DE102008024246A1 - Blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

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Nobuyoshi Kajioka
Hiroyuki Kyoto-shi Hamada
Asami Kyoto-shi Nakai
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Kyoto Institute of Technology NUC
DaikyoNishikawa Corp
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Abstract

Ein blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde beinhaltet: einen Gebildematerialkörper, der aus einer Harzverbindung gefertigt ist, die ungehärtetes Thermosetting-Harz enthält, und ein Fasergebilde, das als Zwischenschicht in dem Gebildematerialkörper eingebettet und mit dem Thermosetting-Harz des Gebildematerialkörpers imprägniert ist. Kurzfaser ist an wenigstens einer Seite des Fasergebildes in dem Gebildematerialkörper verteilt.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde (sheet molding compound SMC) und ein Verfahren zur Herstellung hiervon.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Als blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde ist ein Gebilde bekannt, bei dem Glaskurzfaser oder dergleichen in einem Gebildematerialkörper, der aus ungehärtetem Thermosetting-Harz besteht, verteilt ist. Das blatt- bzw. folienartige SMC-Gebilde, das einer Pressformung oder dergleichen unterzogen wird, wird in Verbundmaterialien zur Herstellung von Haushaltskomponenten, Kraftfahrzeugkomponenten und anderen industriellen Komponenten weithin verwendet.
  • Die Veröffentlichung der geprüften japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2-34308 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer externen Komponente für ein Kraftfahrzeug, die dem Aussehen nach hervorragend ist, unter Verwendung eines blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes, bei dem Glaskurzfaser in einem Gebildematerialkörper verteilt ist.
  • Die Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung (Übersetzung einer PCT-Anmeldung) mit der Nr. 2002-515080 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes, bei dem Glasfaser geschnitten und auf einer Schicht aus ungesättigtem Polyesterharz auf einem Trägerfilm verteilt wird und das so erhaltene Gebilde über einen weiteren Trägerfilm mit einer Beschichtung aus ungesättigtem Polyesterharz gelegt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Differenz bzw. den Unterschied bei der Biegefestigkeit zwischen einem Teil entsprechend dem mittleren Teil des blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes und einem Teil entsprechend dem peripheren Teil hiervon in einem aus einem blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebilde gebildeten Erzeugnis zu minimieren und dem Erzeugnis eine hohe Steifigkeit, eine hohe Festigkeit und eine hohe Widerstandsfähigkeit zu verleihen.
  • Ein blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde entsprechend der vorliegenden Erfindung beinhaltet: einen Gebildematerialkörper, der aus einer Harzverbindung gefertigt ist, die ungehärtetes Thermosetting-Harz enthält, und ein Fasergebilde, das als Zwischenschicht in dem Gebildematerialkörper eingebettet und mit dem Thermosetting-Harz des Gebildematerialkörpers imprägniert ist, wobei Kurzfaser an wenigstens einer Seite des Fasergebildes in dem Gebildematerialkörper verteilt ist.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes entsprechend der vorliegenden Erfindung beinhaltet die nachfolgenden Schritte: Bilden einer unteren Harzschicht, die aus einer Harzverbindung gefertigt ist, die ungehärtetes Thermosetting-Harz enthält, auf einem Trägerfilm; Bilden eines Fasergebildes auf der unteren Harzschicht; Bilden einer oberen Harzschicht, die aus einer Harzverbindung gefertigt ist, die ungehärtetes Thermosetting-Harz enthält, auf dem Fasergebilde; Ermöglichen eines mechanischen Imprägnierens des Fasergebildes mit den Thermosetting-Harzen der unteren und oberen Harzschichten; und Verteilen von Kurzfaser auf die untere Harzschicht; und/oder Verteilen von Kurzfaser auf das Fasergebilde.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Weitere Aufgaben und Aspekte der Erfindung erschließen sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung, die sich wie folgt zusammensetzt.
  • 1 ist eine Schnittansicht eines blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes entsprechend dem Ausführungsbeispiel.
  • 2 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Herstellung eines blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes entsprechend dem Ausführungsbeispiel zeigt.
  • 3 ist ein Graph, der jeweils die Biegefestigkeit derjenigen jeweiligen Teile von Probeartikeln, die den mittleren Teilen der jeweiligen blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebilde entsprechen, und derjenigen jeweiligen Teile hiervon, die den peripheren Teilen der jeweiligen blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebilde entsprechen, angibt.
  • 4 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Durchbiegung und der Biegebeanspruchung der Probeartikel zeigt.
  • Detailbeschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
  • 1 zeigt ein blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde 10 entsprechend der vorliegenden Erfindung.
  • Das blatt- bzw. folienartige SMC-Gebilde 10 beinhaltet einen Gebildematerialkörper 11, der aus einer Harzverbindung gefertigt ist, die ungehärtetes Thermosetting-Harz enthält, worin ein Fasergebilde 12, das mit dem Thermosetting-Harz des Gebildematerialkörpers 11 imprägniert ist, als Zwischenschicht eingebettet ist. In dem blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebilde 10 ist Kurzfaser 13 an wenigstens einer Seite des Fasergebildes 12 in dem Gebildematerialkörper 11 (beide Seiten in 1) verteilt. Ein Trägerfilm 14 ist an jeder Seite des blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes 10 angebracht.
  • Beim Pressformen eines herkömmlichen blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes zur Herstellung eines Erzeugnisses fließt das Material in dem peripheren Teil des blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes im Vergleich zum mittleren Teil hiervon merklich, sodass die Differenz bzw. der Unterschied bei der Biegefestigkeit zwischen einem Teil des Erzeugnisses, der dem mittleren Teil des blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes entspricht, und einem Teil hiervon, der dem peripheren Teil des blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes entspricht, merklich wird. Des Weiteren ist das Erzeugnis, das man durch Pressformen des herkömmlichen blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes erhält, von der Steifigkeit her schlecht, was Sprödbruch begünstigt.
  • Demgegenüber ist bei dem blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebilde 10 des vorliegenden Ausführungsbeispieles das Fasergebilde 12 in dem Gebildematerialkörper 11 eingebettet. Daher wird bei der Herstellung eines Erzeugnisses durch Pressformen des blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes 10 des vorliegenden Ausführungsbeispieles eine Ausrichtung der Kurzfaser 13 verhindert, sodass eine Anisotropie vorhanden ist. Im Ergebnis weist das hergestellte Erzeugnis eine geringere Differenz bzw. einen geringeren Unterschied bei der Biegefestigkeit zwischen demjenigen Teil hiervon, der dem mittleren Teil des blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes 10 entspricht, und demjenigen Teil hiervon, der dem peripheren Teil des blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes 10 entspricht, auf. Zusätzlich weist das Erzeugnis die Eigenschaft einer hohen Steifigkeit, einer hohen Festigkeit und einer hohen Widerstandsfähigkeit auf, was bedeutet, dass das Erzeugnis eine hohe Bruchdurchbiegung aufweist, sodass kein Sprödbruch auftritt.
  • Bei dem blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebilde 10 weist der Gebildematerialkörper 11 eine Dicke von insgesamt beispielsweise 1 bis 5 mm auf. Eine Schicht einer Seite und eine Schicht an der anderen Seite des Fasergebildes 12 in dem Gebildematerialkörper 11 können dieselbe Dicke oder auch verschiedene Dicken aufweisen und aus derselben Harzverbindung oder auch aus verschiedenen Harzverbindungen gefertigt sein.
  • Die Harzverbindung des Gebildematerialkörpers 11 enthält ungehärtetes Thermosetting-Harz als Matrixharz. Als Thermosetting-Harz zu nennen sind beispielsweise ungesättigtes Polyesterharz, Epoxidharz, Phenolharz und dergleichen. Die Harzverbindung kann eine einzige Art oder mehrere Arten von Thermosetting-Harz enthalten und enthält zusätzlich einen Härter, einen Katalysator, einen Füllstoff, ein Pigment, ein Verdickungsmittel, ein Innenformschmiermittel und dergleichen mehr.
  • Das Fasergebilde 12 weist eine Dicke von beispielsweise 0,1 bis 0,6 mm auf. Der Gehalt des Fasergebildes 12 liegt bei beispielsweise 5 bis 30 Mass.-%.
  • Das Fasergebilde 12 ist aus einem gewebten Textilerzeugnis, einem geflochtenen Textilerzeugnis (flachgeflochtenen Textilerzeugnis), einem gewirkten bzw. gestrickten Textilerzeugnis oder dergleichen gefertigt. Unter diesen Textilerzeugnissen werden ein nichtdehnbares gewebtes Textilerzeugnis und ein nichtdehnbares geflochtenes Textilerzeugnis bevorzugt, da man im Vergleich zu einem Erzeugnis, bei dem ein blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde verwendet wird, dessen Gebildematerialkörper nur Kurzfaser enthält, ein Erzeugnis mit merklich hoher Biegefestigkeit und entsprechendem Biegemodul erhalten kann. Das gewebte Textilerzeugnis, das das Fasergebilde 12 bildet, kann beispielsweise ein Textilerzeugnis mit Leinwandbindung, ein Textilerzeugnis mit Köperbindung, ein Textilerzeugnis mit Satin- bzw. Atlasbildung oder dergleichen sein. Kett- und Schussfäden, die das gewebte Textilerzeugnis bilden, weisen Filamente auf, deren Anzahl für den Fall einer Glasfaser bei beispielsweise 100 bis 400 liegt, während sie für den Fall einer Karbonfaser bei beispielsweise 1.000 bis 24.000 liegt. Das gewebte Textilerzeugnis, das das Fasergebilde 12 bildet, weist ein Webdichte von beispielsweise 90 bis 400 g/m2 auf.
  • Das Fasermaterial des Fasergebildes 12 kann beispielsweise eine beliebige Faser einer organischen Faser, so beispielsweise PBO-Faser (Poly(1,4-Phenylen-2,6-Benzobisoxazol)-Faser), Aramidfaser und dergleichen, wie auch einer anorganischen Faser, so beispielsweise Metallfaser, Glasfaser, Karbonfaser oder dergleichen, sein. Das Fasergebilde 12 kann aus einer einzigen Art oder mehreren Arten von Fasermaterial gefertigt sein.
  • Das Fasermaterial, das das Fasergebilde 12 bildet, kann einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Haftvermittlers (coupling agent) unterzogen werden. Die Oberflächenbehandlung verleiht dem Fasergebilde 12 ein hervorragendes Anhaftvermögen an dem Gebildematerialkörper 11.
  • Die Kurzfaser 13 weist eine Länge von beispielsweise 12,7 bis 63,5 mm und einen Durchmesser von 9 bis 15 μm für den Fall einer Glaskurzfaser und von 5 bis 7 μm für den Fall einer Karbonkurzfaser auf. Der Gehalt der Kurzfaser 13 liegt beispielsweise bei 20 bis 65 Mass.-%. In demjenigen Fall, in dem die Kurzfaser 13 in den Schichten der jeweiligen Seiten des Fasergebildes 12 in dem Gebildematerialkörper 11 angeordnet ist, kann der Gehalt der Kurzfaser 13 zwischen den Schichten gleich oder auch verschieden sein.
  • Das Material der Kurzfaser 13 kann eine beliebige Faser einer organischen Faser, so beispielsweise PBO-Faser, Aramidfaser und dergleichen, und einer anorganischen Faser, so beispielsweise Metallfaser, Glasfaser, Karbonfaser und dergleichen, sein. Die Kurzfaser 13 kann aus einer Art oder mehreren Arten von Fasermaterial gefertigt sein. In demjenigen Fall, in dem die Kurzfaser 13 in den Schichten an den jeweiligen Seiten des Fasergebildes 12 in dem Gebildematerialkörper 11 angeordnet ist, kann das Material der Kurzfaser 13 in der Schicht an einer Seite des Fasergebildes 12 dasselbe wie dasjenige in der Schicht an der anderen Seite des Fasergebildes 12 oder auch verschieden hiervon sein.
  • Die Kurzfaser 13 kann einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Haftvermittlers (coupling agent) unterzogen werden. Die Oberflächenbehandlung verleiht der Kurzfaser 13 ein hervorragendes Anhaftvermögen an dem Gebildematerialkörper 11 und hervorragende Dispersionseigenschaften der Kurzfaser 13 in dem Gebildematerialkörper 11.
  • Zum Pressformen des beschriebenen blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes 10 zur Bildung eines Erzeugnisses wird zunächst das blatt- bzw. folienartige SMC-Gebilde 10, dessen Flächenrate unter Beanspruchung bei beispielsweise 50 bis 80% liegt, aus dem blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebilde 10, das die Trägerfilme 14 trägt, herausgeschnitten.
  • Anschließend wird eine vorbestimmte Anzahl von blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebilden 10, von denen die Trägerfilme 14 abgeschält sind, geschichtet und in eines der Pressteile einer Form eingesetzt, woraufhin das andere Pressteil derart aufgesetzt wird, dass das blatt- bzw. folienartige SMC-Gebilde 10 dazwischen angeordnet ist.
  • Danach wird die Form für eine Zeitdauer von beispielsweise 0,5 bis 1 min/mm auf einer Temperatur von 120 bis 160°C und einem Druck von 5 bis 12 MPa, der in Formstellrichtung auf die Form ausgeübt wird, gehalten. Während des Formens fließen das Thermosetting-Harz und die Kurzfaser 13 im Inneren der Form, und das Aushärten des Thermosetting-Harzes schreitet fort.
  • Sodann wird die Form geöffnet, und das sich ergebende Erzeugnis wird aus dieser herausgenommen.
  • Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung des blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes 10 beschrieben.
  • 2 zeigt eine Vorrichtung 20 zur Herstellung eines blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes.
  • Die Vorrichtung 20 zur Herstellung eines blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes beinhaltet – in der genannten Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite aus – einen unteren Filmzuführabschnitt 21, einen unteren Harzzuleitabschnitt 22, einen unteren Kurzfaserzuleitabschnitt 23, einen Fasergebildezuleitabschnitt 24, einen oberen Kurzfaserzuleitabschnitt 25, einen Laminierabschnitt 26, einen Harzeintauchabschnitt 27 und einen SMC-Aufwickelabschnitt 28. Die Vorrichtung 20 zur Herstellung eines blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes beinhaltet des Weiteren einen oberen Harzzuleitabschnitt 30 über dem Laminierabschnitt 26 und nahe dem Harzeintauchabschnitt 27 und einen oberen Filmzuführabschnitt 29 über dem Harzeintauchabschnitt 27.
  • Der untere Filmzuführabschnitt 21 beinhaltet ein Aufwickelglied, an dem der Trägerfilm 14 aufgewickelt ist, und führt den Trägerfilm 14 stromabwärts von dem Wickelglied zu.
  • Auf ähnliche Weise beinhaltet der obere Filmzuführabschnitt 29 ein Aufwickelglied, auf das der Trägerfilm 14 aufgewickelt ist, und führt den Trägerfilm 14 dem unteren Harzzuleitabschnitt 30 von dem Aufwickelglied her zu.
  • Der untere Harzzuleitabschnitt 22 beinhaltet ein Harzzuleitglied (nicht gezeigt) und eine Rakel 22a. Das Harzzuleitglied leitet die Harzverbindung, die das ungehärtete Thermosetting-Harz enthält, der Breite nach auf den Trägerfilm 14, der von dem unteren Filmzuführabschnitt 21 her zugeführt wird, auf, und die Rakel 22a gleicht die auf diese Weise zugeleitete Harzverbindung an eine vorbestimmte Dicke an, sodass auf dem Trägerfilm 14 eine untere Harzschicht 11a mit einer vorbestimmten Dicke gebildet wird.
  • Der obere Harzzuleitabschnitt 30 beinhaltet ein Harzzuleitglied (nicht gezeigt) und eine Rakel 30a. Das Harzzuleitglied leitet die Harzverbindung, die das ungehärtete Thermosetting-Harz enthält, der Breite nach auf den Trägerfilm 14, der von dem oberen Filmzuführabschnitt 29 her zugeführt wird, auf, und die Rakel 30a gleicht die auf diese Weise zugeleitete Harzverbindung an eine vorbestimmte Dicke an, sodass auf dem Trägerfilm 14 eine obere Harzschicht 11b mit einer vorbestimmten Dicke gebildet wird.
  • Der untere Kurzfaserzuleitabschnitt 23 beinhaltet ein Paar von Fallwalzen 23a und eine Schneidewalze 23b. Das Paar von Fallwalzen 23a lässt einen Faserstrang (Roving), der sich von einer Faserzuleitquelle (nicht gezeigt) aus erstreckt, fallen, und die Schneidesalze 23b schneidet nacheinander den auf diese Weise fallengelassenen Faserstrang auf eine vorbestimmte Faserlänge, sodass die auf diese Weise geschnittene Kurzfaser 13 der Breite nach auf der unteren Harzschicht 11a auf dem Trägerfilm 14, der von dem unteren Harzzuleitabschnitt 22 her zugeführt wird, verteilt wird.
  • Der Fasergebildezuleitabschnitt 24 beinhaltet ein Paar von Fallwalzen 24a und eine Legewalze 24b. Das Paar von Fallwalzen 24a lässt das Fasergebilde 12, das sich von einer Fasergebildezuleitquelle (nicht gezeigt) aus erstreckt, fallen, und die Legewalze 24b legt das auf diese Weise fallengelassene Fasergebilde 12 auf die untere Harzschicht 11a, in der die Kurzfaser 13 verteilt ist, auf dem Trägerfilm 14, der von dem unteren Kurzfaserzuleitabschnitt 23 zugeführt wird.
  • Der obere Kurzfaserzuleitabschnitt 25 beinhaltet ein Paar von Fallwalzen 25a und eine Schneidesalze 25b. Das Paar von Fallwalzen 25a lässt einen Faserstrang (Roving), der sich von einer Faserzuleitquelle (nicht gezeigt) aus erstreckt, fallen, und die Schneidesalze 25b schneidet nacheinander den auf diese Weise fallengelassenen Faserstrang auf eine vorbestimmte Faserlänge, sodass die auf diese Weise geschnittene Kurzfaser 13 der Breite nach auf dem Fasergebilde 12 auf dem Trägerfilm 14, der von dem Fasergebildezuleitabschnitt 24 her zugeführt wird, verteilt wird.
  • Der Laminierabschnitt 26 beinhaltet eine obere Führungswalze 26a und eine untere Laminierwalze 26b. Die Führungswalze 26a führt die obere Harzschicht 11b auf dem Trägerfilm 14 aus der Zuleitung von dem oberen Harzzuleitabschnitt 30 nach unten, und die Laminierwalze 26b laminiert die auf diese Weise geführte obere Harzschicht 11b auf die Faserschicht 12, in der die Kurzfaser 13 verteilt ist, auf dem Trägerfilm 14, der von dem oberen Kurzfaserzuleitabschnitt 25 her zugeführt wird, wodurch ein blatt- bzw. folienartiger Verbund gebildet wird.
  • Der Harzeintauchabschnitt 27 beinhaltet ein Paar von oberen und unteren Bandantriebsvorrichtungen 27a, 27b, von denen jede eine Mehrzahl von Walzen beinhaltet, an denen ein Maschen- bzw. Siebband geführt ist. Die Maschen- bzw. Siebbänder klemmen den blatt- bzw. folienartigen Verbund, der von dem Laminierabschnitt 26 her zugeführt wird, ein, pressen ihn und streckziehen ihn von oben und unten, um ein Imprägnieren des Fasergebildes 12 mit der Harzverbindung und ein Entgasen zu ermöglichen. Damit ist das blatt- bzw. folienartige SMC-Gebilde 10 hergestellt.
  • Der SMC-Aufwickelabschnitt 28 beinhaltet eine Aufwickelwalze zum Aufwickeln des auf diese Weise hergestellten blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes 10, das von dem Harzeintauchabschnitt 27 her zugeführt wird, wobei die Trägerfilme 14 an den jeweiligen Seiten hiervon laminiert sind.
  • Testbewertung
  • Probeartikel zur Testbewertung
  • Arbeitsbeispiel
  • Es wurde dasselbe blatt- bzw. folienartige SMC-Gebilde wie beim ersten Ausführungsbeispiel, nämlich dasjenige, das die Kurzfaser an beiden Seiten des Fasergebildes enthält, als Arbeitsbeispiel hergestellt. Die Materialzusammensetzung war folgendermaßen.
  • Zum Präparieren der Harzverbindung, die den Gebildematerialkörper bildet, wurden ein organischer Peroxidhärter mit 1,0 Gewichtsanteilen, ein Polymerisierungsinhibitor mit 0,6 Gewichtsanteilen, ein Verdickungsmittel mit 13,0 Gewichtsanteilen und ein Innenformschmiermittel mit 5,0 Gewichtsanteilen mit einem Vinylesterharz mit 100 Gewichtsanteilen als Matrixharz gemischt. Als Matrixharz wurde Ripoxy H600 (Erzeugnisname) von der Firma SHOWA HIGHPOLYMER CO., LTD verwendet. Als organischer Peroxidhärter wurde PERBUTYL Z (Erzeugnisname) von der Firma NOF CORPORATION verwendet. Als Polymerisierungsinhibitor wurde TBH (Erzeugnisname) von der Firma SEIKO CHEMICAL CO., LTD. verwendet. Als Verdickungsmittel wurde I·1431 (Erzeugnisname) von der Firma The Dow Chemical Company verwendet. Als Innenformschmiermittel wurde ZNS·P (Erzeugnisname) von der Firma ADEKA CORPORATION verwendet.
  • Als Fasergebilde wurde ein Textilerzeugnis mit Leinwandbindung aus Karbonfaser, nämlich TORAYCA Fabrics (Erzeugnisname) von der Firma Tray Industries, Inc. mit einer Webdichte von 315 g/m2 verwendet.
  • Was die Kurzfaser angeht, wurde Glaskurzfaser, nämlich ERS4800 (Erzeugnisname) von der Firma Central Glass Fiber Co., Ltd. mit einer Faserlänge von 25,4 mm verwendet. Der Glaskurzfasergehalt war bei 39 Mass.-% gewählt.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Als Vergleichsbeispiel 1 wurde dasselbe blatt- bzw. folienartige SMC-Gebilde wie beim Arbeitsbeispiel hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Fasergebilde nicht vorgesehen war (Der Glaskurzfasergehalt war bei 39 Mass.-% gewählt).
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Als Vergleichsbeispiel 2 wurde ein blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde hergestellt, das dasselbe wie beim Arbeitsbeispiel war, mit der Ausnahme, dass das Fasergebilde nicht vorgesehen war. Es wurde Karbonkurzfaser, nämlich TORAYCA T700 (Erzeugnisname) von der Firma Toray industries, Inc. mit einer Faserlänge von 25,4 mm anstelle der Glaskurzfaser verwendet, wobei der Gehalt hiervon bei 50 Mass.-% gewählt war.
  • Bewertungstest
  • Sowohl beim Arbeitsbeispiel wie auch bei den beiden Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurden drei blatt- bzw. folienartige SMC-Gebilde geschichtet, zwischen dem oberen Pressteil auf einer Temperatur von 145°C und einem unteren Pressteil auf einer Temperatur von 130°C eingelegt und für 600 Sekunden bei einem zum Pressformen verwendeten Druck von 10 MPa gehalten, um auf diese Weise blatt- bzw. folienartige Probeartikel zu erhalten.
  • Teststücke für einen Biegetest wurden aus jeweiligen Teilen der Probeartikel entsprechend dem mittleren Teil und dem peripheren Teil der blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebilde entsprechend JIS K7055 (Biegetest für glasfaserverstärkten Kunststoff) herausgeschnitten. Anschließend wurde ein Dreipunktbiegetest unter Verwendung einer Universaltestmaschine vom Instron-Typ von der Firma The Instron Corporation als Testmaschine durchgeführt, um die Biegefestigkeit, den Biegemodul, die Biegebruchdurchbiegung und die Bruchenergie jedes Teststückes zu messen. Der Dreipunktbiegetest wurde mit einer Durchbiegungsgeschwindigkeit von 1 mm/min durchgeführt. Die Biegefestigkeit bezeichnet eine Biegebeanspruchung zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Bruch des Teststückes erfolgt. Der Biegemodul bezeichnet ein Verhältnis zwischen der Biegebeanspruchung innerhalb einer Proportionalgrenze und der hierzu entsprechenden Durchbiegung. Die Biegebruchdurchbiegung bezeichnet eine Durchbiegung entsprechend der Biegebruchfestigkeit. Die Bruchenergie ist eine Energie, die zum Brechen eines Teststückes von Nöten ist.
  • Ergebnisse der Testbewertung
  • 3 zeigt die Biegefestigkeit der jeweiligen Teile der Probeartikel, die den mittleren Teilen und den peripheren Teilen der jeweiligen blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebilde entsprechen.
  • Der Graph von 3 zeigt, dass die Verwendung der blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebilde des Arbeitsbeispieles ein Erzeugnis ergeben kann, das eine kleine Differenz bzw. einen kleinen Unterschied bei der Biegefestigkeit zwischen einem Teil entsprechend dem mittleren Teil des blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes und einem Teil entsprechend dem peripheren Teil hiervon im Vergleich zu demjenigen Fall ergeben kann, in dem die blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebilde der Vergleichsbeispiele 1 und 2, wo kein Fasergebilde vorhanden ist, zum Einsatz kommen.
  • 4 zeigt die Beziehung zwischen der Durchbiegung und der Biegebeanspruchung der mittleren Teile der Probeartikel. Tabelle 1 zeigt die Biegebruchfestigkeit, den Biegemodul, die Biegebruchdurchbiegung und die Bruchenergie des mittleren Teiles jedes Probeartikels. Tabelle 1
    Arbeitsbeispiel Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2
    Biegefestigkeit (MPa) 334.6 179,9 235,9
    Biegemodul (GPa) 12,9 6,7 15,8
    Biegebruchdurchbiegung (mm) 2,6 3,6 2,3
    Bruchenergie (J) 110,2 86,8 45,5
  • Die Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung des blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes des Arbeitsbeispieles ein Erzeugnis mit merklich hoher Biegefestigkeit und entsprechendem Biegemodul im Vergleich zu demjenigen Fall ergeben kann, in dem die blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebilde der Vergleichsbeispiele 1 und 2, wo kein Fasergebilde vorhanden ist, zum Einsatz kommen.
  • Ungeachtet dessen, dass die Erfindung unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel hiervon gezeigt und beschrieben worden ist, erschließt sich einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet, dass die vorgenannten wie auch weitere Änderungen an Form und Details hieran vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2-34308 [0003]
    • - JP 2002-515080 [0004]

Claims (8)

  1. Blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde, umfassend: einen Gebildematerialkörper, der aus einer Harzverbindung gefertigt ist, die ungehärtetes Thermosetting-Harz enthält; und ein Fasergebilde, das als Zwischenschicht in dem Gebildematerialkörper eingebettet und mit dem Thermosetting-Harz des Gebildematerialkörpers imprägniert ist, wobei Kurzfaser an wenigstens einer Seite des Fasergebildes in dem Gebildematerialkörper verteilt ist.
  2. Blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde nach Anspruch 1, wobei das Fasergebilde ein gewebtes Textilerzeugnis, ein gewirktes bzw. gestricktes Textilerzeugnis oder ein geflochtenes Textilerzeugnis ist.
  3. Blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fasergebilde aus PBO-Faser, Aramidfaser, Metallfaser, Glasfaser oder Karbonfaser gebildet ist.
  4. Blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fasergebilde eine Dicke von 0,1 bis 0,6 mm aufweist.
  5. Blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fasergebilde einen Gehalt von 5 bis 30 Mass.-% aufweist.
  6. Blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Thermosetting-Harz ungesättigtes Polyesterharz, Epoxidharz oder Phenolharz ist.
  7. Blatt- bzw. folienartiges SMC-Gebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kurzfaser eine Länge von 12,7 bis 63,5 mm aufweist.
  8. Verfahren zur Herstellung eines blatt- bzw. folienartigen SMC-Gebildes, umfassend die nachfolgenden Schritte: Bilden einer unteren Harzschicht, die aus einer Harzverbindung gefertigt ist, die ungehärtetes Thermosetting-Harz enthält, auf einem Trägerfilm; Bilden eines Fasergebildes auf der unteren Harzschicht; Bilden einer oberen Harzschicht, die aus einer Harzverbindung gefertigt ist, die ungehärtetes Thermosetting-Harz enthält, auf dem Fasergebilde; Ermöglichen eines mechanischen Imprägnierens des Fasergebildes mit den Thermosetting-Harzen der unteren und oberen Harzschichten; und Verteilen von Kurzfaser auf die untere Harzschicht; und/oder Verteilen von Kurzfaser auf das Fasergebilde.
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