP> redelijk <SEP> (2) <SEP> 516
<tb> XVI <SEP> 340 <SEP> 45 <SEP> 6 <SEP> 3 <SEP> 332 <SEP> midden <SEP> redelijk, <SEP> rand <SEP> matig <SEP> (2) <SEP> 475
<tb> XVII <SEP> 340 <SEP> 60 <SEP> 6 <SEP> 3 <SEP> 331 <SEP> midden <SEP> goed <SEP> rand <SEP> redelijk <SEP> (2) <SEP> 495
<tb> XVIII <SEP> 340 <SEP> 90 <SEP> 6 <SEP> 3 <SEP> 345 <SEP> midden <SEP> goed, <SEP> hoek <SEP> redelijk <SEP> (2)

   <SEP> 495
<tb> XIX <SEP> 320 <SEP> 90 <SEP> 12 <SEP> 6 <SEP> 315 <SEP> midden <SEP> redelijk, <SEP> hoek <SEP> matig <SEP> (3) <SEP> 44
<tb> XX <SEP> 320 <SEP> 120 <SEP> 12 <SEP> 6 <SEP> 320 <SEP> midden <SEP> goed, <SEP> rand <SEP> redelijk <SEP> (3) <SEP> 45
<tb> XXI <SEP> 330 <SEP> 150 <SEP> 12 <SEP> 6 <SEP> 312 <SEP> midden <SEP> goed, <SEP> rand <SEP> redelijk <SEP> (3) <SEP> 43
<tb> XXII <SEP> 330 <SEP> 60 <SEP> 12 <SEP> 6 <SEP> 325 <SEP> gehele <SEP> plaat <SEP> matig <SEP> (3) <SEP> 44
<tb> XXIII <SEP> 330 <SEP> 90 <SEP> 12 <SEP> 6 <SEP> 333 <SEP> midden <SEP> goed, <SEP> hoek <SEP> redelijk <SEP> (3) <SEP> 43
<tb> XXIV <SEP> 330 <SEP> 120 <SEP> 12 <SEP> 6 <SEP> 338 <SEP> gehele <SEP> plaat <SEP> goed <SEP> (3) <SEP> 45
<tb> XXV <SEP> 340 <SEP> 60 <SEP> 12 <SEP> 6 <SEP> 342 <SEP> midden <SEP> goed, <SEP> rand <SEP> redelijk <SEP> (3)

   <SEP> 44
<tb> XXVI <SEP> 340 <SEP> 90 <SEP> 12 <SEP> 6 <SEP> 343 <SEP> midden <SEP> goed, <SEP> hoek <SEP> redelijk <SEP> (3) <SEP> 46
<tb> XXVII <SEP> 340 <SEP> 120 <SEP> 12 <SEP> 6 <SEP> 342 <SEP> gehele <SEP> plaat <SEP> goed <SEP> (3) <SEP> 45
<tb> (1) <SEP> treksterkte
<tb> (2) <SEP> buigsterkte
<tb> (3) <SEP> ILSS
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 
Uit tabel l valt te concluderen dat de perscondities weinig invloed uitoefenen op de mechanische eigenschappen van de platen. Dit heeft als voordeel dat de omstandigheden voor de werkwijze niet erg kritisch zijn en de werkwijze dus voor massaproductie kan worden toegepast. 



   Uit voorbeelden VII-IX, XVI-XVIII en XXV-XXVII blijkt dat perstemperaturen van   3400C   toegepast kunnen worden. Voor het toegepaste PET is dat een nogal hoge temperatuur, maar de mechanische eigenschappen zijn niet significant verslechterd, waarschijnlijk door de korte cyclustijd. Dergelijke hoge temperaturen hebben als voordeel dat de cyclustijd verkort kan worden. 



   Verder valt uit deze voorbeelden te concluderen dat het mogelijk is producten te maken met goede eigenschappen in een korte cyclustijd.

Claims (14)

  1. CONCLUSIES 1. Werkwijze voor het verwerken van een materiaal'omvattend thermoplastisch polymeer en vezelig versterkings- materiaal tot een gevormd product met behulp van een matrijs, met het kenmerk, dat het materiaal in een eerste matrijs onder druk wordt verwarmd en in een tweede matrijs onder druk wordt afgekoeld.
  2. 2. Werkwijze volgens conclusies 1, met het kenmerk, dat de eerste matrijs op een nagenoeg constante temperatuur wordt gehouden die ligt boven de smelttemperatuur van het thermoplastisch materiaal en dat de tweede matrijs op een nagenoeg constante temperatuur wordt gehouden die ligt beneden de smelttemperatuur van het thermoplastisch materiaal.
  3. 3. Werkwijze volgens een der conclusies 1-2, met het kenmerk, dat de eerste en tweede matrijs een warmtecapaciteit hebben die groot is ten opzichte van de warmtecapaciteit van een te verwerken hoeveelheid materiaal bestaande uit thermoplastisch polymeer en vezelig versterkingsmateriaal.
  4. 4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het thermoplastisch vezelversterkt materiaal in een hulpmatrijs van een goed geleidende stof van geringe dikte, die onder de verwerkings- condities nagenoeg inert is, in de eerste matrijs wordt gebracht en geperst en vervolgens tezamen met de hulpmatrijs wordt overgebracht naar de tweede matrijs.
  5. 5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de hulpmatrijs uit een paar dunne metalen platen bestaat.
  6. 6. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de persen een druk uitoefenen tussen 5 en 100 bar.
  7. 7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de persen een druk uitoefenen tussen 15 en 50 bar.
  8. 8. Werkwijze volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat een perssysteem wordt toegepast waarbij twee of meer persétages zich boven elkaar bevinden. <Desc/Clms Page number 13>
  9. 9. Werkwijze volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de thermoplast gekozen wordt uit de groep bestaande uit polyethyleentereftalaat, polycarbonaat en nylon 4, 6.
  10. 10. Werkwijze volgens een der conclusies 1-9, met het kenmerk, dat het vezelig versterkingsmateriaal bestaat uit een materiaal gekozen uit de groep bestaande uit glas, koolstof, aramide en polyetheen.
  11. 11. Werkwijze volgens een der conclusies 1-9, met het kenmerk, dat het materiaal bestaat uit gestapelde thermoplastische folies afgewisseld met vlakke vezelstructuren.
  12. 12. Werkwijze volgens een der conclusies 1-10, met het kenmerk, dat het materiaal bestaat uit een hybride weefsel.
  13. 13. Werkwijze volgens een der conclusies 1-10, met het kenmerk, dat het materiaal bestaat uit een vezelmat of weefsel, waaraan de thermoplast in poedervorm is gehecht.
  14. 14. Werkwijze zoals hoofdzakelijk beschreven in beschrijvingsinleiding en/of de voorbeelden.
BE9100514A 1991-05-29 1991-05-29 Werkwijze voor het verwerken van een materiaal omvattend thermoplastisch polymeer en vezelig versterkingsmateriaal. BE1004899A4 (nl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9100514A BE1004899A4 (nl) 1991-05-29 1991-05-29 Werkwijze voor het verwerken van een materiaal omvattend thermoplastisch polymeer en vezelig versterkingsmateriaal.
EP92201489A EP0516235A1 (en) 1991-05-29 1992-05-26 Process for processing a material comprising thermoplastic polymer and fibrous reinforcing material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9100514A BE1004899A4 (nl) 1991-05-29 1991-05-29 Werkwijze voor het verwerken van een materiaal omvattend thermoplastisch polymeer en vezelig versterkingsmateriaal.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1004899A4 true BE1004899A4 (nl) 1993-02-16

Family

ID=3885530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE9100514A BE1004899A4 (nl) 1991-05-29 1991-05-29 Werkwijze voor het verwerken van een materiaal omvattend thermoplastisch polymeer en vezelig versterkingsmateriaal.

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE1004899A4 (nl)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4390489A (en) * 1977-12-19 1983-06-28 Allied Corporation Method of shaping thermoplastic compositions on aluminum foil support
JPH01285315A (ja) * 1988-05-13 1989-11-16 Kouseinou Jushi Shinseizou Gijutsu Kenkyu Kumiai 繊維補強樹脂成形体の連続賦形方法及びその装置
EP0396456A1 (fr) * 1989-05-03 1990-11-07 Dassault Aviation Procédé et appareillage pour le formage de matériaux thermoplastiques fournis sous forme de feuilles minces, en particulier de matériaux composites

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4390489A (en) * 1977-12-19 1983-06-28 Allied Corporation Method of shaping thermoplastic compositions on aluminum foil support
JPH01285315A (ja) * 1988-05-13 1989-11-16 Kouseinou Jushi Shinseizou Gijutsu Kenkyu Kumiai 繊維補強樹脂成形体の連続賦形方法及びその装置
EP0396456A1 (fr) * 1989-05-03 1990-11-07 Dassault Aviation Procédé et appareillage pour le formage de matériaux thermoplastiques fournis sous forme de feuilles minces, en particulier de matériaux composites

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 14, no. 58 (M-930)(4001) 2 Februari 1990 & JP,A,1 285 315 ( KOUSEINOU JUSHI SHINSEIZOU GIJUTSU KENKYU KUMIAI ) 16 November 1989 zie samenvatting *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jayaraman Manufacturing sisal–polypropylene composites with minimum fibre degradation
KR102265768B1 (ko) 유동층에서 열가소성 중합체로 사전함침된 섬유 재료의 제조 방법
Bigg et al. Stamping of thermoplastic matrix composites
NL1029471C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een vormdeel uit een kunststof.
JPS63234060A (ja) 繊維強化プラスチック複合材料
JP2013103481A (ja) 複合材料成形品の製造方法
JP6142737B2 (ja) 熱可塑性プリプレグ及び熱可塑性プリプレグの製造方法
Tatsuno et al. Effect of cooling rate on the mechanical strength of carbon fiber-reinforced thermoplastic sheets in press forming
Karger‐Kocsis Swirl mat–and long discontinuous fiber mat–reinforced polypropylene composites—status and future trends
US4332767A (en) Method for producing thermoplastic resin molded articles
BE1004899A4 (nl) Werkwijze voor het verwerken van een materiaal omvattend thermoplastisch polymeer en vezelig versterkingsmateriaal.
JP6643126B2 (ja) プレス成形体の製造方法、及びプレス成形体の製造装置
JP6225556B2 (ja) 繊維強化プラスチック成形体用シート及び繊維強化プラスチック成形体
JPS6050146B2 (ja) スタンピング成形用シ−ト
EP0516235A1 (en) Process for processing a material comprising thermoplastic polymer and fibrous reinforcing material
EP0465625B1 (en) Method of lining plastic objects with a thin layer of heat sensitive material
JP3032584B2 (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂成形品の外観改良方法
Bigg Manufacturing methods for long fiber reinforced polypropylene sheets and laminates
JPH05508591A (ja) 複合品の製造方法および複合品
CN109486018A (zh) 一种再生短切碳纤维-聚丙烯复合材料及其制备方法
BE1005106A3 (nl) Werkwijze voor het maken van een voorgeimpregneerd materiaal door het impregneren van een vezelig versterkingsmateriaal met een dispersie.
JPH0485337A (ja) 複合材料用中間素材
WO2009127864A1 (en) Improvements in or relating to self-reinforced plastics
JP3067058B2 (ja) 樹脂補強用不織布
NL8901844A (nl) Werkwijze ter vervaardiging van met vezels gewapende laminaten van thermoplastische kunststof, alsmede onder toepassing hiervan verkregen vootbrengselen.

Legal Events

Date Code Title Description
RE Patent lapsed

Owner name: DSM N.V.

Effective date: 19930531