CZ9402000A3 - Recyclable moulded thermoplastic structures reinforced by high-molecular fibers and process for preparing thereof - Google Patents
Recyclable moulded thermoplastic structures reinforced by high-molecular fibers and process for preparing thereof Download PDFInfo
- Publication number
- CZ9402000A3 CZ9402000A3 CZ942000A CZ200094A CZ9402000A3 CZ 9402000 A3 CZ9402000 A3 CZ 9402000A3 CZ 942000 A CZ942000 A CZ 942000A CZ 200094 A CZ200094 A CZ 200094A CZ 9402000 A3 CZ9402000 A3 CZ 9402000A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- mold
- thermoplastic resin
- resin
- coating
- substrate
- Prior art date
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
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
- B29C70/08—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
- B29C70/086—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers and with one or more layers of pure plastics material, e.g. foam layers
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/902—High modulus filament or fiber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2904—Staple length fiber
- Y10T428/2905—Plural and with bonded intersections only
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
- Y10T442/659—Including an additional nonwoven fabric
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
- Y10T442/697—Containing at least two chemically different strand or fiber materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Description
Recyklovatelné tvářené termoplastické struktury vyztužené vysokomodulovými vlákny a způsob jejich výroby
Oblast techniky
Vynález se týká kompozitních struktur vyztužených vysokomodulovými vlákny, které mají vylepšený povrchový vzhled.
Známý stav techniky j
Plastické komponenty v kombinaci s kovovými částmi nacházejí uplatnění zejména při výrobě automobilů. Směsi pryskyřic a vyztužujících materiálů se používají jako deskové tvářecí komponenty, (SMC), z nichž se tvářejí růžně tvarované díly. Vysoce plněné termosetové SMC zpravidla nacházejí uplatnění při aplikacích, které vyžadují vysoce kvalitní lakované povrchy.
Již dlouho přetrvávajícím problémem je poskytnutí vyztužených kompozitních struktur, které v případě, že jsou opatřeny nátěrem dosahují jakosti povrchového nátěru spadajícího do třídy A. Je třeba, aby tyto struktury tvořící například jednotlivé panelové části karoserie vozidla, mohly být smontovány spolu s ocelovými díly a aby byly schopny přetrvat montážní podmínky, natírání a vypalování, při kterých může maximální teplota kovu dosahovat až 200°C po dobu asi 30 minut, , přičemž povrchová potahová vrstva uvedené struktury by měla zůstat pevně ulpělá k podkladu k a zachovat si vzhled třídy A. Uvedené díly karoserie z kompozitních struktur musí mít po zpracování vzhled, který je srovnatelný se vzhledem sousední části, která je vyrobena z oceli. Dále musí mít tyto díly přijatelnou rozměrovou stabilitu, ocelovými V případě aby si i při velkých tepelných rozdílech dosahovaných v různých geografických oblastech zachovaly nejvyšší kvalitu spoje mezi nimi a díly nejvyšší kvalitu finální povrchové úpravy, použití SMC dochází k problémům týkajícím se povrchového vzhledu , například puchýřků barvy vznikajících v důsledku emise monomerů s nízkou molekulovou hmotností obsažených v termosetovém podkladu. Kromě toho je vždy žádoucí, aby výroby a při povýrobním použití Pryskyřicová složka komponenty může být například v průběhu recyklace přetavena nebo depolymerována. Termosetové SMC nejsou recyklovatelné v tom smyslu, že nemohou být přetaveny nebo depolymerovány.
byl materiál v průběhu snadno recyklovatelný.
Podstata vynálezu
Výrobky podle vynálezu, které řeší výše popsané problémy jsou vyrobeny z kompozitních struktur, které obsahují podklad vyrobený z množiny vrstev ze samonosného porézního pásu, který zahrnuje náhodnile dispergovaná vysokomodulová výztuhující vlákna držená pohromadě ztuhlou termoplastickou pryskyřicí. Tyto vrstvy jsou ohřívány za účelem poskytnutí polotovaru předběžného tvaru, který se následně umístí do formy, za účelem zaujmutí tvaru, tuhnutí a krystalizace termoplastické pryskyřice. Výsledný vyztužený termoplastický podklad se ve formě potáhne tenkou povrchovou vrstvou kompozice obsahující termosetovou pryskyřici.
Při výrobě kompozitních struktur podle vynálezu jsou vrstvy z porézního pásu nakupeny na sebe, aby vytvořily plst, která se ohřeje v konvekční peci za účelem převedení této plsti do tvarovatelné formy. Počet vrstev se stanoví odvážením nařezaných tvarů z porézního pásu tak, aby jejich celková hmotnost odpovídala náplni této formy, která je odvozena z požadované finální tloušťky dílu. Tento tvarovatelný polotovar se následně umístí do vyhřívané formy. Forma je uzavřena, načež se aplikuje tlak za účelem převedení polotovaru do formy kompaktního dílu a krystalizace pryskyřicové složky. Po ukončení tvářecí operace, se obě poloviny formy oddělí a/nebo se zruší tlak, aby mohl být zaveden potahový materiál obsahující termosetovou pryskyřici. Forma je následně uzavřena a uvedený materiál se pod tlakem rozdělí po celém povrchu tvářeného polotovaru. Ohřívání pod tlakem pokračuje po dobu dostatečnou pro vytvrzení povrchové kompozice. Termsetové kompozice přilnou překvapivě pevně k vytvrzenému tvářenému termoplastickému podkladu a dodávají mu vynikající povrchový vzhled.
Plstě použité pro přípravu předlisků jsou tvořeny 5 až 50 hmotnostními procenty skleněných vláken a 50 až 95 hmotnostními procenty termoplastické pryskyřice. Plstě jsou prodyšné a vyrábí se z pásů propustných pro vzduch s nahodile rozptýlenými vysokomodulovými vlákny, která jsou držena pohromadě v oblastech průsečíků vláken pomocí ztuhlých globulí termoplastické pryskyřice obalující vlákna v oblastech jejich průsečíků. Některá nahodile rozptýlená vlákna mají v oblastech podél své délky, které nejsou totožné s oblastmi jejich průsečíků kapičky tuhnoucí termoplastické pryskyřice, které ulpívají na uvedených vláknech. Příprava takových pásů je popsána v patentové přihlášce US 07/606 651 (Geary a Weeks), podané 31. října 1990 a evropské patentové přihlášce 0 341 977 podané 15. listopadu 1989.
Výrobky podle vynálezu jsou kompozitní struktury, které nejsou tkané, mají hladké povrchy a vykazují vynikající fyzikální vlastnosti. Povrchová potahová vrstva obsahující termosetové pryskyřice pevně přilne k povrchu vyztuženého tvářeného termoplastického podkladu. Pokud jsou uvedené struktury použity pro výrobu jednotlivých panelových částí karoserie automobilu a opatřeny nátěrem, lze kvalitu natřeného povrchu oklasifikovat třídou A. Kvalitu povrchové vrstvy lze měřit za použití běžně dostupného přístroje měřícího jasnost obrazu DOI (distinctness of image). Intenzita odrazeného světla zachycená fotodetektorem je měřena jako funkce úhlu rozptylu. Pokud je rozptyl krátký a široký, znamená to, že uvedený povrch má nízkou DOI. Pokud je rozptyl omezen, má povrch vysokou DOI. DOI-metry detekují odražené světlo v oblasti mírně přesahující spektrální úhel. V případě, že je zjištěno málo světla, je jasnost vysoká. DOI se měří na stupnici od 0 do 100, což je nejvyšší hodnota hladkosti.
U struktur podle vynálezu mohou být použity o sobě známé nátěrové postupy. Struktury podle vynálezu mohou být natřeny společně s přilehlými ocelovými díly. Povrchy mohou být natřeny například základním nátěrem a následně vrchní potahovou vrstvou nebo lze případně aplikovat systém základní nátěr/bezbarvý finální nátěr. Pokud se po nanesení nátěru struktura umístí do sušící pece, neobjeví se puchýřky barvy, které vznikají v důsledku emise monomerů s nízkou molekulární hmotností při použití SMC.
Stručný popis obrázků
Obr. 1 znázorňuje řez kompozitní strukturou vyráběnou způsobem podle vynálezu.
Na obrázku 1 je znázorněn vyztužený termoplastický podklad 10, který byl potažen potahovou vrstvou 12 obsahu5 jící termosetovou pryskyřici. Výsledný kompozitní díl je potažen více vrstvami nátěru 14.
Při provádění způsobu podle vynálezu je z dokonale homogení směsi vyztužujících vláken a vláknitých složek termoplastické pryskyřice vytvořena porézní plst. Vyztužujícím vláknem může být jakékoliv vysokomodulové vlákno, například polyamidové, skleněné, uhlíkové, polyesterové nebo vlákno z vysokoteplotního nylonu. Výhodně mají moduly vyztužujících vláken hodnotu alespoň 100 000 MPa. Vyztužující vlákna mohou mít jednotnou délku, nebo lze použít směs vláken s různými délkami. Výhodně se délka vláken pohybuje v rozmezí od jednoho do osmi centimetrů.
Vlákny termoplastické pryskyřice mohou být vlákna jakékoliv pryskyřice nebo směs vláken obsahujících několik různých pryskyřic. Mezi vhodné termoplasty patří například polyethylen, polypropylen, polyestery, kopolyestery, polyamidy, včetně Nylonu 6, Nylonu 6/6, Nylonu 11, Nylonu 12 a J2, polyetheretherketon (PEEK), polyetherketonketon (PEKK), polymethylfenylen, polyaryláty a polyvinylidenfluorid. Hmotnost a délka termoplastického vlákna je výhodně , -4 zvolena tak, aby byl objem jednoho vlakna 1,5 x 10 az 10 x 10 3 mm3, a aby ohřátím tohoto objemu vznikly globule o objemu přibližně 0,5 x 10 až 1 x 10 nun\ Při daném objemovém rozmezí, je průměr termoplastického vlákna zpravidla zvolen podle ekonomické úvahy. Nejekonomičtější polyesterový stapl má například hmotnost 0,075 g na vlákno. Zpravidla jsou výhodné délky 1-50 mm a hmotnost na vlákno větší než 0,025 g.
Důkladně promísený pás má v případě, že je tvořen vysokomodulovými a termoplastickými vlákny, plošnou hmotnost 0,244 až 0,98 kg/m . Uvedený pas je veden konvekcně vytápěnou pecí za účelem vysušení a roztavení termoplas6 tického vlákna tvořícího globule, které vzájemné spojí vyztužující vysocemolekulová vlákna, čímž vytvoří plstěnou strukturu. Tento tavný stupeň vede ke vzniku pásu, jehož značná pevnost je dostatečná pro běžnou manipulaci s pásem a zároveň kritická pro pás, jenž má mít vysokou hodnotou poréznosti, která se požaduje při následném konvekčním zahřívání, které předchází tváření tohoto pásu.
Potahovými kompozicemi obsahujícími termosetovou pryskyřici jsou nenasycené pryskyřice, které se síťováním stanou nerozpustnými a netavitelnými. Takové pryskyřice jsou o sobě známé. Lze použít například typ pryskyřice popsaný Sorensonem a Campbell.em v kapitole 7 publikace Synthetic resins publikované INTERSCIENCE PUBLISHERS INC., New York, 1961. Mezi tyto pryskyřice například patří polyester/akryl/vinylové monomerní pryskyřice. Často používané jsou kompozice polyesterových, akrylových a vinylových monomerů. Lze použít i různé alkydy a nenasycené polyesterové pryskyřice popsané v MODERN PLASTICS ENCYCLOPEDIA, vydání 1989, publikováno Mc Graw Hillem, New York.
Termosetové potahové kompozice mohou být plněny nebo smíseny za účelem poskytnutí hustot a proudových charakterisktik požadovaných při tváření těchto kompozic a za účelem poskytnou požadované fyzikální vlastnosti finální potahové vrstvě obsahující tyto termosetové kompozice. Příkladem plniv a ostatních přísad jsou plniva, jako například klouzek, mastek, oxid hořečnatý, hydroxid hořečnatý, uhličitan vápenatý a křemičitan vápenatý, barviva například červený oxid železa, oxid titanu, saze, organické barevné pigmenty, například ftalocyaninová modř nebo zeleň, antidegradanty, UV absorbery, křemičitan vápenatý, duté skleněné nebo pryskyřicové mikrokuličky, zhušťovadla a inhibitory. Při použití termosetových kompozic s vysokým obsahem plniva, je třeba projevit zvýšenou opatrnost, vzhledem k jejich vysoké hustotě, která má za následek problémy při manipulování s těmito kompozicemi a problémy spojené s jejich tokovými vlastnostmi.
Výhodná kompozice podle vynálezu obsahující termosetovou pryskyřici je tvořena směsí modifikovaných akrylových pryskyřic obsahujících styren, kterou dodává společnost GenCorp lne. pod obchodní označením Genglaze.
Výhodným vyztužujícím vláknem použitým podle vynálezu je skelné vlákno, které je tvořeno pásem skleněné příze mající průměr 5 až 50 mikrometrů a střižnou délkou 1 až 8 cm. Při průmyslové výrobě se toto skelné vlákno naseká na stanovenou délku a vlhké se v kontejnéru odolnému proti vlhkosti transportuje ke spotřebiteli. Výhodným skelným materiálem je materiál dodávaný společností Owens Corning Fiberglass (OCF) pod označením 133A.
Výhodným tvářecím způsobem podle vynálezu je lisování. Množina plstěných vrstev, které jsou navrstveny na sobě, se umístí do konvekční pece s nuceným oběhem vzduchu a ohřívá se nad teplotu tání termoplastické pryskyřicové složky po dobu kratší než jednu minutu. Ohřátý předlisek se následně umístí do lisovací formy, v níž se nastaví teplota, při které termoplastická pryskyřicová složka krystalizuje.
Na formu se aplikuje dostatečný tlak za účelem vyplnění uvedené formy předliskem. Po odvzdušnění lisovací formy uvolněním tlaku, které trvá výhodně 30 až 60 sekund se forma otevře. Bezprostředně po otevření formy se do této formy zavede složka obsahující termosetovou pryskyřici v množství, které je dostatečné pro vytvoření vrstvy, tvořící horní povrch předlisku, s tloušťkou 0,076 až 0,254 mm. Potahová struktura se podrží ve formě pod tlakem po dobu dostatečnou pro vytvrzení složky obsahující termosetovou pryskyřici. Potahová struktura se ochladí tak, aby umožňovala manipulaci s takto vyrobenou strukturou a její následné vyjmutí z formy.
Při lisování musí být forma otevřena do té míry, aby mohla být na povrch podkladu, který je umístěn uvnitř formy a má být potažen, aplikována dávka potahové kompozice. Při použití jiného typu tváření, například vstřikování, se forma otevře dostatečně, aby do ní mohla být zavedena dávka potahové kompozice, tj. je otevřena do té míry, aby umožnila vstikování množství materiálu, které je potřební pro vytvoření požadované tlošťky potahové vrstvy.
Při výhodném provedení způsobu podle vynálezu se výše popsaný porézní pás tvořený skleněnými vlákny a polyethylentereftalátovými (PET) vlákny předřeže do předem stanovených tvarů. Několik vrstev předřezaného materiálu (15 až 25 vrstev) je naskupeno na sebe za účelem vytvoření lisovací dávky. Lisovací dávka se následně umístí do zvlášť navržené konvekční pece, v níž se uvedená termostatická pryskyřice přetaví. Je žádoucí, aby předehřívání probíhalo při teplotě vzduchu 285-320°C po dobu 30 až 90 sekund. Průtok ohřátého vzduchu uvedenou lisovací dávkou se pohybuje v rozmezí od 45,72 do 121,92 metrů za minutu, přičemž při střední tlouštce dávky se při průchodu tloušťkou uvedené dávky vytvoří tlakový spád menší než 17,8 cm vody. Po přetavení pryskyřice se dávka opět vyjme z pece a umístí do lisovací formy. Teplota povrchu formy je v případě použití polyethylentereftalátové pryskyřice zpravidla 150 až 175°C. Velikost dávky představuje obvykle 40 až 100 % objemu dílu, která má být vylisován. Po uzavření formy by měl se měl vytvořit tlaku 13,8 MPa nebo vyššího, který se zpravidla udržuje v průběhu celého lisovacího stupně. Odvzdušnění formy přerušením tlaku trvá zpravidla 30 až 60 sekund, v závislosti na tloušce uvedeného dílu.
Po ukončení lisovacího stupně se provede zlepšení povrchu vylisovaného dílu tak, že se tento díl, uložený ve formě potáhne materiálem obsahujícím termosetovou pryskyřici. Jak již bylo uvedeno, potahování povrchu lze provádět ručně nebo automatizovaným nástřikem.
V případě ručníhopotahování povrchu jsou po ukončení tvářecího stupně jednotlivé poloviny formy zcela odděleny. Je důležité, aby byl uvedený povrch tvářeného dílu v tomto stádiu prostý úlomků, tj. tvářecích přetoků a pod. Potahový materiál je napřed smísen s katalyzátorem a následně aplikován na část povrchu, která má být potažena. Zpravidla se používá 0,0093 až 0,0341 gramů potahového materiálu na čtverečný centimetr části povrchu, která má být potažena. Při použití tohoto množství potahového materiálu se vytvoří potahová vrstva s tloušťkou 0,076 až 0,254 mm. Potom se uvedená forma uzavře a vytvoří se tlak, jehož nejvyšší hodnota je 6,9 MPa, přičemž optimální je tlak v rozmezí od 3,5 MPa do 5,5 MPa. Tento tlak má za následek rozmístění potahového materiálu po povrchu tvářeného dílu. Odvzdušnění formy uvolněním tlaku trvá zpravidla 15 až 60 sekund, v závislosti na použitém potahovém systému. Potom se forma otevře a uvedený díl se z této formy vyjme.
Kompozitní díl může být smontován s ocelovými díly a opatřen nátěrem za použití' o sobě známých způsobů. Poměrně velké množství nátěrových kompozic, které lze použít, je popsáno v patentech US 4 816 500, 4 954 559 a 5 051 209.
Při použití automatizovaného způsobu je po ukončení tvářecího stupně uvolněn tlak a poloviny formy jsou mírně otevřeny. Předběžně katalyzovaná potahová kompozice se následně vstříkne vstřikovacím ústím na povrch formy. Opět se aplikuje již popsané pravidlo týkající se množství potahového materiálu. Bezprostředně po vstřikování, je uvedená forma uzavřena a stejně jako v předchozím případě se vytvoří tlak maximálně 6,9 MPa a forma se opět odvzdušnuje 15 až 60 sekund, v závislosti na použitém typu potahové kompozice. Forma se potom otevře a uvedený díl se z této formy vyjme.
Způsob podle vynálezu lze použít pro tváření automobilových součástek, například masky chladiče, reflektorů, nárazníků, dveřních panelů, kapoty motoru a střechy stejně jako pro výrobu různých jiných plastických výrobků, například táců na jídlo nebo elektrických komponent, a při dalších aplikacích, které vyžadují hladký povrch potřebný pro následné nanášení nátěru.
Výrobky podle vynálezu, které jsou potahovaný v tvářecí formě, jsou recyklovatelné. Vlastnosti recyklací získaných termoplastických výrobků nejsou nepříznivě ovlivněny přítomností potahové vrstvy obsahující termosetové pryskyřice.
Vynález bude dále objasněn pomocí následujících příkladů.
Příklady provedení podle vynálezu
Příklad 1
Z polyethylentereftalového vlákna (PET) majícího ve spředené formě 0,075 g se připraví samonosná porézní plst. Vlákno se rozseká na staply, jejichž délka je 0,635 cm a dokonale promísí s 2,54 cm dlouhým skleněným vláknem majícím průměr asi 0,013 mm. Z výše zmíněných přísad a vody se vytvoří suspenze, která se vede z nátokové skříně papírenského stroje na pohybující se pás a následně do sušičky. Do suspenze bylo přidáno 1 hmotnostní procento směsi tvořené 40,7 hmotnostními procenty skleněných vláken (Owens Corning Fiberglass K), 57,2 hmotnostními procenty PET vláken, 9,1 hmotnostním procentem antioxidantu Irganox 1010 vyráběného firmou Ciba Geigy určeného pro nízkotající kopolyesterová pojivová vlákna. Rychlost pásu dopravujícího uvedenou suspenzi je 6,71 metrů za minutu a teplota ohřívače použitá pro částečné roztavení PET vláken je 195°C. Plst má plošnou hmotnost asi 8,35 kg/cm , pricemz je dosazeno tuhosti z 0,54 hmotnostních procent.
Uvedená plst se umístí do konvekční pece a ohřívá při teplotě 285°C po dobu 30 sekund, při rychlosti cirkulace horkého vzduchu uvedenou plstí rovnou asi 106,68 m/min za účelem roztavení polyethylentereftalátové složky. Plst je následně umístěna jednu minutu při teplotě 150 až 180 °C v lisovací formě za účelem krystalizace uvedené struktury. Tvářecí tlak byl udržován mezi 10,34 a 17,24 MPa. Potom se lisovací forma otevře za účelem obnažení vnějšího povrchu tvářené struktury.
Bezprostředně po otevření lisovací formy se na obnažený povrch tvářené struktury aplikuje termosetový styren obsahující modifikovaná akrylový pryskyřicový potahový materiál na trh dodávaný pod obchodním označením GENGLAZE EC 600 (GenCorp lne.) v množství 217,95 g/m . Forma se opět uzavře za parciálního vakua a na formu se působí tlakem asi 1,4 až 6,9 MPa za účelem distribuce potahového materiálu po povrchu tvářené struktury. Po 60 sekundách se forma otevře a potažená struktura se vyjme. Uvedená potahová vrstva je tvořena rovnoměrně rozmístěnou strukturou s velmi hladkým povrchem a tloušťkou 0,152 mm.
Příklad 2
V tomto příkladu se opakuje postup popsaný v přík12 ladu 1, kromě změny ve složení uvedené plsti, která nyní obsahuje 25 hmotnostních procent skleněných vláken, žádné pojivo, 75 hmotnostních procent tereftalátového vlákna a 0,25 hmotnostních procent antioxidantu Irganox 1330 (Ciba Geigy), dále změny rychlosti dopravního pásu, která se zvýšila na 7,62 m/min a změny teploty, která se rovněž zvýšila na 280°C. Uvedená vrstva má plošnou hmotnost 0,444 kg/m3.
K převedení stočené plstě do formy vhodné pro lisování za tepla je použit razidiový lis (vysekávačka). Přediisek obsahující dvacet vrstev naskupených tak, že tvoří plst , , „ 2 mající plošnou hmotnost 0,488- 0,732 g/cm .
Před lisováním za tepla je plst umístěna v konvekční peci, kde touto plstí cirkuluje horký vzduch rychlostí asi 106,68 m/min po dobu 30 sekund při teplotě 285°C za účelem převedení porézní plsti do tvarovatelné formy. Podajná tekutina se umístí do formy, kde se ponechá jednu minutu při teplotě formy 150 až 180°C za účelem vytvoření krystalické struktury. Tlak uvedené formy je udržován na hodnotě 13,8 MPa. Bezprostředně po otevření formy se na obnažený povrch tvářené struktury aplikuje 217,95 g/m pryskyřičného potahového materiálu obsahujícího GENGLAZE EC 600. Forma se opět uzavře za parciálního - vákuum a na formu se působí tlakem asi 1,4 až 6,9 MPa za účelem distribuce potahového materiálu po povrchu tvářené struktury. Po 60 sekundách se forma otevře a potažená struktura se z ní vyjme. Tímto způsobem byl získán potah o tloušťce 0,152 mm s velmi hladkým povrchem.
Výrobky vyrobené způsobem podle vynálezu se testovaly za použití Bendixova povrchového profilometru, modelu č.21, dotykové hlavy Bendix T-231 a snímač o průměru 0,01016 ke stanovení povrchové nerovnosti. Bylo zjištěno, že výrobky podle vynálezu mají maximální odchylku povrchové nerovnosti menší než 0,00127 mm v rozpětí 6,35 mm.
Adheze potahu obsahujícího termosetovou pryskyřici k podkladu byla testována za použití zkušebního přístroje na měření tahových vlastností Instron. K obou stranám testovaného vzorku se přilepily za použití adheziva Dexter
Hysol, EA 934NA, dvousložkového lepidla, kovový váleček 2 mající průměr 4,05 cm, povrchovou plochou 12,9 cm . Po vytvrzení adheziva byly od sebe uvedené díly odtrhávány za použití testovacího přístroje Instron. Testované vzorky byly připraveny způsobem popsaným v předcházejících příkladech. Výsledky testů jsou uvedeny v následující tabulce:
Materiál_Pevnost_/Druh přetržení
- | (psi) | (MPa) | ||
Vzorek | 1 | 2452 | 16,9 | potahová vrstva se oddělila od podkladu |
Vzorek | 2 | 2379 | 16,4 | potahová vrstva se oddělila od podkladu |
Vzorek | 3 | 2810 | 19,4 | delaminace podkladu |
Vzorek | 4 | 2480 | 17,1 | delaminace podkladu |
Pro účely vynálezu výraz adhezní hodnota znamená pevnost v tahu spoje mezi povrchem potahové vrstvy a povrchem podkladu měřená za použití přístroje měřícího tahové vlastnosti Instron, model č. 1127, při 25 000 kg oboustranném zatížení, nebo ekvivalentu a vyjádřená v psi a MPa. Výrobky podle vynálezu mají adhezní hodnoty vyšší než 6,9 MPa. To je adhezní hodnota, které musí být dosaženo, aby byl uvedený výrobek přijatelný pro průmyslové účely.
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁROKY ' - ’ J »1. Způsob přípravy recyklovatelné vyztužené kompozitní struktury mající zlepšený povrchový vzhled, vyznačený t í m , že zahrnujea) ohřívání plstě tvořené množinou vrstev ze samonosného porézního pásu tvořeného nahodile dispergovanými vysocemodulovými vyztužujícími vlákny drženými navzájem ztuhlou termoplastickou pryskyřicí za účelem převedení plstě do tvarovatelné formy,b) umístění tvarovatelné formy plstě do vyhřáté formy a roztení uvedené lisovatelné formy pod tlakem k dosažení podstatné krystalizace termoplastické složky,c) zavedení potahového materiálu obsahujícího termosetovou pryskyřici do části formy přilehlé alespoň k jednomu povrchu zkrystalizované struktury a zahřátí uvedené formy pod tlakem k získání v podstatě rovnoměrné potahové vrstvy na uvedeném alespoň jednom povrchu,d) odvzdušnění potahové struktury ve formě po dobu dostatečnou pro vytvrzení uvedeného potahového materiálu, ae) vyjmutí vytvarovaného dílu majícího zlepšený povrchový vzhled.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že uvedenou termoplastickou pryskyřicí je polyester.
- 3. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že uvedenými vysocemodulovými vyztužujícími vlákny jsou skleněná vlákna tvořící 5 až 50 procent hmotnosti tvarovatelné formy plstě.
- 4.Způsob podle nároku 3,vyznačený tím, že uvedená skleněná vlákna mají délku od 1 do 10 cm a průměr od 5 do 50 mikrometrů a uvedenou termoplastickou pryskyřicí je polyethylentereftalát.
- 5. Kompozitní struktura vyznačená tím, že obsahuje podklad tvořený vysocemodulovými vyztužujícími vlákny nahodile dispergovanými v termoplastické pryskyřici a tenkou potahovou vrstvu obsahující pryskyřici tvrdítelnou teplem lpící na povrchu uvedeného podkladu, přičemž uvedená termoplastická pryskyřice je v podstatě ve zkrystalizovaném stavu a uvedená potahová vrstva má velmi hladký povrch a pevně lne k povrchu uvedeného podkladu.
- 6. Kompozitní struktura vyznačená tím, že obsahuje podklad tvořený vysocemodulovými vyztužujícími vlákny nahodile dispergovanými v termoplastické pryskyřici a tenkou potahovou vrstvu obsahující pryskyřici tvrditelnou teplem lpící na povrchu uvedeného substrátu, přičemž uvedená termoplastická pryskyřice je v podstatě ve zkrystalizovaném stavu, uvedená potahová vrstva má maximální odchylku povrchvé nerovnosti menší než 0,00127 mm na poli 6,35 mm v rozsahupotaženého povrchu a adheze potahové vrstvy a podkladu je větší než 6,9 MPa.
- 7. Struktura podle nároku 6,vyznačená tím, že uvedená potahová vrstva má tloušťku 0,076 až 0,26 mm.
- 8. Struktura podle nároku 7,vyznačená tím, že uvedeným vyztužujícím vláknem je skleněné vlákno a uvedenou termoplastickou pryskyřicí je polyesterová prys16 kyřice.
- 9. Struktura podle nároku 8,vyznačená tím, že uvedenou termosetovou pryskyřicí je vinylpolymerová kompozice na bázi akrylu.
- 10. Struktura podle nároku 8,vyznačená tím, že má na povrchu uvedené tenké potahové vrstvy obsahující termosetovou pryskyřici nanesených několik vrstev nátěru.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US1992/001391 WO1993016856A1 (en) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | Recyclable molded high modulus fiber reinforced thermoplastic structures and process for preparing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ9402000A3 true CZ9402000A3 (en) | 1994-12-15 |
Family
ID=39015693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ942000A CZ9402000A3 (en) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | Recyclable moulded thermoplastic structures reinforced by high-molecular fibers and process for preparing thereof |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5632949A (cs) |
EP (1) | EP0626901B1 (cs) |
JP (1) | JPH07503912A (cs) |
AU (1) | AU2014092A (cs) |
BR (1) | BR9207085A (cs) |
CA (1) | CA2130120A1 (cs) |
CZ (1) | CZ9402000A3 (cs) |
DE (1) | DE69223806T2 (cs) |
ES (1) | ES2111069T3 (cs) |
WO (1) | WO1993016856A1 (cs) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08174688A (ja) * | 1994-12-21 | 1996-07-09 | Ikeda Bussan Co Ltd | 車両用樹脂成形体 |
EP0933195A1 (de) * | 1997-12-17 | 1999-08-04 | Freistaat Bayern, vertreten durch Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | Faserverstärktes Kunststoffbauteil |
KR20030007539A (ko) * | 2000-04-20 | 2003-01-23 | 데코마 익스테리어 트림 인크. | 패널 성형 방법 |
US6617033B1 (en) | 2000-07-12 | 2003-09-09 | Omnova Solutions Inc. | Method for in-mold coating a polyolefin article |
US20040071980A1 (en) * | 2000-07-12 | 2004-04-15 | Mcbain Douglas S. | Method for in-mold coating a polyolefin article |
US6793861B2 (en) | 2000-07-12 | 2004-09-21 | Omnova Solutions Inc. | Optimization of in-mold coating injection molded thermoplastic substrates |
US6890469B2 (en) | 2001-10-22 | 2005-05-10 | Omnova Solutions Inc. | Selectively controlling in-mold coating flow |
US7105231B2 (en) * | 2001-10-22 | 2006-09-12 | Omnova Solutions Inc. | In-mold coating barrier for a substrate injection orifice |
US6887550B2 (en) * | 2001-10-22 | 2005-05-03 | Omnova Solutions Inc. | Removable defined flange for in-mold coating containment |
US7045213B2 (en) * | 2001-10-22 | 2006-05-16 | Omnova Solutions Inc. | In-mold coating injection inlet flow control |
US6676877B2 (en) * | 2002-04-03 | 2004-01-13 | Omnova Solutions Inc. | Mold runner for prevention of in-mold coating flow |
US20040121034A1 (en) * | 2002-12-10 | 2004-06-24 | Mcbain Douglas S. | Integral injection molding and in-mold coating apparatus |
US20050266757A1 (en) * | 2003-10-17 | 2005-12-01 | Roekens Bertrand J | Static free wet use chopped strands (WUCS) for use in a dry laid process |
US20050156351A1 (en) * | 2004-01-20 | 2005-07-21 | Omnova Solutions, Inc. | Apparatus and method for in-mold coating an article by injecting an in-mold coating through the article |
US7279059B2 (en) * | 2004-12-28 | 2007-10-09 | Owens Corning Intellectual Capital, Llc | Polymer/WUCS mat for use in automotive applications |
US7252729B2 (en) * | 2004-12-29 | 2007-08-07 | Owens-Corning Fiberglas Technology Inc. | Polymer/WUCS mat for use in sheet molding compounds |
US8652288B2 (en) * | 2006-08-29 | 2014-02-18 | Ocv Intellectual Capital, Llc | Reinforced acoustical material having high strength, high modulus properties |
US20100143692A1 (en) * | 2008-12-10 | 2010-06-10 | Ryan James P | Carbon and Glass Fiber Reinforced Composition |
US20140221553A1 (en) * | 2013-02-07 | 2014-08-07 | Holland Composites Innovation B.V. | Composite materials and shaped articles |
WO2015023000A1 (ja) | 2013-08-13 | 2015-02-19 | 帝人株式会社 | 加飾成形品の製造方法および加飾成形品 |
JP6215889B2 (ja) * | 2015-10-14 | 2017-10-18 | 株式会社タカギセイコー | 複合材の成形システム |
JP6884650B2 (ja) * | 2017-06-22 | 2021-06-09 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造物の製造方法 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4081578A (en) * | 1974-06-27 | 1978-03-28 | The General Tire & Rubber Company | In-mold coating composition and method of applying same |
CA1133167A (en) * | 1978-06-08 | 1982-10-05 | Joseph Feltzin | In-mold coating compositions containing functional group terminated liquid polymers |
US4189517A (en) * | 1978-11-08 | 1980-02-19 | The General Tire & Rubber Company | Low-shrink in-mold coating |
US4239796A (en) * | 1979-06-21 | 1980-12-16 | The General Tire & Rubber Company | In-mold coating of structural foams and resultant product |
US4457797A (en) * | 1982-03-08 | 1984-07-03 | E. I. Dupont De Nemours And Company | Process for thermoforming reinforced polymer sheets |
GB2119282B (en) * | 1982-04-26 | 1985-08-29 | Great Lakes Carbon Corp | Coated fiber-reinforced body and method of making |
US4716072A (en) * | 1986-12-29 | 1987-12-29 | General Electric Company | Multilayer composite structure for smooth surfaces |
US4737403A (en) * | 1987-04-03 | 1988-04-12 | Ppg Industries, Inc. | Method of coating fiber-reinforced plastic substrates |
US4948661A (en) * | 1987-07-10 | 1990-08-14 | C. H. Masland & Sons | Glossy finish fiber reinforced molded product and processes of construction |
US4781876A (en) * | 1987-07-16 | 1988-11-01 | General Motors Corporation | Method of producing glass fiber mat reinforced plastic panels |
JPH01198314A (ja) * | 1988-02-03 | 1989-08-09 | Honda Motor Co Ltd | 複合成形体の製造方法及びその製造装置 |
JPH01318045A (ja) * | 1988-05-10 | 1989-12-22 | E I Du Pont De Nemours & Co | ガラス繊維と熱可塑性繊維との湿式成形混合物よりの複合材料 |
US5021297A (en) * | 1988-12-02 | 1991-06-04 | Ppg Industries, Inc. | Process for coating plastic substrates with powder coating compositions |
US5009821A (en) * | 1989-02-23 | 1991-04-23 | Libbey-Owens-Ford Co. | Molding method for eliminating fiber readout |
US4983247A (en) * | 1989-08-07 | 1991-01-08 | General Electric Company | Method for producing resin rich surface layer on composite thermoplastic material |
US5134016A (en) * | 1990-10-31 | 1992-07-28 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Fiber reinforced porous sheets |
-
1992
- 1992-02-21 CA CA 2130120 patent/CA2130120A1/en not_active Abandoned
- 1992-02-21 ES ES92912089T patent/ES2111069T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-02-21 EP EP19920912089 patent/EP0626901B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-02-21 CZ CZ942000A patent/CZ9402000A3/cs unknown
- 1992-02-21 BR BR9207085A patent/BR9207085A/pt not_active IP Right Cessation
- 1992-02-21 WO PCT/US1992/001391 patent/WO1993016856A1/en not_active Application Discontinuation
- 1992-02-21 JP JP5514782A patent/JPH07503912A/ja active Pending
- 1992-02-21 AU AU20140/92A patent/AU2014092A/en not_active Abandoned
- 1992-02-21 DE DE69223806T patent/DE69223806T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-01-24 US US08/590,959 patent/US5632949A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2130120A1 (en) | 1993-09-02 |
DE69223806D1 (de) | 1998-02-05 |
JPH07503912A (ja) | 1995-04-27 |
US5632949A (en) | 1997-05-27 |
AU2014092A (en) | 1993-09-13 |
WO1993016856A1 (en) | 1993-09-02 |
EP0626901A1 (en) | 1994-12-07 |
BR9207085A (pt) | 1995-12-12 |
DE69223806T2 (de) | 1998-07-23 |
ES2111069T3 (es) | 1998-03-01 |
EP0626901B1 (en) | 1997-12-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ9402000A3 (en) | Recyclable moulded thermoplastic structures reinforced by high-molecular fibers and process for preparing thereof | |
EP0152994B1 (en) | Fibre reinforced composite plastics material | |
US4098943A (en) | Fiber reinforced multi-ply stampable thermoplastic sheet | |
US7674495B2 (en) | Method and device for making a composite plate | |
EP1209199A1 (en) | Granite-look reinforced laminar product of a thermosetting aminoplast | |
US8147741B2 (en) | Method and manufacturing a glass fiber reinforced article, and a glass fiber reinforced article | |
JP7023963B2 (ja) | 強化された高分子物品の生産における組み合わされた一次繊維及び炭素繊維構成要素 | |
WO2007038930A1 (en) | A method for producing a fibre-reinforced product | |
WO2002042373A1 (en) | Granite-look reinforced laminar product of a thermosetting aminoplast | |
RU2154657C2 (ru) | Полипропиленовая формовочная смесь для изготовления фасонных деталей с декоративной поверхностью | |
US20040188883A1 (en) | Near net shape prepreg | |
US20230405877A1 (en) | System for producing a lightweight thermoplastic composite sheet | |
US5888913A (en) | Glass matt reinforced thermoplastics suitable for the production of paintable parts and parts produced therefrom | |
JPS6054183B2 (ja) | 繊維強化多層打抜熱可塑性樹脂 | |
AU715162B2 (en) | Recyclable molded high modulus fiber reinforced thermoplastic structures and process for preparing the same | |
CA2199106A1 (en) | Glass matt reinforced thermoplastics suitable for the production of paintable parts and parts produced therefrom | |
US20010051247A1 (en) | Plastic article having flame retardant properties | |
CN118265605A (zh) | 热塑性聚合物夹芯板 | |
US20050140066A1 (en) | Particulate core preforming process | |
US20040058182A1 (en) | Glass preform with living hinge | |
EP1262522A1 (en) | Granite-look reinforced laminar product of a thermosetting aminoplast | |
DE4310465A1 (de) | Schäumbare Massen auf Basis von vollaromatischen Polyamiden, aus diesen Massen hergestellte geschäumte Formteile und Schichtwerkstoffe sowie Verfahren zur Herstellung von geschäumten Formteilen | |
MX2008004426A (en) | A method for producing a fibre-reinforced product | |
JPH01127321A (ja) | 強化熱可塑性樹脂シートおよびその製造法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |