DE10009559A1 - Molding fiber reinforced expanded thermoplastics involves application of suction through openings on interior mold surfaces - Google Patents
Molding fiber reinforced expanded thermoplastics involves application of suction through openings on interior mold surfacesInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines expan sionsgeformten Gegenstandes aus faserverstärktem thermoplastischen Harz.The present invention relates to a method for producing an expan Sion molded article made of fiber reinforced thermoplastic resin.
Expansionsgeformte Gegenstände aus faserverstärktem thermoplastischen Harz sind allgemein bekannt. Allgemein bekannte Verfahren zur Herstellung davon schließen ein Expansionsformverfahren unter Verwendung eines mit langen Fasern verstärkten thermoplastischen Harzgranulats, wie in den japanischen Offenlegungsschriften JP-A- H9-220730 und H10-138276 gezeigt, und ein Spritzformverfahren unter Verwendung eines Schäumungsmittels ein, wie in JP-A-H7-247679 gezeigt. Ebenfalls ist zum Beispiel ein Verfahren bekannt, bei dem ein Gaseinspritzen mit dem Expansionsformverfahren unter Verwendung eines mit langen Fasern verstärkten thermoplastischen Harzgranulats verwendet wird, wie in JP-A-H10-305462 gezeigt.Expansion molded articles made of fiber reinforced thermoplastic resin are generally known. Close well known methods of making them an expansion molding process using a long fiber reinforced one thermoplastic resin granules as in Japanese Patent Laid-Open JP-A- H9-220730 and H10-138276 shown, and using an injection molding process a foaming agent as shown in JP-A-H7-247679. Also is for example known a method in which gas injection with the expansion molding method using thermoplastic resin granules reinforced with long fibers is used as shown in JP-A-H10-305462.
In den in JP-A-H9-220730 und JP-A-H10-138276 aufgeführten Verfahren ist je doch die Kraft, die einen expansionsgeformten Gegenstand gegen die Formoberfläche einer Form drückt, schwach, wenn ein eine verstärkende Faser enthaltendes geschmol zenes thermoplastisches Harz expandiert wird. Diese Verfahren ergeben daher das Pro blem, dass sie schlechtere Formübertragbarkeit aufweisen und eine Differenz in der Formschrumpfung innerhalb des Formkörpers ergeben, was mangelhafte Formstabilität bewirkt. Im in JP-A-H7-247679 aufgeführten Verfahren ist nicht nur eine beträchtliche Menge an Schäumungsmittel erforderlich, um einen Formkörper mit hoher Expansions vergrößerung zu erhalten, sondern werden auch Gashaftmarkierungen an der Oberfläche des Formkörpers gleichzeitig mit der Verwendung einer großen Menge an Schäu mungsmittel bewirkt, wodurch sich das Problem des schlechteren Aussehens ergibt. Au ßerdem verbleibt bei dem in JP-A-H10-305462 aufgeführten Verfahren, obwohl die Formübertragbarkeit verbessert werden kann, ein Spritzloch für das Einspritzgas auf der Oberfläche des Formkörpers, und es treten leicht Gasaustrittsmarken auf der Oberfläche der Formkörper auf.In the processes listed in JP-A-H9-220730 and JP-A-H10-138276 each yet the force of an expansion molded object against the mold surface a mold presses weakly when melted containing a reinforcing fiber zenes thermoplastic resin is expanded. These procedures are therefore the pro problem that they have poorer form transferability and a difference in the Mold shrinkage within the molded body result in poor dimensional stability causes. The method listed in JP-A-H7-247679 is not only a considerable one Amount of foaming agent required to make a molded article with high expansion to get enlargement, but will also have gas stick marks on the surface of the molded body simultaneously with the use of a large amount of foaming causes the problem of poorer appearance. Au In addition, the method listed in JP-A-H10-305462 remains, although the Mold portability can be improved, a spray hole for the injection gas on the Surface of the molded body, and gas exit marks easily appear on the surface the molded body.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war, einen expansionsgeformten Gegenstand aus einem faserverstärkten thermoplastischen Harz herzustellen, der sich mit hoher Ex pansionsvergrößerung expandiert, indem man die Vorteile des Expansionsformens ohne Verwendung eines Schäumungsmittels verwendet, wobei der Gegenstand ausgezeichnet im leichten Gewicht, der Formübertragbarkeit und Formstabilität ist und gutes Aussehen aufweist, wobei er frei von Gaseinspritzlöchern ist.The object of the present invention was an expansion-molded article to produce from a fiber-reinforced thermoplastic resin that can with high Ex expansion expansion expands by taking advantage of expansion molding without Use of a foaming agent used, the item being excellent light weight, shape transferability and shape stability and good appearance has, wherein it is free of gas injection holes.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfah ren zur Herstellung eines expansionsgeformten Gegenstandes aus faserverstärktem ther moplastischen Harz durch Zuführung eines geschmolzenen thermoplastischen Harzes bereitgestellt, das eine verstärkende Faser enthält, deren durchschnittliche Faserlänge auf 1 mm oder mehr begrenzt ist, zwischen positive und negative Formhälften, Einfüllen des geschmolzenen Harzes in die Formhöhlung und danach Öffnen eines Teils oder der gesamten Form in Richtung der Dicke des Formkörpers, um einen nicht verfestigten Teil des geschmolzenen Harzes zu expandieren, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass (1) gepaarte positive und negative Formhälften verwendet werden, die geöffnet und geschlossen werden können und beide oder eine davon mit einer Saugöffnung an der Formoberfläche der Form versehen sind (ist), und (2) es (a) einen Schritt der Zufuhr und des Einfüllens eines geschmolzenen thermoplastischen Harzes, das eine verstärkende Faser enthält, deren durchschnittliche Faserlänge auf 1 mm oder mehr begrenzt ist, in eine Formhöhlung, (b) einen Schritt des Öffnens eines Teils oder der gesamten Form in Richtung der Dicke eines Formkörpers, sodass der Höhlungsabstand mit der endgültigen Dicke des Formkörpers übereinstimmt, während durch die Formoberfläche der Form gesaugt wird, um einen nicht verfestigten Teil des geschmolzenen Harzes zu expandieren, und (c) einen Schritt des Abkühlens des Formkörpers unter Halten des Höhlungsabstands gemäß der endgültigen Dicke des Formkörpers umfasst. Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines expansionsgeformten Gegenstandes aus faserverstärktem thermoplastischen Harz durch Zuführung eines geschmolzenen thermoplastischen Harzes, das eine verstärkende Faser enthält, deren durchschnittliche Faserlänge auf 1 mm oder mehr begrenzt ist, zwischen positive und negative Formhälften, Einfüllen des geschmolzenen Harzes in die Formhöhlung und danach Öffnen eines Teils oder der gesamten Form in Richtung der Dicke eines Formkörpers, um einen nicht verfestigten Teil des geschmolzenen Harzes zu expandieren, bereitgestellt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass (1) gepaarte positive und negative Formhälften verwendet werden, die geöffnet und geschlossen werden können und beide oder eine davon mit einer Saugöffnung auf der Formoberfläche der Form versehen sind (ist), und (2) es (a) einen Schritt der Zufuhr und des Einfüllens eines geschmolzenen thermoplastischen Harzes, das eine verstärkende Fa ser enthält, deren durchschnittliche Faserlänge auf 1 mm oder mehr begrenzt ist, in eine Formhöhlung, (b) einen Schritt des Öffnens eines Teil oder der gesamten Form in Rich tung der Dicke eines Formkörpers, sodass der Höhlungsabstand größer ist als die end gültige Dicke des Formkörpers, während durch die Formoberfläche der Form gesaugt wird, um einen nicht verfestigten Teil des geschmolzenen Harzes zu expandieren, (c) einen Schritt des Schließens der Form, um den Formkörper derart zu komprimieren, dass der durch einen Teil oder die gesamte Form gebildete Höhlungsabstand mit der endgültigen Dicke des Formkörpers übereinstimmt und (d) einen Schritt des Abkühlens des Formkörpers unter Halten des Höhlungsabstands gemäß der endgültigen Dicke des Formkörpers umfasst.According to a first aspect of the present invention, a method is described ren for the production of an expansion-molded article made of fiber-reinforced ther plastic resin by supplying a melted thermoplastic resin provided which contains a reinforcing fiber whose average fiber length is up 1 mm or more is limited, between positive and negative mold halves, filling the melted resin into the mold cavity and then opening a part or the overall shape in the direction of the thickness of the molded body to a non-solidified part of the molten resin to expand, the process thereby is characterized in that (1) uses paired positive and negative mold halves that can be opened and closed and both or one of them with are provided with a suction opening on the mold surface of the mold, and (2) it (a) a step of feeding and filling a molten thermoplastic Resin containing a reinforcing fiber, the average fiber length of 1 mm or more, into a mold cavity, (b) a step of opening one Part or all of the shape in the direction of the thickness of a molded body, so that the Cavity distance corresponds to the final thickness of the molded body, while is sucked through the mold surface of the mold to an unsolidified part of the melted resin to expand, and (c) a step of cooling the Shaped body while maintaining the cavity distance according to the final thickness of the Molded body includes. According to a second aspect of the present invention describes a method of manufacturing an expansion molded article fiber-reinforced thermoplastic resin by feeding a melted thermoplastic resin containing a reinforcing fiber, the average of which Fiber length is limited to 1 mm or more, between positive and negative Mold halves, pouring the molten resin into the mold cavity and then Opening part or all of the mold in the direction of the thickness of a molded body, to expand an unsolidified part of the molten resin, provided, the method being characterized in that (1) paired positive and negative mold halves are used that are opened and closed can be and both or one of them with a suction opening on the Mold surface of the mold are (is), and (2) it (a) a step of feeding and the filling of a melted thermoplastic resin which a reinforcing company ser, whose average fiber length is limited to 1 mm or more, in one Mold cavity, (b) a step of opening part or all of the mold in rich the thickness of a shaped body so that the cavity distance is greater than the end valid thickness of the molded body while being sucked through the mold surface of the mold to expand an unsolidified portion of the molten resin, (c) a step of closing the mold to compress the molded body in such a way that the cavity distance formed by part or all of the shape with the final thickness of the molded article and (d) a cooling step of the molded body while maintaining the cavity distance according to the final thickness of the Molded body includes.
In der Beschreibung und den folgenden Patentansprüchen sind, wenn es der Zu sammenhang nicht anders erfordert, der Begriff "umfassen" und Abwandlungen, wie "umfasst" und "umfassend" so zu verstehen, dass sie eine angegebene ganze Zahl oder einen Schritt oder eine Gruppe von ganzen Zahlen oder Schritten einschließen, aber eine andere ganze Zahl oder einen Schritt oder eine Gruppe von ganzen Zahlen oder Schritten nicht ausschließen.In the description and the following claims, if the Zu not otherwise required, the term "encompass" and modifications such as "includes" and "comprising" to be understood as meaning a specified integer or include a step or group of integers or steps, but one other integer or step or group of integers or steps do not exclude.
In den beigefügten Zeichnungen sind veranschaulichende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgeführt, aus der die Aufgaben, neuen Merkmale und Vorteile leicht zu erkennen sind.In the accompanying drawings are illustrative embodiments of the Present Invention Listed Out Of The Objects, New Features And Advantages are easy to recognize.
In den Zeichnungen ist:In the drawings:
Fig. 1 ein Schnitt, der ein Beispiel eines mit dem erfindungsgemäßen Verfah ren erhaltenen expansionsgeformten Gegenstandes zeigt; Fig. 1 is a sectional view showing an example of a ren with the inventive procedural resulting expansion-molded article;
Fig. 2 ein vergrößerter Schnitt, der eine Expansionsschicht eines mit dem er findungsgemäßen Verfahren erhaltenen expansionsgeformten Gegenstandes zeigt; Fig. 2 is an enlarged section showing an expansion layer of an expansion molded article obtained by the method of the present invention;
Fig. 3 ein schematischer Schnitt, der ein Beispiel einer im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Form zeigt; Fig. 3 is a schematic section showing an example of a shape used in the method according to the invention;
Fig. 4 bis 12 schematische Schnitte von Formen zur Erklärung der Herstellungsschritte im erfindungsgemäßen Verfahren. Fig. 4 to 12 are schematic sectional views of shapes for explaining the manufacturing steps in the present process.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im einzelnen erklärt.The present invention is explained below in detail.
Es muss nicht gesagt werden, dass folgende Erklärungen für ein Beispiel der vorliegenden Erfindung abgegeben werden und die vorliegende Erfindung nicht ein schränken sollen.Needless to say, the following explanations for an example of the present invention and the present invention are not should restrict.
Ein expansionsgeformter Gegenstand aus faserverstärktem thermoplastischen Harz, wie durch einen vergrößerten Schnitt von Fig. 1(A) gezeigt, umfasst eine Haut schicht (1) mit im wesentlichen keinen Poren und eine Expansionsschicht (2). Der ex pansionsgeformte Gegenstand aus faserverstärktem thermoplastischen Harz, wie in Fig. 1(B) gezeigt, kann eine Struktur aufweisen, die zusätzlich zu den vorstehenden Schichten weiter ein auf der Hautschicht (1) laminiertes Deckschichtmaterial (16), falls erforder lich, umfasst.An expansion molded article made of fiber reinforced thermoplastic resin, as shown by an enlarged section of Fig. 1 (A), comprises a skin layer ( 1 ) with substantially no pores and an expansion layer ( 2 ). The expansion molded article made of fiber reinforced thermoplastic resin, as shown in Fig. 1 (B), may have a structure which, in addition to the above layers, further comprises a cover layer material ( 16 ) laminated on the skin layer ( 1 ), if necessary.
Die Expansionsschicht (2), wie in Fig. 2 gezeigt, weist eine Netzwerkstruktur auf, in der die verstärkenden Fasern (3) kompliziert ineinander verflochten und durch ein thermoplastisches Harz (4) in Nähe ihrer Kontaktpunkte fixiert sind. Wie vorstehend erklärt ist die Netzwerkstruktur eine Struktur, in der die Fasern miteinander verbunden und relativ zueinander über das thermoplastische Material fixiert sind, sodass die Fasern zwischenräumliche Lücken dazwischen festlegen. In der Netzwerkstruktur weist jede Faser eine imaginäre Linie auf, die durch das erste und zweite Ende der Faser entlang der Längsachse der Faser geht. Diese Struktur ist zum Erhalt leichten Gewichts und ho her Festigkeit wichtig. Um Fasern miteinander auf vorstehende Weise zu verflechten, ist erwünscht, die durchschnittliche Faserlänge in einem Formkörper lang zu halten. Daher ist entscheidend, dass die durchschnittliche Faserlänge der verstärkenden Fasern im Formkörper 1 mm oder mehr beträgt. Wenn die durchschnittliche Faserlänge geringer als 1 mm ist, werden nur nicht zufriedenstellende Eigenschaften erhalten. Es ist nicht erforderlich, dass jede verstärkende Faser getrennt vorhanden ist, sondern zwei oder mehr verstärkende Fasern können zu einem Bündel verbunden sein, und diese verstär kenden Fasern können fast gleichmäßig als Ganzes allein dispergiert werden.The expansion layer ( 2 ), as shown in Fig. 2, has a network structure in which the reinforcing fibers ( 3 ) are intricately intertwined and fixed in the vicinity of their contact points by a thermoplastic resin ( 4 ). As explained above, the network structure is a structure in which the fibers are interconnected and fixed relative to each other via the thermoplastic material, so that the fibers define inter-space gaps between them. In the network structure, each fiber has an imaginary line that passes through the first and second ends of the fiber along the longitudinal axis of the fiber. This structure is important for maintaining light weight and high strength. In order to interlace fibers in the above manner, it is desirable to keep the average fiber length in a molded article long. It is therefore crucial that the average fiber length of the reinforcing fibers in the molded body is 1 mm or more. If the average fiber length is less than 1 mm, only unsatisfactory properties are obtained. It is not necessary that each reinforcing fiber be present separately, but two or more reinforcing fibers can be combined into a bundle, and these reinforcing fibers can be almost uniformly dispersed as a whole.
Unter dem vorstehenden Gesichtspunkt ist in der vorliegenden Erfindung entscheidend, ein geschmolzenes thermoplastisches Harz, das verstärkende Fasern enthält, deren durchschnittliche Faserlänge auf 1 mm oder mehr begrenzt ist, einer Formhöhlung zuzuführen, die durch positive und negative Formhälften gebildet wird. Eine bevorzugte Obergrenze der durchschnittlichen Faserlänge kann 25 mm oder weniger betragen. Beispiele eines Verfahrens der Zufuhr eines solchen geschmolzenen thermoplastisches Harzes (nachstehend einfach als "geschmolzenes Harz" bezeichnet), das verstärkende Fasern enthält, deren durchschnittliche Faserlänge auf 1 mm oder mehr begrenzt ist, in die Formhöhlung schließen ein Verfahren der Zufuhr eines geschmol zenen Harzes in die Formhöhlung, erhalten durch Schmelzen und Kneten von verstär kenden Fasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 3 mm oder mehr und eines granularen oder pelletartigen thermoplastischen Harzes in eine Spritzformvorrichtung des Schneckentyps und ein Verfahren der Zufuhr eines geschmolzenen Harzes in eine Formhöhlung ein, hergestellt durch Schmelzen und Kneten eines thermoplastischen Harzmaterials, z. B. eines mit einer langen Faser verstärkten Harzgranulats, das verstär kende Fasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 3 mm oder mehr enthält und vorher gebildet wird.From the above point of view, in the present invention crucial, a melted thermoplastic resin that reinforcing fibers contains, the average fiber length of which is limited to 1 mm or more, one Mold cavity, which is formed by positive and negative mold halves. A preferred upper limit of the average fiber length can be 25 mm or be less. Examples of a method of supplying such a molten one thermoplastic resin (hereinafter simply referred to as "molten resin"), which contains reinforcing fibers whose average fiber length is 1 mm or more is limited, in the mold cavity include a method of supplying a melted zenen resin in the mold cavity, obtained by melting and kneading of reinforcement fibers with an average fiber length of 3 mm or more and one granular or pellet-like thermoplastic resin in an injection molding device of the screw type and a method of feeding a molten resin into one Mold cavity produced by melting and kneading a thermoplastic Resin material, e.g. B. a resin fiber reinforced with a long fiber, the reinforcement contains fibers with an average fiber length of 3 mm or more and is formed beforehand.
Beim letzteren Verfahren schließen bevorzugte Beispiele des als mit einer langen Faser verstärkten Harzgranulats verwendeten Materials jene ein, die durch Tränken ei nes Glasseidenstranges mit einem geschmolzenen thermoplastischen Harz, Abkühlen und Verfestigen des Glasseidenstranges und Schneiden zu einem Granulat mit einer Länge von etwa 3 bis 25 mm hergestellt wird.In the latter method, preferred examples include that with a long one Fiber reinforced resin granules used the material obtained by soaking strand of glass silk with a melted thermoplastic resin, cooling and Solidify the glass fiber strand and cut into granules with a length from about 3 to 25 mm.
Ein solches mit einer langen Faser verstärktes Harzgranulat kann gegebenenfalls einzeln oder in Kombination mit einem Harzgranulat, das ein Matrixharz des mit der langen Faser verstärkten Harzgranulats umfasst, oder in Kombination mit einem anderen thermoplastischen Harzgranulat verwendet werden.Such resin granules reinforced with a long fiber can optionally individually or in combination with a resin granulate, which is a matrix resin with the long fiber reinforced resin granules, or in combination with another thermoplastic resin granules can be used.
Als verstärkende Faser können verschiedene verstärkende Fasern, z. B. Glasfa sern, Kohlenstoffasern und Aluminiumoxidfasern, verwendet werden, die als verstär kende Fasern allgemein bekannt sind. Unter diesen Fasern werden viele Glasfasern üblicherweise als verstärkende Fasern verwendet.Various reinforcing fibers, e.g. B. Glasfa fibers, carbon fibers and aluminum oxide fibers, which are used as reinforcements kende fibers are generally known. There are many glass fibers among these fibers commonly used as reinforcing fibers.
Da diese verstärkende Faser in der Haftung an ein als Matrixharz verwendetes thermoplastisches Harz verbessert ist, ist die Bindungskraft zwischen den Fasern durch die Matrixfasern verstärkt und die Festigkeit eines expansionsgeformten Gegenstandes verbessert. Daher ist die Verbesserung der Haftfähigkeit unter Durchführen einer Ober flächenbehandlung auf Glasfasern oder durch Vermischen eines Modifikators im thermoplastischen Harz im Fall einer solchen Kombination von zum Beispiel einem Harz des Polypropylentyps und der Glasfaser wirksam.Because this reinforcing fiber adheres to one used as a matrix resin thermoplastic resin is improved, the binding force between the fibers by the matrix fibers are reinforced and the strength of an expansion molded article improved. Therefore, the improvement in adhesiveness while performing a top surface treatment on glass fibers or by mixing a modifier in the thermoplastic resin in the case of such a combination of, for example, a resin of the polypropylene type and the glass fiber.
Als thermoplastisches Harz können die zum Beispiel beim Extrusionsformen, Spritzformen oder Pressformen verwendeten verwendet werden. Beispiele des thermo plastischen Harzes sind allgemeine thermoplastische Harze, einschließlich Harze des Polyolefintyps, wie Polyethylen und Polypropylen, Acrylnitril/Styrol/Butadien-Copoly mere, Polystyrol, Polyamide, wie Nylon, Polyvinylchlorid, Polycarbonat, Acrylharze, Styrol/Butadien-Copolymere und Polyethylenterephthalat, Gemische dieser Verbindun gen und Polymerlegierungen unter Verwendung dieser Verbindungen. Thermoplastische Harze sollen in der vorliegenden Erfindung alle diese beispielhaft aufgeführten Verbin dungen einschließen.As a thermoplastic resin, for example in extrusion molding, Injection molds or molds are used. Examples of thermo plastic resins are general thermoplastic resins, including resins of Polyolefin types such as polyethylene and polypropylene, acrylonitrile / styrene / butadiene copoly mers, polystyrene, polyamides, such as nylon, polyvinyl chloride, polycarbonate, acrylic resins, Styrene / butadiene copolymers and polyethylene terephthalate, mixtures of these compounds gene and polymer alloys using these compounds. Thermoplastic Resins are intended in the present invention to be all of these exemplified compounds include solutions.
Diese thermoplastischen Harze können, falls erforderlich, einen Füllstoff, wie Talkum, und selbstverständlich verschiedene Pigmente, Gleitmittel, Antistatikmittel und Stabilisatoren enthalten, die alle üblicherweise verwendet werden.These thermoplastic resins may contain a filler such as Talc, and of course various pigments, lubricants, antistatic agents and Contain stabilizers, all of which are commonly used.
Der Gehalt der verstärkenden Faser im die verstärkende Faser enthaltenden thermoplastischen Harz liegt im Bereich zwischen 10 und 80 Gew.-%, obwohl er ab hängig von der Expansionsvergrößerung und den gewünschten Eigenschaften des konkreten expansionsgeformten Gegenstandes variiert.The content of the reinforcing fiber in the one containing the reinforcing fiber thermoplastic resin ranges between 10 and 80% by weight, although it does depending on the expansion enlargement and the desired properties of the concrete expansion-shaped object varies.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird nachstehend in bezug auf die Zeichnungen erklärt.The method of the present invention is described below with respect to Drawings explained.
Fig. 3 ist ein schematischer Schnitt, der ein Beispiel einer im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Form zeigt. Die Form besteht aus einer gepaarten positiven Formhälfte (7) und negativen Formhälfte (6). Eine der Formhälften ist mit einer Pressen vorrichtung verbunden und die andere derart befestigt, dass die Form in vertikaler oder horizontaler Richtung geöffnet und geschlossen werden kann (in der Figur ist die positive Formhälfte befestigt und die negative Formhälfte wird so bewegt, dass die Form in vertikaler Richtung geöffnet und geschlossen wird). Fig. 3 is a schematic section showing an example of a shape used in the method according to the invention. The mold consists of a paired positive mold half ( 7 ) and negative mold half ( 6 ). One of the mold halves is connected to a press device and the other is fastened in such a way that the mold can be opened and closed in the vertical or horizontal direction (in the figure, the positive mold half is fastened and the negative mold half is moved so that the mold is vertical) Direction is opened and closed).
Obwohl das Verfahren der Zufuhr eines geschmolzenen Harzes in die Form höhlung beliebig ist, wird bevorzugt, im allgemeinen ein Verfahren zu verwenden, bei dem, wie in der Figur gezeigt, eine Harzzufuhröffnung (10) mit einer Harzzufuhreinheit (8) durch eine Harzzufuhrleitung (9) verbunden ist, die in der Form auf der Form oberfläche von entweder einer oder beiden positiven und negativen Formhälften gebildet ist (in der Figur ist die Zufuhröffnung auf der positiven Formhälfte gebildet), um das geschmolzene Harz der Formhöhlung aus der Harzzufuhröffnung zuzuführen.Although the method of supplying a molten resin to the mold cavity is arbitrary, it is preferred to generally use a method in which, as shown in the figure, a resin supply port ( 10 ) having a resin supply unit ( 8 ) through a resin supply line ( 9 ) which is formed in the mold on the mold surface of either one or both positive and negative mold halves (in the figure, the supply opening is formed on the positive mold half) to supply the molten resin to the mold cavity from the resin supply opening.
In diesem Fall kann ein gegebenenfalls regelbares Abschaltventil in die Harz zufuhrbringleitung in der Nähe der Harzzufuhröffnung angebracht werden, um gegebenenfalls die Zufuhr und Suspension eines in der Harzzufuhreinheit einer Spritzformvorrichtung gelagerten geschmolzenen Harzes zu regeln.In this case, an optionally adjustable shut-off valve can be inserted into the resin feed pipe to be attached near the resin feed port optionally the supply and suspension of one in the resin supply unit Injection molding device to regulate stored molten resin.
Außerdem wird eine Saugöffnung (11) zur Formhöhlung auf der Formoberfläche von entweder einer oder beiden positiven und negativen Formhälften gebildet. Aus die ser Saugöffnung wird ein expansionsgeformter Gegenstand in Richtung der Formoberflä che der Form gesaugt. In addition, a suction opening ( 11 ) for cavity hollowing is formed on the mold surface of either one or both positive and negative mold halves. From this suction opening, an expansion molded object is sucked in the direction of the mold surface of the mold.
Die Saugöffnung ist mit einer Saugvorrichtung, wie einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt), durch eine Saugleitung verbunden. In der Saugleitung kann ein Abschaltventil, das gegebenenfalls ein Saug- oder Suspensionsverfahren regeln kann, und auch ein Kon trollmechanismus angebracht werden, um den Grad des Vakuums wie gewünscht zu re geln. Eine solche Saugöffnung kann entweder aus einem sehr feinen Loch, das auf der Formoberfläche der Form gebildet wird und in das ein geschmolzenes Harz nicht ein dringt, oder einer im Verbindungsteil zwischen den die Form bildenden Materialien ge bildeten Spalte bestehen, die allgemein Sekante genannt wird. Weiter kann ein Teil oder die gesamte Form aus einem flüssigkeitsdurchlässigen und porösen Metall gebildet wer den.The suction opening is with a suction device, such as a vacuum pump (not shown), connected by a suction line. A shut-off valve can be which may regulate a suction or suspension process, and also a con troll mechanism can be attached to re-adjust the degree of vacuum as desired apply. Such a suction opening can either consist of a very fine hole on the Mold surface of the mold is formed and in which a molten resin does not enter penetrates, or ge in the connecting part between the materials forming the shape formed column, commonly called secant. Part or the entire shape is made of a liquid-permeable and porous metal the.
Man muß sich vor Augen führen, dass die Größe des Lochs und der Sekante, die auf der Formoberfläche gebildet werden, eine Größe haben, die dem Eindringen eines geschmolzenen Harzes widersteht. Im Fall von Löchern kann der Innendurchmesser 0,01 mm bis 0,2 mm betragen. Im Fall von Sekanten kann die Größe des am Verbindungsteil zwischen der die Form bildenden Materialien bestehenden Spalte 0,03 mm bis 0,1 mm betragen. Es ist grundsätzlich bevorzugt, die Größe jeder Öffnung eines Saugteils zu erhöhen, und es ist bevorzugt, abhängig vom Durchmesser der Löcher, der Größe oder Länge der Spalte oder der Zahl der Saugöffnungen, die Größe jeder Öffnung einer Saugöffnung einzustellen, die auf der Formoberfläche gemäß der Größe von 1/10 000 bis 1/100 der Formoberfläche geöffnet wird. Die Anordnung einer Saugöffnung kann abhängig von der Form eines Formkörpers gewählt werden, aber vorzugsweise ist die Saugöffnung zumindest in der Nähe des Rands eines Formkörpers angebracht, durch den der Formkörper umgeben ist.One has to remember that the size of the hole and the secant that are formed on the mold surface, have a size which is suitable for the penetration of a resists molten resin. In the case of holes, the inside diameter 0.01 mm to 0.2 mm. In the case of secants, the size of the am Connecting part between the column consisting of the materials forming the form 0.03 mm up to 0.1 mm. It is generally preferred to size each opening one Increase suction part, and it is preferred, depending on the diameter of the holes, the Size or length of the column or the number of suction openings, the size of each opening a suction opening that is on the mold surface according to the size of 1/10 000 to 1/100 of the mold surface is opened. The arrangement of a suction opening can be selected depending on the shape of a shaped body, but is preferred attached the suction opening at least in the vicinity of the edge of a molded body which the molded body is surrounded.
Unter Verwendung einer derartigen Form wird ein geschmolzenes Harz (12) in die Formhöhlung gefüllt, die zwischen den positiven und negativen Formhälften gebildet wird (siehe Fig. 4). Die Temperatur des zuzuführenden geschmolzenen Harzes variiert abhängig von der Art des zu verwendenden thermoplastischen Harzes und den Formbedingungen oder der Art des Deckmaterials, und eine optimale Temperatur wird geeignet eingestellt.Using such a mold, a molten resin ( 12 ) is filled into the mold cavity formed between the positive and negative mold halves (see Fig. 4). The temperature of the molten resin to be supplied varies depending on the kind of the thermoplastic resin to be used and the molding conditions or the kind of the cover material, and an optimal temperature is appropriately set.
Zum Beispiel beträgt im Fall der Verwendung eines glasfaserverstärkten Harzes unter Verwendung eines Harzes des Polypropylentyps als Matrixharz die Temperatur etwa 170 bis 300°C und vorzugsweise etwa 200 bis 280°C.For example, in the case of using a glass fiber reinforced resin temperature using a polypropylene type resin as a matrix resin about 170 to 300 ° C and preferably about 200 to 280 ° C.
Das geschmolzene Harz kann dann mit einem Spritzeinfüllverfahren oder einem auf der Schließwirkung beider Formhälften basierenden Verfahren eingefüllt werden. Ein geeignetes Verfahren wird gemäß der gewünschten Form des Produkts gewählt.The molten resin can then be injected using a syringe filling method or processes based on the closing action of both mold halves. A suitable method is chosen according to the desired form of the product.
Beispiele des ersten Spritzeinfüllverfahrens schließen ein Verfahren, in dem die Zufuhr eines geschmolzenen Harzes in dem Zustand begonnen wird, dass beide Formhälften so angeordnet sind, dass sie einen kleineren Formhöhlungsabstand bilden als die Dicke eines nicht expandierten geformten Gegenstandes (siehe Fig. 4), die Form während der Zufuhr des geschmolzenen Harzes geöffnet wird, und das geschmolzene Harz in die Formhöhlung so gefüllt wird, dass die Öffnung der Formhöhlung mit der Dicke des nicht expandierten geformten Gegenstandes zur gleichen Zeit, wenn die Zufuhr des geschmolzenen Harzes beendet ist, übereinstimmt (siehe Fig. 5); und ein Verfahren ein, in dem die Zufuhr eines geschmolzenen Harzes in dem Zustand begonnen wird, dass beide Formhälften so angeordnet sind, dass eine Öffnung der Formhöhlung gebildet wird, die mit der Dicke eines nicht expandierten geformten Gegenstandes übereinstimmt, um das geschmolzene Harz in die Formhöhlung einzufüllen. Beispiele des letzteren Verfahrens unter Verwendung der Schließwirkung beider Formhälften schließen ein Verfahren ein, in dem ein zur Zufuhr des vorstehend erwähnten geschmolzenen Harzes zwischen beide Formhälften durchgeführtes Verfahren in dem Zustand begonnen wird, dass die Öffnung der Formhöhlung zwischen den positiven und negativen Formhälften größer ist als die endgültige Dicke des geformten Gegenstandes, und die Form geschlossen wird, während das geschmolzene Harz zugeführt wird oder nach Beendigung der Zufuhr des geschmolzenen Harzes, um das geschmolzene Harz in die Formhöhlung einzufüllen.Examples of the first injection filling method include a method in which the supply of a molten resin is started in the state that both mold halves are arranged to form a mold cavity distance smaller than the thickness of an unexpanded molded article (see Fig. 4) The mold is opened during the supply of the molten resin, and the molten resin is filled into the mold cavity so that the opening of the mold cavity matches the thickness of the unexpanded molded article at the same time when the supply of the molten resin is finished (see Fig. 5); and a method in which the supply of a molten resin is started in the state that both the mold halves are arranged so as to form an opening of the mold cavity that matches the thickness of an unexpanded molded article to pour the molten resin into the Fill in the cavity. Examples of the latter method using the closing action of both mold halves include a method in which a process for supplying the above-mentioned molten resin between both mold halves is started in the state that the opening of the mold cavity between the positive and negative mold halves is larger than the final thickness of the molded article and the mold is closed while the molten resin is being fed or after the molten resin is stopped to fill the molten resin into the mold cavity.
In dem Verfahren, in dem eine Zufuhr eines geschmolzenen Harzes in dem Zustand begonnen wird, dass beide Formhälften so angeordnet sind, dass sie einen Formhöhlungsabstand bilden, der kleiner ist als die Dicke eines nicht expandierten ge formten Gegenstandes beim Spritzfüllverfahren, ist das Volumen des Formhöhlungsab stands bei Beginn der Zufuhr allgemein in einem solchen Bereich, dass das Volumen der Formhöhlung 5 Vol.-% bis 100 Vol.-%, bezogen auf das Volumen der erforderlichen Menge des nicht expandierten geschmolzenen Harzes, beträgt.In the process in which supply of a molten resin is started in the state that both mold halves are arranged to form a mold cavity distance smaller than the thickness of an unexpanded molded article in the injection molding process, the volume of the mold cavity is was generally in such a range at the start of feeding that the volume of the mold cavity was 5 vol% to 100 vol% based on the volume of the required amount of the unexpanded molten resin.
In diesem Zustand wird die Zufuhr des geschmolzenen Harzes begonnen. Zusammen mit der fortschreitenden Zufuhr des geschmolzenen Harzes wird der Formhöhlungsabstand verbreitert. Wenn die Zufuhr der erforderlichen Menge an geschmolzenem Harz beendet ist, stimmt das Volumen des zugeführten geschmolzenen Harzes fast mit dem Volumen der Höhlung überein, und damit dem des in die Formhöhlung eingefüllten geschmolzenen Harzes.In this state, the supply of the molten resin is started. Along with the progressive supply of the molten resin, the Mold cavity distance widened. If the supply of the required amount melted resin is finished, the volume of melted feed is correct Resin almost matches the volume of the cavity, and thus that of the cavity Mold cavity filled with molten resin.
Zu diesem Zeitpunkt kann der Ausbreitungsgrad des Formhöhlungsabstands durch mechanisches Öffnen der Form unter Verwendung von zum Beispiel einer mit einer Form ausgestatteten Pressenvorrichtung eingestellt werden. Ebenfalls kann der Formhöhlungsabstand unter Verwendung des Zufuhrdrucks des zuzuführenden ge schmolzenen Harzes verbreitert werden. In diesem Fall wird der auf das geschmolzene Harz angelegte Druck im Bereich zwischen etwa 1 und 50 MPa eingestellt. At this time, the degree of expansion of the mold cavity distance by mechanically opening the mold using, for example, one with a mold equipped press device can be set. The can also Mold cavity distance using the supply pressure of the ge to be supplied melted resin can be widened. In this case, the melted on Resin applied pressure is set in the range between about 1 and 50 MPa.
Im Verlauf der Verbreiterung des Formhöhlungsabstands muß man sich vor Augen führen, dass das Volumen der Formhöhlung nicht größer werden darf als das Volumen des zuzuführenden geschmolzenen Harzes. In der vorliegenden Erfindung tritt jedoch kein spezielles Problem auf, auch wenn das Volumen der Formhöhlung größer wird als das Volumen des zuzuführenden geschmolzenen Harzes, vorausgesetzt, dass das Phänomen nur einen Augenblick oder einen extrem kurzen Zeitraum lang auftritt.In the course of widening the cavity clearance, one has to be careful Eyes lead that the volume of the mold cavity must not be larger than that Volume of molten resin to be fed. In the present invention occurs however, no particular problem arises even if the volume of the mold cavity is larger is calculated as the volume of the molten resin to be supplied, provided that Phenomenon occurs only for a moment or for an extremely short period of time.
In dem Verfahren, in dem ein geschmolzenes Harz in dem Zustand zugeführt wird, dass beide Formhälften so angeordnet sind, dass ein Formhöhlungsabstand gebildet wird, der mit der Dicke eines nicht expandierten geformten Gegenstandes überein stimmt, um das geschmolzene Harz bei dem Spritzfüllverfahren in die Formhöhlung ein zufüllen, kann der Abstand der Formhöhlung der Form so gehalten werden, dass sie mit der Dicke des nicht expandierten geformten Gegenstandes übereinstimmt, bis die Zufuhr des geschmolzenen Harzes beendet ist, da die Zufuhr des geschmolzenen Harzes wie im üblichen Spritzformverfahren begonnen wird.In the process in which a molten resin is supplied in the state that both mold halves are arranged so that a mold cavity distance is formed is the same as the thickness of an unexpanded molded article agrees to the molten resin in the injection molding process in the mold cavity fill, the distance between the mold cavity of the mold can be kept so that with the thickness of the unexpanded molded article matches until the feed of the molten resin is stopped because the supply of the molten resin is as in usual injection molding process is started.
Wenn ein geschmolzenes Harz in die Formhöhlung durch die Schließwirkung beider Formhälften gefüllt wird, kann ein Verfahren zum Einfüllen des geschmolzenen Harzes verwendet werden, bei dem eine erforderliche Menge des geschmolzenen Harzes einer Formhöhlung zugeführt wird, die zwischen beiden geöffneten Formhälften gebildet wird, um die Formhöhlungsöffnung größer als die Dicke des nicht expandierten geformten Gegenstandes zu machen, und die Form so geschlossen wird, dass der Form höhlungsabstand mit der Dicke eines nicht expandierten geformten Gegenstandes entwe der nach oder gleichzeitig mit Beendigung der Zufuhr des geschmolzenen Harzes übereinstimmt. Das Schließen der Form kann auch während der Zufuhr des ge schmolzenen Harzes begonnen werden, um die Zufuhr des geschmolzenen Harzes und das Schließen der Form parallel durchzuführen, so dass der Formhöhlungsabstand mit der Dicke des nicht expandierten geformten Gegenstandes entweder gleichzeitig mit oder nach Beendigung der Zufuhr des geschmolzenen Harzes übereinstimmt.If a molten resin in the mold cavity due to the closing action both mold halves is filled, a method of filling the melted Resin can be used in which a required amount of the molten resin a mold cavity is fed, which is formed between the two opened mold halves becomes to the mold cavity opening larger than the thickness of the unexpanded shaped object, and the mold is closed so that the mold cavity distance with the thickness of an unexpanded shaped object which occurs after or at the same time as the supply of the molten resin is stopped matches. Closing the mold can also be done while feeding the ge molten resin are started to supply the molten resin and to close the mold in parallel so that the cavity clearance with the thickness of the unexpanded molded article either simultaneously with or coincides after completion of the supply of the molten resin.
Im Fall des Spritzfüllens unter diesen Verfahren kann ein geformter Gegenstand mit besserem Oberflächenaussehen erhalten werden, wenn der Formhöhlungsabstand bei Zufuhr des geschmolzenen Harzes verringert wird. Jedoch können, wenn der Formhöhlungsabstand übermäßig gering ist, vermehrt Schäden an den verstärkenden Fa sern im geschmolzenen Harz auftreten, und daher wird der Formhöhlungsabstand gemäß der Dicke und Größe des Formkörpers geeignet festgelegt.In the case of spray filling under these methods, a molded article can be can be obtained with a better surface appearance if the cavity clearance at Feed of the molten resin is reduced. However, if the Mold cavity distance is excessively small, increasing damage to the reinforcing company occur in the molten resin, and therefore the mold cavity distance becomes according to the thickness and size of the molding suitably determined.
Andererseits können in dem Verfahren des Einfüllens unter Schließen beider Formhälften Schäden der verstärkenden Fasern verringert und Verringerungen der Expandierbarkeit und Festigkeit verhindert werden, da der auf das zuzuführende geschmolzene Harz angelegte Druck verringert wird. On the other hand, in the process of filling while closing both Mold halves damage to the reinforcing fibers and decreases the Expandability and strength can be prevented because of the to be fed molten resin applied pressure is reduced.
Aus den vorstehenden Tatsachen ist allgemein vorteilhaft, das Einspritzfüllver fahren, wenn das äußere Aussehen des expandierten geformten Gegenstandes am wich tigsten ist, und das Verfahren des Füllens durch Schließen der Form zu verwenden, wenn die Expandierbarkeit und Festigkeit als am wichtigsten angesehen werden.From the above facts, it is generally advantageous that the injection filler drive when the outer appearance of the expanded molded article gives way is, and to use the method of filling by closing the mold, when expandability and strength are considered the most important.
Die auf vorstehende Weise mit dem geschmolzenen Harz gefüllte Formhöhlung ist in dem Zustand, dass fast keine Öffnung vorhanden ist oder eine sehr kleine Öffnung abhängig vom Fall vorhanden ist.The mold cavity filled with the molten resin in the above manner is in the state that there is almost no opening or a very small opening depending on the case.
In diesem Zustand wird die Hautschicht (1) auf der Oberfläche des geschmolze nen Harzes gebildet. Da die Temperatur der Form allgemein geringer als die Temperatur des geschmolzenen Harzes eingestellt wird, stellt das Bereitstellen geeigneter Abkühlzeit sicher, dass sich das geschmolzene Harz vom Oberflächenteil ausgehend zu verfestigen beginnt, der in Kontakt mit der Formoberfläche der Form ist, und in kurzer Zeit eine im wesentlichen porenfreie Hautschicht gebildet wird.In this state, the skin layer ( 1 ) is formed on the surface of the molten resin. Since the temperature of the mold is generally set lower than the temperature of the molten resin, the provision of suitable cooling time ensures that the molten resin begins to solidify from the surface part that is in contact with the mold surface of the mold, and in a short time essentially pore-free skin layer is formed.
Die Kühldauer beeinflusst die Bildung der Hautschicht. Je länger die Kühldauer, desto leichter wird die Hautschicht gebildet und desto dicker wird die Hautschicht.The cooling time influences the formation of the skin layer. The longer the cooling time, the easier the skin layer is formed and the thicker the skin layer becomes.
Wenn die Hautschicht zu dick ist, nimmt die Expansionsvergrößerung zusammen mit dem anschließenden Öffnen der Form ab, während, wenn die Hautschicht zu dünn ist, die Festigkeit des Formkörpers dazu tendiert, abzunehmen. Der Grad der Dicke der Hautschicht wird geeignet gemäß der gewünschten Expansionsvergrößerung und Festigkeit des expansionsgeformten Gegenstandes gewählt. Im allgemeinen liegt die gesamte Dicke der Hautschichten auf beiden Oberflächen in der Größenordnung von 5 bis 40% der Dicke des geformten Gegenstandes. Die Abkühlzeit, bis die Form im nächsten Schritt geöffnet wird, da das geschmolzene Harz in die Formhöhlung gefüllt wird, beträgt im allgemeinen 0,1 bis 20 Sekunden, obwohl sie abhängig von einer Reihe von Bedingungen variiert, wie der Temperatur der Form, der Temperatur des geschmolzenen Harzes und der Art des Harzes.If the skin layer is too thick, the expansion enlargement will take place with the subsequent opening of the mold, while if the skin layer is too thin is, the strength of the molded body tends to decrease. The degree of thickness of the Skin layer becomes suitable according to the desired expansion enlargement and Strength of the expansion molded article selected. In general, the total thickness of the skin layers on both surfaces in the order of 5 up to 40% of the thickness of the molded article. The cooling time until the shape in Next step is opened because the molten resin is filled into the mold cavity is generally 0.1 to 20 seconds, although it depends on a series of conditions varies, such as the temperature of the mold, the temperature of the molten resin and the type of resin.
Nachdem die Hautschicht gebildet ist, wird ein Saugverfahren durch die in der Form gebildete Saugöffnung durchgeführt, um die Hautschicht, die auf der Oberfläche des geschmolzenen Harzes gebildet ist, an die Formoberfläche der Form zu adsorbieren.After the skin layer is formed, a suction procedure is carried out by the in the Form formed suction opening carried out to the skin layer that is on the surface of the molten resin is formed to adsorb to the mold surface of the mold.
Es sollte angemerkt werden, dass je geringer der Druck einer Saugleitung wird, die eine Saugvorrichtung, wie eine Vakuumpumpe, und Saugöffnung verbindet, oder je größer die Größe jeder Öffnung einer Saugöffnung wird, desto stärker die Saugkraft wird. Es ist wegen der Wirkung der Rückspringkraft der verstärkenden Fasern nicht immer erforderlich, einen Vakuumzustand (-760 mmHg) zu halten, obwohl die Saug kraft, durch den der geformte Gegenstand adsorbiert wird, gemäß dem geringeren Grad, wie nahe eines Vakuums, des Drucks der Saugleitung und der Saugöffnung stärker wird. It should be noted that the lower the pressure of a suction line, which connects a suction device, such as a vacuum pump, and suction opening, or each the larger the size of each opening of a suction opening, the stronger the suction force becomes. It is not because of the effect of the resilience of the reinforcing fibers always required to maintain a vacuum state (-760 mmHg), even though the suction force by which the molded article is adsorbed, according to the lesser degree, how close to a vacuum, the pressure of the suction line and the suction opening gets stronger.
Es wird bevorzugt, den Druck auf einen Wert von -750 mmHg bis -500 mmHg ein zustellen.It is preferred to set the pressure to a value from -750 mmHg to -500 mmHg to deliver.
Wenn die Form in Richtung der Dicke des geformten Gegenstandes geöffnet wird, bis der Formhöhlungsabstand mit der endgültigen Dicke des expansionsgeformten Gegenstandes übereinstimmt, während der adsorbierte Zustand, in dem die Hautschicht an die Formoberfläche der Form adsorbiert ist, gehalten wird, dehnt sich der nicht ver festigt gebliebene Teil im zugeführten geschmolzenen Harz aus (siehe Fig. 6), wobei ein expansionsgeformter Gegenstand mit einer Netzwerkstruktur erhalten wird, in der als Ganzes die verstärkenden Fasern (3) in Richtung der Öffnung der Form, genauer in Richtung der Dicke des expansionsgeformten Gegenstandes, orientiert sind.If the mold is opened in the direction of the thickness of the molded article until the mold cavity distance coincides with the final thickness of the expansion molded article while the adsorbed state in which the skin layer is adsorbed on the mold surface of the mold is maintained, it does not stretch solidified part in the supplied molten resin (see Fig. 6), whereby an expansion molded article having a network structure is obtained in which, as a whole, the reinforcing fibers ( 3 ) towards the opening of the mold, more precisely towards the thickness of the expanded molded article , are oriented.
Hier wird zur Verbesserung der Formübertragbarkeit des geformten Gegenstan des die Form vorzugsweise in dem Zustand geöffnet, dass die auf mindestens einer Oberfläche des der Formhöhlung zugeführten geschmolzenen Harzes gebildete Hautschicht vollständig an der Formoberfläche der Form haftet.Here is used to improve the shape transferability of the molded article the mold is preferably opened in the state that the at least one Surface of the molten resin supplied to the mold cavity Skin layer adheres completely to the mold surface of the mold.
Zum Beispiel ist, wenn eine Oberfläche des expansionsgeformten Gegenstandes als Produkt eine gemusterte Oberfläche ist, erforderlich, eine Saugöffnung auf der Formoberfläche der Form auf mindestens der Seite zu bilden, die die gemusterte Ober fläche sein soll, und die Hautschicht an der Formoberfläche der Form anzuhaften, wenn die Form geöffnet wird. In diesem Fall kann abhängig von den Bedingungen auch ein geformter Gegenstand erhalten werden, der nicht mit einer Hautschicht an der zur Saug seite gegenüberliegenden Oberfläche versehen ist. Wenn beide Oberflächen des expansi onsgeformten Gegenstandes gemusterte Oberflächen sein sollen, oder das Expansions verhältnis des herzustellenden expansionsgeformten Gegenstandes hoch sein soll, wird vorzugsweise eine Saugöffnung auf jeder Formoberfläche von beiden Formhälften gebil det und eine Hautschicht auf jeder von beiden Oberflächen des geschmolzenen Harzes gebildet und die Form geöffnet, während beide Hautschichten in Kontakt mit der Form oberfläche der Form gebracht sind.For example, if a surface of the expansion molded article as a product a patterned surface is required, a suction opening on the Form surface of the form on at least the side that forms the patterned upper should be surface, and the skin layer to adhere to the mold surface of the mold, if the mold is opened. In this case, depending on the conditions, a Shaped object can be obtained that does not have a layer of skin on it for suction side opposite surface is provided. If both surfaces of the expansi onsformed object should be patterned surfaces, or the expansion ratio of the expansion molded article to be manufactured is high preferably formed a suction opening on each mold surface from both mold halves and a skin layer on each of both surfaces of the molten resin formed and the mold opened while both skin layers are in contact with the mold surface of the mold.
Zum Öffnen der Form wird vorzugsweise ein Öffnungsverfahren durch eine mit einer Form ausgestattete Pressvorrichtung positiv kontrolliert.To open the mold, an opening process is preferably carried out using a a mold equipped with a positive control.
Bezüglich des Zeitpunkts, zu dem das Saugen durch die Formoberfläche begonnen wird, wird das Saugen im allgemeinen durchgeführt, nachdem die Hautschicht auf der Oberflächenschicht des in die Formhöhlung gefüllten geschmolzenen Harzes gebildet ist. Jedoch kann das Saugen im Stadium des Einfüllens des geschmolzenen Harzes in die Formhöhlung und auch während des Abkühlzeitraums zum Bilden der Hautschicht, abhängig von den Bedingungen, gestartet werden.Regarding the time when suction through the mold surface is started, the suction is generally carried out after the skin layer on the surface layer of the molten resin filled in the mold cavity is formed. However, sucking can be done at the molten filling stage Resin in the mold cavity and also during the cooling period to form the Skin layer, depending on the conditions.
Wenn der Formhöhlungsabstand der Form mit der endgültigen Dicke des expan sionsgeformten Gegenstandes übereinstimmt, wird das Öffnungsverfahren der Form be endet und die Form abgekühlt, während der Formhöhlungsabstand gemäß der endgülti gen Dicke des expansionsgeformten Gegenstandes gehalten wird.If the mold cavity distance with the final thickness of the expan Sionsformed object matches, the opening process of the form be ends and the mold cools down, while the mold cavity distance according to the final is held against the thickness of the expansion molded article.
Vorzugsweise wird das Saugverfahren fortgesetzt, bis das Abkühlen beendet ist. Je nachdem kann im vorstehend erwähnten Öffnungsverfahren der Form die Form so geöffnet werden, dass der Formhöhlungsabstand der Form größer ist als die endgültige Dicke des expansionsgeformten Gegenstandes, und das geschmolzene Harz zur endgültigen Dicke des expansionsgeformten Gegenstandes wieder zusammengedrückt wird, während das zugeführte geschmolzene Harz nicht vollständig verfestigt und der Mittelteil in mindestens einer Dickerichtung im geschmolzenen Zustand ist.The suction process is preferably continued until cooling is complete. Depending on the shape of the opening process mentioned above Open the mold so that the mold cavity distance is larger than that final thickness of the expansion molded article, and the molten resin compressed to the final thickness of the expansion molded article is, while the molten resin supplied is not fully solidified and the Middle part in at least one direction of thickness in the molten state.
In diesem Fall kann die Haftung des der Formoberfläche der Form zugeführten geschmolzenen Harzes verbessert werden, um dabei die Formgebung der Form genauer zu übertragen.In this case, the adhesion of the mold surface supplied to the mold molten resin can be improved to more accurately shape the mold transferred to.
Nach vollständigem Abkühlen wird die Form vollständig geöffnet, um einen ex pansionsgeformten Gegenstand aus faserverstärktem thermoplastischen Harz als endgül tig geformten Gegenstand aus der Form zu entfernen (siehe Fig. 7).After cooling completely, the mold is fully opened to remove an expansion molded article made of fiber reinforced thermoplastic resin as a finally molded article from the mold (see Fig. 7).
In einem solchen Verfahren kann ein expansionsgeformter Gegenstand aus faser verstärktem thermoplastischen Harz mit einem teilweisen Expansionsteil mit einer Form mit modifizierter Struktur hergestellt werden, in der ein Teil der Form teilweise in der Richtung bewegt wird, in der die Form geöffnet oder geschlossen wird.In such a process, an expansion molded article can be made of fiber reinforced thermoplastic resin with a partial expansion part with a mold with a modified structure, in which a part of the form is partly in the Is moved in the direction in which the mold is opened or closed.
Zum Beispiel wird, wie in Fig. 10 gezeigt, ein bewegliches, die Formoberfläche bildendes Material, zum Beispiel ein Gleitkern-(14)-System als Teil einer Form verwen det. Unter Verwendung einer solchen Form, in der ein Teil der Formoberfläche davon in der Richtung bewegt werden kann, in der die Form geöffnet und geschlossen wird, indem man den Gleitkern mit einer Formoberflächen-Bewegungsvorrichtung, wie einem hydraulischen Zylinder (15), bewegt, wird die Formoberfläche des Gleitkerns auf die gleiche Ebene wie die Formoberfläche der Form positioniert, um einen Formhöhlungs abstand der Form vor Zufuhr eines geschmolzenen Harzes zu bilden. Dann wird das geschmolzene Harz unter Verwendung des vorstehend erwähnten Verfahrens zugeführt, um das geschmolzene Harz in den Formhöhlungsabstand der Form einzufüllen (siehe Fig. 7). Danach wird, wie in Fig. 11 und Fig. 12 gezeigt, der Gleitkern in der Richtung bewegt, in der die Dicke zunimmt, während die Hautschicht in Richtung der Formoberfläche der Form gesaugt wird, um einen Expansionsteil zu bilden, der der Be wegung des Gleitkerns entspricht. Die Form wird unter Halten dieses Zustands abge kühlt, wobei ein expansionsgeformter Gegenstand aus faserverstärktem thermoplastischen Harz mit teilweise einem Expansionsteil, der dem mit dem Gleitkern gebildeten Teil entspricht, leicht hergestellt werden kann. For example, as shown in Fig. 10, a moveable mold surface forming material, for example a sliding core ( 14 ) system, is used as part of a mold. Using such a mold in which a part of the mold surface thereof can be moved in the direction in which the mold is opened and closed by moving the slide core with a mold surface moving device such as a hydraulic cylinder ( 15 ) the mold surface of the slide core is positioned on the same plane as the mold surface of the mold to form a mold cavity distance of the mold before supplying a molten resin. Then, the molten resin is fed using the above-mentioned method to fill the molten resin in the mold cavity distance of the mold (see Fig. 7). Thereafter, as shown in FIG 11 and FIG. 12 is. Shown, the slide core moves in the direction in which to increase the thickness, while the skin layer in the direction of the mold surface of the mold is sucked to form an expansion part, the movement of the loading of Sliding core corresponds. The mold is cooled while maintaining this state, and an expansion molded article made of fiber-reinforced thermoplastic resin with a part of an expansion part corresponding to the part formed with the slide core can be easily manufactured.
Wenn ein mit einem Deckmaterial versehener expansionsgeformter Gegenstand, hergestellt durch Auflegen eines Deckmaterials (16) auf einen Teil oder die gesamte Oberfläche eines solchen expansionsgeformten Gegenstandes aus faserverstärktem thermoplastischen Harz, gewünscht wird, kann folgendes Verfahren angewandt werden. Insbesondere wird das Deckmaterial vorher auf die Formoberfläche der Form gelegt, um so einen Teil oder die gesamte Formoberfläche der Form im vorstehend erwähnten Ver fahren abzudecken. Anschließend wird ein geschmolzenes Harz zugeführt und zwischen das Deckmaterial und die Formoberfläche der anderen Form auf der Seite des ge schmolzenen Harzes, die nicht mit einem Deckmaterial versehen ist, zugeführt, und danach werden ein Saugverfahren und ein Öffnungsverfahren der Form durchgeführt.When an expansion molded article made of a covering material made by placing a covering material ( 16 ) on part or all of the surface of such an expansion molded article made of fiber reinforced thermoplastic resin is desired, the following method can be used. In particular, the cover material is previously placed on the mold surface of the mold so as to cover part or all of the mold surface of the mold in the above-mentioned method. Then, a molten resin is supplied and supplied between the cover material and the mold surface of the other mold on the side of the molten resin which is not provided with a cover material, and then a suction process and an opening process of the mold are carried out.
Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigt, bevorzugt, abhängig von der Art des Deckmaterials, ein Verfahren zu verwenden, bei dem ein geschmolze nen Harz zugeführt wird, nachdem ein Deckmaterial in eine nicht geschlossene Form gelegt wurde (siehe Fig. 8), und dann die Form geschlossen wird, um das geschmolzene Harz in die Formhöhlung einzufüllen (siehe Fig. 9).As shown in Fig at this time. 8 and Fig. 9, preferably, depending on the type of the cover material, to use a method in which a geschmolze NEN resin is supplied after a cover material was placed in a non-closed shape ( see Fig. 8), and then the mold is closed to fill the molten resin into the mold cavity (see Fig. 9).
Bei Herstellung des mit einem Deckmaterial versehenen expansionsgeformten Gegenstandes, der unter Aufbringen eines Deckmaterials hergestellt wird, kann jedes üblicherweise als Deckmaterial verwendete Material als Deckmaterial aufgebracht wer den. Insbesondere schließen Beispiele dieser Deckmaterialien geschäumte oder nicht geschäumte Platten, Folien, Faservliese oder Stoffe aus verschiedenen thermoplastischen Harzen oder thermoplastischen Elastomeren ein.When manufacturing the expansion molded with a cover material Any object that is produced with the application of a covering material can be any Material usually used as cover material is applied as cover material the. In particular, examples of these cover materials include foamed or not foamed sheets, foils, non-woven fabrics or fabrics made of various thermoplastic Resins or thermoplastic elastomers.
Wenn ein Deckmaterial verwendet wird, können vermehrt Schwierigkeiten bei der Bildung einer Hautschicht auf der Oberfläche eines geschmolzenen Harzes auf der Seite, die in Kontakt mit dem Deckmaterial ist, auftreten. In diesem Fall kann es unter Verwendung eines nicht flüssigkeitsdurchlässigen Deckmaterials und in bezug auf das an das geschmolzene Harz als Hautschicht befestigte Deckmaterial, an der Formoberfläche der Form angebracht werden.When a cover material is used, difficulties can increase the formation of a skin layer on the surface of a molten resin on the Side that is in contact with the cover material. In this case it can be under Use of a non-liquid permeable cover material and in relation to that the melted resin as a skin layer attached covering material, on the mold surface be attached to the form.
In den vorstehenden Verfahren gibt es den Fall, dass die natürliche Expansions vergrößerung, wenn die Form geöffnet wird, abhängig von den zu verwendenden Arten des thermoplastischen Harzes und der verstärkenden Faser und dem Zufuhrverhältnis der verstärkenden Fasern gering ist. In einem solchen Fall kann die natürliche Expansion durch vorhergehendes Einmischen eines Schäumungsmittels in die Ausgangssubstanzen, den sie verstärkenden Fasern enthaltenden thermoplastischen Harzmaterialien, unterstützt und gefördert werden.In the above procedures there is the case that the natural expansion enlargement when the mold is opened, depending on the species to be used of the thermoplastic resin and the reinforcing fiber and the feed ratio of the reinforcing fibers is low. In such a case, the natural expansion by previously mixing a foaming agent into the starting substances, the thermoplastic resin materials containing reinforcing fibers and be promoted.
Bei Verwendung eines Schäumungsmittels reicht eine nur winzige Menge, wie nur 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das in den Ausgangssubstanzen, den die ver stärkende Faser enthaltenden thermoplastischen Harzmaterialien, enthaltene thermoplas tische Harz, für die Anforderungen.When using a foaming agent, only a tiny amount, such as only 0.01 to 5 wt .-%, based on the in the starting substances that ver reinforcing fiber containing thermoplastic resin materials, contained thermoplas tables resin, for the requirements.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein expansionsgeformter Gegenstand aus faserverstärktem thermoplastischen Harz, der hohe Expansionsvergrößerung auf weist und ausgezeichnet in bezug auf sein niedriges Gewicht, seine Festigkeit, Oberflächenübertragbarkeit und Formstabilität ist, leicht hergestellt werden. Der erhaltene expansionsgeformte Gegenstand aus faserverstärktem thermoplastischen Harz kann weitverbreitet auf verschiedenen Fachgebieten, wie Formkörpern mit niedrigem Gewicht und hoher Festigkeit, verschiedenen Strukturmaterialien oder Formkörpern mit einer Deckschicht, verwendet werden.According to the present invention, an expansion molded article Made of fiber-reinforced thermoplastic resin, the high expansion exhibits and excellent in terms of low weight, strength, Surface portability and dimensional stability is easy to manufacture. The Expansion-molded article obtained from fiber-reinforced thermoplastic resin can be widely used in various fields, such as molded articles with low Weight and high strength, various structural materials or molded bodies with a top layer can be used.
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